Реферат: Загрязнение и здоровье окружающей среды
Загрязнение и здоровье окружающейсреды<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Загрязнение — этонежелательное изменение физических, химических или биологических характеристикнашего воздуха, земли и воды, которое может сейчас или в будущем оказыватьнеблагоприятное влияние на жизнь самого человека, нужных ему растений иживотных, на разного рода производственные процессы, условия жизни и культурноедостояние, истощать или портить его сырьевые ресурсы. Загрязнители — этоостатки того, что мы производим, используем и выбрасываем прочь. Загрязнениеувеличивается не только от того, что с ростом.населения уменьшается доступноедля каждого человека пространство, но и от того, что потребности на душунаселения непрерывно увеличиваются, так что из года в год каждый из насвыбрасывает все больше и больше. Земля стала более населенной, на ней нетбольше места для свалки мусора. То, что служит мусорной корзинкой для одногочеловека, является жизненным пространством другого. (К «выбрасываемым прочь»загрязнениям следует добавить те, которые представляют собой неизбежныепобочные продукты транспорта, промышленности и сельского хозяйства; по мерерасширения этих областей деятельности людей возрастает и загрязнение.)<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Мы уже приводили вескиеоснования для утверждения, что в настоящее время загрязнение — один изважнейших лимитирующих факторов для человека. Усилия, которые сейчасприходится прилагать для уменьшения и предупреждения загрязнения, могутпослужить хорошей отрицательной обратной связью, которая предотвратила быполное разграбление человеком ресурсов Земли и тем самым самоуничтожение. Этапроблема существует во всем мире, различаясь лишь в одном аспекте: вразвивающихся странах (70% населения земного шара) хронические загрязнения иболезни связаны с испражнениями человека и животных, тогда как в богатыхразвитых странах (30% населения земного шара) агро-индустриальное химическоезагрязнение сейчас выступило на первый план по сравнению с органическим. Вдополнение к этому глобальное загрязнение воды и воздуха, порождаемоепреимущественно развитыми странами, угрожает сейчас каждому. Во всех главахпервой части мы все время отмечали значение экологических принципов дляпонимания причин и для устранения последствий разных форм загрязнения. Чтобысправиться с загрязнением в локальном и глобальном масштабе, необходимэкосистемный (целостный) подход; поэтому здесь мы попытаемся дать общий очеркпроблемы и кратко изложить те ее разделы, которые особенно привлекают вниманиеширокой общественности. Реформы и решения в этих особенно критических областяхмогли бы указать путь к решению проблемы в целом.<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Лучшими учебными пособиями по проблеме загрязнения могутслужить официальные отчеты, подготовленные Национальной академией наук илиКонсультативным комитетом по вопросам науки при Президенте. Введением в изучениезагрязнения воды могут служить книги Хайнеса (1960), Хокса (1963) и Уоррена(1971).<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
ЦЕНА ЗАГРЯЗНЕНИЯ<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Цена загрязнения слагаетсяиз трех компонентов, каждый из которых ложится ужасным и все более тяжелымбременем на человеческое общество: 1) потеря ресурсов в результате эксплуатациис неоправданно 'большим количеством отходов, потому, что, как утверждает отчетНациональной академии, «загрязнение — это часто ресурсы, оказавшиеся не насвоем месте»; 2) стоимость ликвидации загрязнения и контроля над ним (фиг. 215,А); обратите внимание, что сейчас дороже всего обходится очистка сточных вод итвердых отходов (отбросов), тогда как в ближайшие 30 лет борьба с гораздо болеевредоносными загрязнениями от автомобильных двигателей и энергетическихустановок должна стать в 100 раз дороже, если будет продолжаться безудержныйрост городов; цена здоровья людей — этот аспект цены загрязнения — встревожит,вероятно, эгоцентричного по своей природе человека больше, чем другие аспекты,которые легко замаскировать на локальном уровне разного рода рассуждениями«цена — выгода». Фиг. 215, Б дает драматическую картину того, что происходит вУкраине в настоящее время: смертность от инфекционных заболеваний крутоснижается (кривые / и //), а смертность от связанных с качеством окружающейсреды респираторных болезней и рака так же круто идет вверх (кривые /// и IV). В недавнем обзоре учёныхНАН Украины о цене здравоохранения в связи с загрязнением воздуха показано, что<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">
