Основные особенности экологических проблем России - Современные экологические проблемы РФ

Охарактеризуем основные кризисные направления развития экологической ситуации в России.

Хозяйственная деятельность человека. Человечество является частью биосферы, продуктом ее эволюции. Однако взаимоотношения человека и природных сообществ никогда не были безоблачными. С момента изготовления первого примитивного орудия человек уже не довольствует предметами, созданными природой, а начинает изготовлять, вводить в свой обиход предметы, вещества и т. д., которые находятся за пределами естественного биологического круговорота. Возникновение цивилизации есть следствие возникновения сферы биологических потребностей и материальных технологий. Охотничья деятельность древнего человека, несомненно, ускорила вымирание многих крупных травоядных животных. В охотничьих целях поджигание растительности способствовало опустыниванию территорий. Вместе с тем воздействие племен охотников и собирателей на сообщества обычно не было значительным. Человек начал менять и разрушать целые сообщества с переходом к скотоводству и земледелию. В ходе развития земледелия неправильна распашка приводила к потере плодородного слоя, который уносился водой или ветром, а избыточное орошение вызывало засоление почв. Многие экологи считают, что в списке злодеяний против окружающей среды на второе место после гибели лесов можно поставить "опустынивание". На территории РФ опустыниванию подвержены Черные земли в Калмыкии и Астраханской области и некоторые другие районы. Все они относятся к зонам экологического бедствия и их состояние продолжается ухудшаться

Развитие технологий и достижение индустриальных цивилизаций создало стойкий миф о господстве человека над силами природы. Критическую ситуацию в начале XXI столетия образуют следующие негативные тенденции:

    1. Потребление ресурсов в РФ на столько превысило темпы их естественного воспроизводства, что истощение природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику и привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы. 2. Отходы, побочные продукты производства и быта загрязняют биосферу, вызывают деформации экологических систем, нарушают глобальный круговорот веществ и создают угрозу для здоровья человека.

Если не будут приняты срочные меры, в ближайшее десятилетие можно ожидать нарушения и гибели многих сообществ, ухудшения среды обитания в целом.

Загрязнение природных вод. Человечество практически полностью зависит от поверхностных суши, рек и озер. Это ничтожная часть водных ресурсов (0,016%) подвергается наиболее интенсивному воздействию. Вода рек и озер покрывает потребности человечества в питьевой воде, используется на орошение в сельском хозяйстве, в промышленности, служит для охлаждения атомных и тепловых электростанций. На все виды водопользование тратится 2200 км3 воды в год. Потребление воды постоянно растет, и одна из опасностей исчерпание ее запасов. К примеру, забор воды на орошение из рек в Средней Азии привели к обмелению Аральского моря, которое практически перестало существовать. Со дна высохшего моря соль разносится ветром на сотни километров, вызывая засоление почв. Не менее грозное явление-загрязнение пресных водоемов. В 2001 году в РФ со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс. тонн): 1200 взвешенных веществ, 190 аммонийного азота, 58 фосфора, 50 железа, 30 нефтепродуктов, 11 СПАВ, 2.1 цинка, 0.8 меди, 0.3 фенолов и т. д. Соли тяжелых металлов ( ртути, свинца, цинка, меди и др.) накапливаются в иле на дне водоемов и в тканях организмов, составляющих пищевые цепи. При попадании в организм человека соли тяжелых металлов вызывают тяжелейшие отравления.

Уникальным по запасам пресной воды является озеро Байкал. Это 1/5 мировых запасов пресной воды (исключая льда) и более 45 запасов России. При объеме 23000 км3 в озере ежегодно производится около 60 км3 чистейшей, пресной воды. Неповторимое качество обеспечивается жизнедеятельностью уникального, тонко настроенного биоценоза Байкала, которое содержит в своем составе самое большое в мире количество эндемических форм организмов. Однако тревогу вызывает все возрастающее количество хозяйственных стоков. Только за последние 15 лет загрязнено более 100м3 байкальской вводы. На акваторию озера ежегодно поступает более 8500 т нефтепродуктов, 750 т. Нитратов, 13 тыс. т хлоридов и других загрязнителей

В 2000 году объем хозяйственных стоков, поступающих в Байкал, достигал 200 млн. м3. Не редко стоки несут губительные для гидробионтов вещества такие, как ртуть, цинк, вольфрам, молибден.