Фиг. 215. Ценазагрязнении.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
А. Предполагаемая стоимостьборьбы с первичными загрязнителями в бассейне реки Днепр. Обратите внимание,что основные расходы в 1970 г. связаны с обработкой сточных вод (/) и твердыхотходов (//), но к 2000 году затраты на борьбу с загрязнениями, порождаемымиавтомашинами (///), промышленностью (IV) и производством электроэнергии (V), возрастут в 10— 100 раз, если тольконе будут приняты соответствующие меры. Б. Резкое снижение смертности отинфекционных болезней — туберкулеза (/), тифа и дифтерия (//), сопровождаемоестоль же резким увеличением заболеваний, связанных с загрязнением,—рака легких(///) и других злокачественных новообразований (IV) за период с 1900 по 1960 г. (г.Донецк, 1968),<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
одно лишь снижение на 50%загрязнения воздуха в городских районах позволило бы сэкономить 20 млрд. грн. вгод. Это только стоимость медицинского обслуживания и потерянного по болезнирабочего времени; сюда не входит «цена» человеческих страданий или смерти иинвалидности от автодорожных происшествий и несчастных случаев в промышленности.Эти авторы строго обосновали зависимость всех респираторных заболеваний отзагрязнения воздуха; они даже высказали предположение, что многие данныесвидетельствуют о связи с загрязнением всей смертности от раковых заболеваний.Многие медики опасаются, что по мере увеличения стрессов окружающей среды наорганизм человека возникнут «неурядицы» с инфекционными болезнями, и не тольковследствие понижения сопротивляемости организма, но и потому, что вирусы(которые, по мнению многих, участвуют в возникновении раковых заболеваний) идругие болезнетворные организмы становятся все более устойчивыми к процессамобработки воды и пищевых продуктов. Обработку воды и переработку отходов(которые до сих пор рассматривали порознь) следует объединить в единую восстановительнуюсистему.
ВИДЫЗАГРЯЗНЕНИЯ<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
Классификация загрязненийне менее сложна и запутана, чем классификация озер или других природныхявлений. Широко распространены классификации по типам среды (воздух, вода,почва и т. п.) и по загрязняющим факторам (свинец, углекислый газ, твердыеотходы и т. д.). О каждом из этих компонентов загрязнения могут быть и будутнаписаны толстые книги. Однако с точки зрения уменьшения загрязнения в целом(т. е. с экосистемной точки зрения) важно различать прежде всего дваосновных типа загрязнения.<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
К первому относятсястойкие (неразлагающиеся) загрязнения — вещества и яды, такие, как алюминиевыебанки, соли ртути, фенольные соединения с длинной цепью, ДДТ, которые вестественной среде либо не разрушаются вовсе, либо разрушаются очень медленно.Иными словами, для этих веществ не существует природных процессов, которыемогли бы их разлагать с такой же скоростью, с какой они вводятся в экосистему.Такие неразрушающиеся загрязнители не только накапливаются, но часто «биологическиусиливаются» по мере прохождения в биогеохимических циклах и по пищевым цепям.Кроме того, они могут образовать другие ядовитые вещества, соединяясь с другимивеществами окружающей среды. Единственный возможный способ «очистки» от такихзагрязнителей — это их изъятие или экстракция из системы жизнеобеспеченияокружающей среды, что сопряжено с большими расходами. Подобное изъятие возможнов космических кораблях, но удаление многих таких загрязнителей из биосферыпрактически невозможно. Очевидное и разумное решение (которое, однако, легчесформулировать, чем выполнить) состоит в том, чтобы запретить выброс вокружающую среду таких веществ (или хотя бы контролировать его так, чтобыизбежать токсичного уровня) или даже совершенно прекратить производство такихвеществ (т. е. найти легко деградирующие заменители).<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Второй тип — этозагрязнители, разрушаемые биологическими процессами, такие, как бытовыесточные воды, которые легко разлагаются естественным образом или на городскихстанциях по очистке сточных вод, где естественные пгроцессы разложения ивосстановления усиливаются. Иными словами, к этой категории относятсявещества, для ко-<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
ЗАГРЯЗНЕНИЕИ ЗДОРОВЬЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Энергетика, загрязнения<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">
Фиг. 216. Влияние на экосистему загрязненийдвух типов — нестойких органических (/)и стойких токсичных (//). Объяснения — в тексте.<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
торых существуютестественные механизмы.переработки. К ней же можно отнести тепло илитермальное загрязнение, так как оно рассеивается естественным путем, во всякомслучае в пределах, установленных общим тепловым бюджетом биосферы. <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Проблемы с разрушающимисязагрязнениями возникают тогда. когда их поступление в окружающую средупревышает ее способность разлагать или рассеивать их. Современные затруднения собработкой сточных вод обусловлены в значительной степени тем, что городарастут гораздо быстрее, чем очистные устройства. В отличие от загрязнениятоксичными стойкими веществами проблема очистки загрязнений, поддающихсяразложению, технически разрешима посредством сочетания механической ибиологической обработки в полуестественных зонах переработки отходов.Опять-таки существуют известные пределы общего количества органическоговещества, которое может быть разложено на данной площади, а также всеобщеепредельное ограничение для количества СО2, освобождаемого в атмосферу. Если мыне хотим перешагнуть за предельные возможности биосферы, то мы должнысохранить для каждого человека примерно 2 га биологически продуктивногопространства суши и пресных вод (плюс океаны).<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Различие в воздействиидвух основных типов загрязнения на энергетику системы показано на фиг. 216.Нестойкие загрязнители, несущие энергию {органическое вещество), илипитательные вещества (фосфаты, карбонаты и т. п.), повышают продуктивностьэкосистемы, если поступают в умеренном количестве (кривая /). При повышениипоступления до критического уровня часто возникают резкие колебания(.например, в цветении водорослей), а дальнейшее увеличение поступления этихзагрязнений приводит к стрессу — система в сущности оказывается отравленной«избытком благ». Быстрота, с какой в отсутствие должного контроля можетпроизойти переход от хорошего к плохому, вносит дополнительные трудности враспознавание загрязнения и воздействие на него (это видно по тому, как крутокривая / идет вниз).Кривая // на фиг. 216 показывает, что токсичные вещества ссамого начала вызывают стресс и по мере увеличения их количествапродуктивность подавляется все больше, однако и в этом случае при постоянномнизком уровне их поступления в среду эффект будет трудно обнаружить.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
ЭТАПЫПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
Обычно принято делитьобработку нестойких отходов на три стадии: 1) предварительная (первичная)обработка — механическое отсеивание и осаждение твердых веществ (которыесжигают или закапывают); 2) неполная (вторичная) обработка — биологическоевосстановление органического вещества; 3) полная, или окончательная(третичная) обработка, 'которая состоит в химическом удалении фосфатов,нитратов, биогенных и других веществ. Полная трехстепенная обработка жидкихотходов показана на фиг. 217. Как уже отмечалось, неполная обработкаосуществляется в биологической системе, в которой микроорганизмы разлагаютбиологическое вещество таким же образом, как они делают это в почвах и донныхосадках. Наиболее распространенная установка представляет собой систему сактивным илом, которая при помощи насоса, обычно электрического, производитаэрацию и перемешивание. Другая система — это система с капельным фильтром, вкоторой жидкость после предварительной обработки течет под действием силытяжести по камням или сочится по поверхности пластмассового лотка, образующегоаэрируемый слой и напоминающего перекат естественной реки. Систему вторичнойобработки весьма полезно изучить на практике по экологии; в качестверуководства можно рекомендовать книгу Хокса (1963).<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Предварительная и неполнаяобработка были недавно скомбинированы в очень компактной установке, котораяособенно удобна для пригородов и небольших городов. Следует напомнить, чтопереработка в меньшем пространстве требует увеличения подводимой мощности (энергии)и более высокой квалификации обслуживающего персонала; любая неполадкасопровождается поступлением необработанных сточных вод в окружающую среду. Этовновь служит иллюстрацией принципа, согласно которому повышение сложности иэффективности в использовании пространства требует увеличения затрат энергиина «откачивание неупорядоченности».<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