Загрязнение водоемов происходит не только отходами промышленного производства, но и попаданием с полей в водоемы органики, минеральных удобрений, пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве.

При разложении органики затрачивается кислород, в связи с этим его содержание в воде снижается, и многие животные гибнут. Минеральные удобрения вызывают бурное развитие водорослей, приводящее зачастую к ухудшению качества воды и исчезновения наиболее ценных видов рыб. Многие пестициды обладают высокой устойчивостью и накапливаются в тканях организмов. При этом в организмах каждого следующего трофического уровня их содержание повышается в несколько раз, а иногда в десятки раз.

Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX столетии привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих потенциальную опасность для человечества и всей биосферы. Так, многолетняя деятельность ПО "Маяк" (Челябинская область) привела к накоплению чрезвычайно больших количеств радионуклидов и загрязнений Уральского региона (районов Челябинской, Свердловской, Курганской и Тюменской областей). Сброс отходов радиохимического производства в 1949-1951 гг. в открытую гидрологическую систему Обского бассейна через реку Теча, а так же в результате аварий 1957 и 1967 гг. в окружающую среду было выброшено 23млн. кюри. Радиационное загрязнение охватило территорию 25000 км2 с населением более 500 тыс. человек.

Морские воды так же подвергаются загрязнению. С реками и со стоками прибрежных промышленных и сельскохозяйственных предприятий ежегодно выносятся в моря миллионы тонн химических отходов, а с коммунальными стоками и органических соединений. Из-за аварий танкеров и нефтедобывающих установок в океан попадает по разным источникам не менее пяти миллионов тонн нефти в год, вызывая гибель многих водных животных, морских птиц. Опасение вызывают захоронения ядерных отходов на дне морей, затонувшие корабли с ядерными реакторами и ядерным оружием на борту. Наиболее значительные скопления таких источников находятся в Баренцевом, Карском, Японском морях. Более 20 лет военными использовались акватории вблизи Новой Земли и Кольского полуострова в качестве ядерной свалки.

Производство энергии. Потребность в энергии является одной из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна как для нормальной деятельности современного человеческого общества, так и для простого физического существования каждого человека. В начале XXI столетия электроэнергию главным образом получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях. С получением энергии на теплоэлектроэнергетических предприятиях связаны сложные экологические проблемы. Например, многие десятилетия считали, что гидроэлектростанции являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. В России построили крупнейшие ГЭС на основных, великих реках. Этим строительством, как теперь стало ясно, нанесен большой урон не только природе, но и человеку:

    1) строительство плотин на равнинных реках вызывает затопление больших территорий под водохранилища, что связано с переселением людей и потерей пахотных земель, лугов и пастбищ. 2) плотина, перегораживая реку, создает непреодолимые препятствия для миграции проходных и полупроходных рыб, которые поднимаются на нерест в верховья рек. 3) в хранилищах вода застаивается, проточность ее замедляется. Это сказывается на жизни всех организмов, обитающих в реке и у реки. 4) местное повышение воды оказывает влияние на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, а гак же к эрозии берегов и оползням. 5) крупные высотные плотины на горных реках представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. Известны в мировой практике несколько случаев, когда прорыв таких плотин приводил к большим разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.

Опаснейшими загрязнителями природной среды являются ТЭЦ, на которых сжигаются огромные объемы топлива. Миллионы кубометров вредных и опасных отходов от работы тепловых электростанций практически целиком поступают в природную среду.

Долгие годы считалось, что атомные АЭС являются более чистыми, чем ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ. Однако они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. Так, взрывы, пожары и извержение продуктов деления при аварии в 1986 году на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС стали катастрофой глобального масштаба. Было выброшено из разрушенного реактора около 7,5 тонны ядерного топлива и продуктов деления с суммарной активностью не менее 50 млн. кюри. Чернобыльским выбросом в разной степени загрязнены 80% территории Белоруссии, северная часть Правобережной Украины, 17 областей РФ.

Таким образом, энергетика ставит сложнейшие экологические проблемы.

Сведение лесов одна из важнейших глобальных экологических проблем современности. В функционировании природных экосистем роль лесных сообществ огромна. Лес поглощает атмосферное загрязнение антропогенного происхождения, защищает почву от эрозии, регулирует сток поверхностных вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т. д.