По стоимости сооружения иэксплуатации самыми дешевыми являются окислительные пруды. Это неглубокие водоемы(1 — 1,5м глубины), устроенные так, чтобы поверхность соприкосновения своздухом была максимальна. Отходы закачиваются на дно пруда, и водоросли, бурнорастущие в верхней освещенной зоне, обеспечивают аэрацию.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">
Фиг. 217. Три стадииобработки сточных вод и других органических отходов.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Многие крупные и мелкиегорода уже имеют установки для предварительной (первичной) обработки;большинство предполагает начать производить неполную (вторичную) обработку вближайшие годы. Полную (третичную) обработку необходимо ввести как можноскорее, иначе крупные город захлебнутся своими собственными отбросами.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Эти пруды действуют какаэробно-анаэробные системы, подобно естественно плодородным лагунам. Применениетаких полуестественных устройств требует много места (около 0,5 га наобработку бытовых отходов 100 чел.) и разумного обращения. Производительностьих можно повысить при помощи дополнительных устройств для механическойаэрации. Такие пруды сейчас широко применяют для обработки бытовых сточных водв пригородных районах, особенно в теплом климате. Эффективны они также длячастичной обработки отходов бумажных и текстильных фабрик, фабрик, выпускающихпищевые продукты, и т. д. Несомненно, что такие пруды будут шире использоватьсяв будущем для переработки отходов с птицеферм и скотных дворов. В настоящеевремя эти отходы животноводства почти не обрабатываются, что является причинойочень серьезного загрязнения водных путей (вспомните, что на земле примерно впять раз больше домашних животных, чем людей, если, так сказать, привести их кодному знаменателю). Следует подчеркнуть, что окислительные пруды производят неполную обработку, а превращение: органическое вещество-загрязнительпревращается в вещество водорослей и биогенные вещества, которые выносятся вестественную среду, где для них должно иметься адекватное пространство ивозможность включения в пищевые цепи. Здесь напрашиваются такие решения, каксбор урожая водорослей на корм скоту или использование прудовых стоков дляаквакультуры, ирригации и других полезных целей, но все это требует дальнейшихисследований.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
Даже после относительнополной вторичной обработки, сток еще, конечно, сильно загрязнен биогеннымивеществами и непригоден для прямого использования человеком. В то время кактехнология вторичной обработки достаточно развита, третичная обработканаходится еще главным образом на стадии экспериментальных установок.Большинство городов все еще стремится к достижению адекватной вторичнойобработки, тогда как им следовало бы добиваться полного восстановления путемтретичной обработки. Тысячи мелких городов и пригородных районов не производятвообще никакой обработки или в лучшем случае производят только грубую первичнуюобработку. Как указывалось выше, отходы индустриализованного сельскогохозяйства почти не обрабатываются. Человек рассчитывает, что третичную обработкупроизведет природа, и она могла бы делать это очень эффективно, еслипредоставить ей достаточно места. Осложнения начинаются после того, какпространство, необходимое для естественной обработки отходов, человек застроитгородами, сельскохозяйственными и промышленными предприятиями, которыепроизводят дополнительные загрязнения. В результате ему приходится прибегнутьк искусственной третичной обработке, которая в несколько раз дороже обычнойвторичной обработки. Стефенс и Вайнбергер (1968) приводят сравнительную стоимостьразных стадий обработки отходов:<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
1) 1000 галлонов рабна3785 л.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">
Нижние цифры соответствуютстоимости на крупных предприятиях, обрабатывающих по 100 млн. галлонов в день.Капиталовложения, требуемые для создания установок полной обработки, — порядка25 млн. долл., а установка для неполной и предварительной обработки обходитсяв 20 и 10 млн. долл. соответственно. Производство питьевой воды путем полнойобработки (полное восстановление) обходится дешевле, чем опреснение (впоследнем случае 1000 галлонов стоит не менее 1 долл.) и может вскоре статьдешевле, чем доставка воды по трубам из удаленных источников; По качествувосстановленная вода была бы лучше той, которую пьют сейчас миллионы городскихжителей.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
В менее густонаселенныхобластях начинают проявлять.все больший интерес к использованию для третичнойобработки не только водных, но и наземных экосистем. Это разумно, так какплощадь наземной среды обитания во много раз больше, чем поверхностьпресноводных водоемов. Эксперименты, в которых участки земли орошали сточнымиводами от установки вторичной обработки при помощи разбрызгивателей, показали,что на востоке Украины это позволяет добавить по крайней мере 5 см в неделютакой воды к естественным осадкам, не изменяя качества грунтовых вод. Инымисловами, фосфаты, нитраты и другие биогенные вещества, добавляемые в почву стакой скоростью, поглощаются растениями и почвой. Рост зерновых и пастбищныхкультур и молодых посадок леса при подобном «опрыскивании» биогеннымивеществами сточных вод также усиливался. Очевидно, такого рода земляной«фильтр» будет обладать большой долговременной емкостью, если удалятьбиогенные вещества, собирая урожай или путем выпаса. Однако результатыпоследних экспериментов со всеми типами орошения предостерегают, что привысоком уровне входа биогенные вещества или соли могут постепеннонакапливаться. Эксперименты следует, вероятно, продолжать еще много лет, длятого чтобы определить истинные возможности третичной обработки на различныхтипах водосборов. А до тех пор следовало бы исходить из того, что оптимальныйввод должен быть ниже того максимального ввода, который кажется допустимым поданным 3—5-летних экспериментов. <span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
СТРАТЕГИЯОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ И КОНТРОЛЯ НАД НИМИ<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Человек располагает тремявозможностями избавления от отходов: 1) сбрасывание без всякой обработки вближайшее подходящее место) (воздух, река, озеро, почва, колодец или океан); 2)сбор и обработка в определенной ограниченной зоне обработки отходов, гдесозданы полуестественные экосистемы, такие, как окислительные бассейны,опрыскиваемые леса и земляные насыпи, которые выполняют большую часть работыпо разложению и восстановлению; 3) переработка в искусственныххемо-механических регенерационных системах. Первый путь основан на теории«разбавление — решение проблемы загрязнения»; он был и остается главнымспособом удаления отходов, используемым почти повсеместно. Промышленныепредприятия и города обычно расположены вдоль водных путей, что облегчаетсбрасывание сточных вод. Очевидно, что такая практика не может продолжаться иее следует прекратить как можно скорее, чего бы это ни стоило.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Второй луть дает наиболееэкономичный способ избежать всеобщего загрязнения окружающей среды достаточноразбавленными, но большими объемами отходов, которые так сильно ухудшили.сейчас качество жизненного пространства человека и угрожают его здоровью.Если мы будем оставлять большие площади для полуестественной обработки отходов,это позволит также сохранять ценное открытое пространство, которое не толькоулучшает качество окружающей среды вообще, но полезно и в других отношениях(производство пищевых продуктов и волокна, газообмен в атмосфере, места отдыха).<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image012.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">
Фиг. 218. Обработкаотходов от нефтеочистительного завода в Кременчуге довольна<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