Уменьшение площади лесов вызывает нарушение круговоротов кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия сведения лесов широко известны, их уничтожения продолжаются. Леса на нашей планете занимают площадь около 42млн. км2, но их площадь ежегодно уменьшается на 2%. Несмотря на то, что Россия имеет самую большую в мире площадь лесов (на каждого жителя приходится около 5 га лесных угодий), используется это богатство не эффективно. Массовые экстенсивные лесозаготовки, базирующиеся на сплошных вырубках, к концу XX столетия охватили по существу весь гослесофонд страны. Эти рубки зачастую подрывают основы лесного воспроизводства, особенно в европейской части России и на Урале.

Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. Значительные лесные пожары наблюдались в 90-е гг. прошлого века в Якутии и Магаданской области, в центральной и северо-западной части Европейской России. Только в 1997 зарегистрировано более 31 тыс. пожаров, охвативших более 726 тыс. га лесной площади.

Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших фауны и флоры. Человек должен помнить, что его существование на планете неразрывно связано с жизнью и благополучием лесных экосистем.

Загрязнение подземных вод. Источниками загрязнения подземных вод могут быть:

    1. Места хранения и транспортировки промышленной продукции и отходов производства; 2. Места аккумуляции коммунальных и бытовых отходов; 3. Сельскохозяйственные или другие угодья, на которых применяются удобрения, пестициды и другие химические вещества; 4. Загрязненные участки поверхностных водных объектов, питающих подземные воды; 5. Загрязненные участки водоносного горизонта, естественно или искусственно связанного со смежными водоносными горизонтами; 6. Участки инфильтрации загрязненных атмосферных осадков; 7. Промышленные площадки предприятий, поля фильтрации, буровые скважины и другие горные выработки.

Загрязнение подземных вод химическими веществами может идти через загрязненные поверхностные воды, которые питают подземные.

В подземные воды могут поступать и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Загрязнение ПАВ наблюдается при использовании почвенных методов очистки сточных вод, содержащих ПАВ, при пополнении запасов подземных вод из поверхностных водоисточников, содержащих ПАВ.

Попадание загрязняющих веществ в подземные воды из источников загрязнения должно быть исключено.

Загрязнение атмосферного воздуха. Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Именно концентрации этих загрязнителей наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России.

Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает много других очень опасных токсичных веществ: свинец, ртуть и другие тяжелые металлы (источники выброса: автомобили, плавильные заводы и т. д.); углеводороды, среди них наиболее опасен бензопирен, обладающий канцерогенным действием (выхлопные газы, топка котлов и др.), альдегиды, и в первую очередь формальдегиды, сероводород, токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ из четвертого блока Чернобыльской АЭС в апреле-мае 1986г. В результате аварии суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу составил 77кг.

5. Задача

Определить годовое количество и вес люминисцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении для ДНАТ-250 уличное освещение.

Дано:

N=80 шт - количество используемых ламп.

Q=14000 час - срок службы лампы.

T=2100 час - число часов работы лампы в году.

M=0,25 кг - вес одной лампы.

Решение:

1. Годовое количество (N) подлежащих замене и утилизации ламп находим по формуле:

N= (n/q)*t, шт/год.

N= (80/14000)*2100=12 шт/год.

2. Общий вес ламп (М) подлежащих замене и утилизации ламп находим по формуле:

M=N*m, кг.

М=12*0,25=3 кг.

3. Организация мероприятий по утилизации отработанных люминисцентных ламп.

Ртуть и ее соединения относятся к веществам I класса опасности, согласно ГОСТ -12.1.005-88. В каждой газоразрядной лампе, по условиям ее работы, находится дозированная капелька химически чистой ртути, весом 0,06 до 0,15 грамм в зависимости от мощности лампы.

Пары металлической ртути и соли ртути могут привести к тяжелому отрав лению организма, поэтому отходы ртутьсодержащих ламп, так же, относятся к первому классу опасности, что предполагает особый контроль за их транс портировкой, хранением и утилизацией.

Хранение ртутьсодержащих ламп должно быть сосредоточено в специальных складах, закрепленных за ответственным лицом и обеспечивающих их пол ную сохранность.

Перед приемом на склад ртутьсодержащих ламп требуется:

    - проверить правильность и целостность упаковки - при разгрузке следить за соблюдением мер предосторожности от возмож ных ударов и бросков.