дешевым способом. <span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Сточные воды пускают черезряд соединяющихся бассейнов и прудов (Б). На графике (-4) показано образование(Р) и расходование (R)кислорода в каждом пруду. Видно, что «самопроектирующиеся» естественныесообщества прудов разлагают органическое вещество, и, когда вода доходит до10-го пруда, откуда она сбрасывается в реку, соотношение между Р и К вполнехорошее.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
В плане городского районабыла предусмотрена обширная зона обработки отходов. Два примера устройстватаких зон показаны на фиг. 218 (обработка отходов нефтеочистительного завода)и на фиг. 219 (гипотетический план обработки теплового и радиоактивногозагрязнения от новой атомной электростанции). В обоих случаях вода, вытекающаяиз зоны обработки в общую среду обитания, не несет никаких загрязнений. Прудыдля обработки отходов во многих случаях «самоконструируются», приспосабливаяськ скорости поступления отходов. Как на их устройство, так и на уход за нимидостаточно минимальных усилий со стороны человека. Другим компонентом зоныобработки отходов должны быть большие, хорошо спроектированные и эффективноуправляемые земляные насыпи для удаления твердых отходов.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Если мы хотим пойти по разумномупути, предоставив природе значительную часть работы по удалению отходов, тоследует оставлять обширные пространства суши и воды незанятыми, что, как ужеуказывалось, представляет собой одновременно одну из лучших мер предотвращения«переразвития». Так, новые станции очистки нельзя строить по берегам рек илипосреди перенаселенных районов, а следует размещать среди природныхтерриторий, достаточно обширных для переработки разрушаемых отходов и для захороненияочень опасных отбросов (таких, как радиоактивные загрязнения, кислоты и т. п.),которые никогда не должны попадать в общую среду обитания.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><img src="/cache/referats/8767/image014.jpg" v:shapes="_x0000_i1031">
Фиг. 219. Схема зоныобработки отходов для будущей атомной электростанции (а), расположенной вестественном водосборном бассейне (очерчен пунктиром). Тепловые отходы (т. с.тепловое загрязнение) — вода, используемая для охлаждения реактора (б),вытекают из большого накопительного бассейна в и полностью рассеиваются,испаряясь из сети мелких прудов н систем дождевальных установок. Теплые прудыможно использовать для разведения рыбы, спортивного рыболовства и других видовотдыха и развлечений. Орошение наземных участков водосборного бассейнаповышает урожай полезных лесных и сельскохозяйственных продуктов; в то жевремя пода, пройдя через наземные «живые фильтры», вновь стекает в реки, прудыи попадает в грунт. Слабоактивные и твердые отходы захороняются на специальныхучастках (г). Высокоактивные отходы отработанного ядерного горючего вывозятся вспециальные места захоронения радиоактивных отходов, расположенные вне даннойзоны. Состав речных и грунтовых вод и газов из дымовых труб непрерывнорегистрируется у плотин id],в специальных скважинах (е) и при помощи специальных установок в трубах.Благодаря такому контролю не допускается утечка загрязнений из зоны. Этасистема имеет следующие основные входы и выходы (пронумерованные стрелки покраям схемы): / — поступление солнечного света и атмосферных осадков; 2 —выход радиоактивных отходов в захоронения; 3 — электроэнергия в города и т.п.; 4 — вход ядерного и прочего горючего; 5 — выход пищевых продуктов,волокна, чистого воздуха и т. п.; 6 ~ сток чистой воды для сельского хозяйства,промышленности и городов; 7 — использование для отдыха, а также для обучения инаучных исследований. Площадь такой зоны обработки отходов' зависит от климатаи рельефа местности, а также от электрических и других силовых установок,требующих охлаждения. Минимальная площадь, необходимая для 100%-ной переработкиотходов (загрязнений), с учетом возможных аварий И механических поломок составит 400 га на электростанцию мощностью 2500 МВт. В зоне обработкиотходов такой емкости можно было бы разместить также предприятия легкойпромышленности. Предприятия тяжелой промышленности следует размещать в пределахсобственной зоны обработки отходов.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
В прошлом припроектировании городов предусматривали подходящее пространство площадью 20—40 га для зоны обработкиотходов. Крупному промышленному комплексу для собственной установки попереработке отходов может потребоваться от 400 до 4000 га (см. подписи к фиг.218 и 219). Восстановленная вода и извлеченные из отходов полезные материалы сизбытком покроют стоимость земельного участка. Отделение промышленныхпредприятий и аэропортов от жилых районов целесообразно также потому, что приэтом уменьшается шум. Самыми большими препятствиями для такого рода«проектирования с природой» являются<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
разного рода правовые,экономические и политические препятствия. Если владельцы промышленныхпредприятий и местные власти не разрабатывают (или не могут этого делать из-занеадекватного законодательства) перспективных планов, то людям придется всечаще прибегать к самому дорогому и технически сложному третьему способу — искусственнойпереработке.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
Для некоторых типовотходов, особенно в густонаселенных промышленных районах, необходимы, конечно,абиотическая обработка и восстановление. Механическая обработка представляетсобой, вероятно, единственный способ избавления от некоторых компонентовзагрязнения воздуха, которые необходимо задерживать (или сокращать их количество)у самого их источника. Если же это технически невозможно, то следует найтизамену порождающим эти загрязнения процессам, потому что, как уже указывалось,очень скоро мы окажемся не в состоянии выдержать все последствия загрязнения.Если нас загонят в угол и мы будем вынуждены обратиться к дорогостоящейискусственной переработке отходов, подобной применяемой для ядовитых веществ,то кто будет оплачивать все связанные с этим расходы?
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<img src="/cache/referats/8767/image016.jpg" v:shapes="_x0000_s1026">
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Фиг. 220. Обратимостьантропогенной эвтрофикации в Каховском водохранилище. <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Цифры 5—7 вверху относятсяк следующим событиям: / — восемь разных канализационных систем сбрасывают вводохранилище сточные воды; 2 — первое заметное цветение нежелательных водорослей(Oscillatoria); 3 —впервые отмечено летнее уменьшение кислорода в придонном слое (гиполимнионе); 4— проведение первого правительственного законопроекта о сточных водах (I960 г); 5 — первый этапотведения стоков от озера (1963 г.); б — второй этап отведения стоков (196.1г')- 7 — отведены все сточные воды (1967 г.). Кривые отражают изменения 4показателей: / — прозрачность- II— фосфатный фосфор; /// — разнообразие диатомовых водорослей. IV —состав диатомовых водорослей (%эвтрофических форм). Дальнейшие пояснения — в тексте.
<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Для космических кораблейсозданы изощреннейшие системы механической переработки отходов и регенерациивоздуха и воды, но стоимость таких установок совершенно фантастична. Закончиммы этот раздел на оптимистической ноте. История Каховского водохранилища—крупного водоема, вокруг которого расположился город Запорожье со своимипригородами, — служит хорошей демонстрацией того, как можно переборотьтенденцию на снижение качества воды, подойдя к этой проблеме с широких позицийи объединив усилия города, области и страны. Изменение четырех показателей качестваводы Каховского водохранилища за период с 1970 по 2000 г. показано на фиг. 220.Два из этих показателей представляют собой важные физические характеристикиводы, а два других относятся к разнообразию и составу диатомовых водорослей,входящих в фитопланктон (т. е. это показатели сообщества). В 80-х годах заводыстали сбрасывать в водоём все увеличивающееся количество сточных вод, подвергнутыхвторичной (неполной) обработке, что привело к усилению антропогенной эвтрофикации(т. е. обогащению воды биогенными веществами). Цветение водорослей и снижениесодержания кислорода в гиполимнионе послужили сигналом опасности и привлекливнимание широкой общественности. В результате принятых мер в 1990 г. околотрети стоков отвели от водохранилища, а к 1998 г. были отведены почти всестоки. Как показывает фиг. 220, восстановление качества воды в водоёмевыглядит чрезвычайно эффектно: все четыре показателя резко изменились. Учёныеполагают, что за несколько лет водохранилище вернется к состоянию по меньшеймере 1970 года. Хотя в водоёме еще имеется много фосфатов и других биогенныхвеществ, они захороняются в осадках и таким образом исключаются из годовогобиогеохимического цикла. Важный аспект этого примера успешной ликвидациизагрязнения состоит в том, что лимнологи Украины в течение многих лет проводилина озере фундаментальные исследования; поэтому тенденции и их причины былитщательно документированы. Если бы этих данных не было, то контрмеры могли быначаться тогда, когда было бы уже слишком поздно (обратите внимание на резкоевозрастание скорости ухудшения показателей между 1980 и 1983 г., которыеуказывают, что водохранилище следовало «спасать» именно в это время).<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
Наконец, следует отметить,что способ, использованный для снижения загрязнения Каховского водохранилища,нельзя считать оптимальным: его спасли, отведя стоки в более крупный водоем —залив Азовского моря. Подлинное решение проблемы — это окончательная (полная)обработка отходов. Вряд ли нужно откладывать это решение до тех пор, когдачеловечество погубит океан. Как отметили учёные, пример с Каховскимводохранилищем показывает, что антропогенная эвтрофикация может быть обратимой.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
РЕГИСТРАЦИЯИ КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
Успех мероприятий поуменьшению загрязнений зависит, конечно, не только от обработки и контроля, нотакже от эффективной регистрации и контроля (мониторинга) общего состоянияокружающей среды, так чтобы мы точно знали, когда и где необходимо принять мерыи какие именно. Контроль осуществляется в двух основных формах: 1) прямоеизмерение концентрации загрязнителей или ключевых веществ, таких, каккислород, содержание которых при загрязнении уменьшается; 2) использованиебиологических показателей, которые могут быть очень разными — от микробиологическихметодов и измерений ВПК до индикаторов для целых сообществ.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
В качестве примераконтроля первого типа можно указать на непрерывную регистрацию загрязнениявоздуха над большими городами Украины. Сейчас это осуществляется при помощидатчиков, смонтированных на самолете, которые ежедневно измеряют ирегистрируют концентрации SCb,NO2, CO и других загрязнителей над большойобластью. Во многих городах показатели загрязнения воздуха входят в сводки'погоды. Уже отмечалась необходимость контроля содержания в атмосфере двуокисиуглерода в глобальном масштабе. Биологические показатели широко используютсядля контроля загрязнения воды. В дополнение к показателям разнообразия иобычным индикаторным видам (фиг. 221) существует много полезных показателейфункционирования сообщества, например: отношение P{R (фиг. 218), отношение хлорофилла к биомассе бактерий, среднийразмер организмов (при загрязнении мелкие организмы преобладают над крупными),содержание гемоглобина в биомассе животных как показатель снижения содержаниякислорода, количество пигмента сине-зеленых водорослей как показатель углеводногозагрязнения и многие другие показатели, которые следует тщательно изучить.Очень часто сообщество может дать больше «информации» о тотальных эффектахзагрязнения, чем измерение отдельных факторов. Важная экологическая задача —найти способы быстрого «прочтения» этой информации.<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВООБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ<span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»">
Самое слабое звено встратегии борьбы с загрязнением, так же как и в планировании использованияземель, — неадекватная правовая защита качества окружающей среды ипотребителя. Как уже говорилось, один из основных принципов, лежащих в основеразвития экологических систем, — это распределение энергии в системе. Когдасистема молода, основной поток энергии направлен на продукцию, т. е. на рост ина построение сложной структуры, но по мере приближения плотностей популяций куровню насыщения экологическая система созревает в том смысле, что все большаячасть доступной энергии расходуется на поддержание созданных раньше сложныхструктур. До сих пор наибольшее экономическое благоприятствование и защита состороны закона предоставлялись тем, кто производит, строит, загрязняет иэксплуатирует природные богатства. Это, конечно, вполне.рационально для раннихстадий цивилизации, так как человек, для того чтобы выжить, должен донекоторой степени подчинить себе и