Учет ртутьсодержащих ламп должен осуществляться с отметкой в журнале, при сдаче на утилизацию указывать количество ламп и организацию, куда сдаются лампы.

Количество, поступающих в организацию ламп определяется с учетом сред негодового расхода ламп. Прием поступающих ламп осуществляется персо налом выполняющим ремонт и тех. обслуживание освещения. Количество поступивших ламп по типам фиксируется в "Журнале приема новых люми несцентных и ртутных ламп". Количество выданных ламп и приема отрабо танных фиксируется в "Журнале учета выдачи новых и приема отработанных ртутных и люминесцентных ламп. Ответственным за ведение журналов явля ется мастер участка, выполняющей ремонт и тех. обслуживание сетей осве щения.

Вновь поступившие лампы хранятся в заводской упаковке в соответствии с рекомендациями завода - изготовителя, не более 60 штук в одной коробке. Лампы хранятся в установленном месте. Ключ от помещения находится у от ветственного лица.

Отработанные лампы упаковываются в заводскую упаковку и временно на капливаются в отдельном специально оборудованном помещении. Плани ровка, устройство, оборудование, отопление, вентиляция, водоснабжение и канализация должна соответствовать требованиям, изложенным в санитар ных правилах "Порядок сбор, учета и контроля отработанных ртутьсодер жащих ламп" ГОСТ 6825-91 "Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения". Помещения должны иметь планировку, позволяющую органи зовать эффективное проветривание, уборку помещений. Поверхность стен и потолка склада должны быть ровными и гладкими. В помещениях с выделе нием в воздух ртути запрещается применение алюминия качестве конструк тивного материала.

Допустимое количество накопленных отработанных ртутьсодержащих ламп определяется ПНООЛР ("проектом нормативов образования отходов и лими тов на их размещение") и размерами товарной партии для вывоза. Нахожде ние газоразрядных ламп в неупакованном виде или в не установленных мес тах запрещается.

При накоплении товарной партии и передаче на утилизацию составляется акт приема - передачи с указанием типа и количества отработанных ламп. Ин формация о количестве накопленных отработанных ламп по типам поквар тально передается инженеру по ООС.

Контроль за правильностью учета и хранения ламп раз в квартал осуществ ляется записью в "Журнале выдачи новых и приема отработанных ламп".

Задача №2

Определить годовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, при движении автомобилей по дорогам. В качестве загрязняющих веществ принять угарный газ (СО), углеводороды (несгоревшее топливо СН), окислы азота (NO3), сажу (С) и сернистый газ (SO2).

Дано:

Марка автомобиля Газ3221, тип (ДВС) - бензиновый, число дней работы в году: холодный период ТХ=220, теплый период ТТ=120, суточный пробег ав томобиля L=100, удельные выбросы загрязняющих веществ mТ, mX, г/км:

Для (СО) mТ=22,7; mX=28,5

Для (СН) mТ=2,8; mX=3,5

Для (NO3) mТ=0,6; mX=0,6

Для (С) mТ=0; mX=0

Для (SO2) mТ=0,09; mX=0,11

Решение:

Годовое количество загрязняющих веществ при движении автомобиля по до рогам рассчитывается отдельно для каждого наименования по формуле:

MO= ( mТ*TТ+mX*TX)*L*, m/год.

МО(СО)= (22,7*120+28,5*220)*100*10-6=0,89 т/год

МО(СН)= (2,8*120+3,5*220)*100*10-6=0,11 т/год

МО(NO3)= (0,6*120+0,6*220)*100*10-6=0,02 т/год

М0(С)=0

МО(SO2)= (0,09*120+0,11*220)*100*10-6=0,003 т/год

Задача №3

Определить годовое количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при по грузке горной породы в автосамосвал БеЛАЗ 548.

Дано:

Влажность горной массы ц=6,9 %

Скорость ветра в районе работ V=7,3 м/с

Высота разгрузки горной массы Н=1 м

Часовая производительность Q=1200 т/ч

Время смены tСм=8 час

Число смен в сутки N=3 шт

Количество рабочих дней в году ТГ=240 дн

Зависимость величины коэффициента от влажности горной породы К1=1,0

Зависимость величины коэффициента от скорости ветра К2=1,7

Зависимость величины коэффициента от высоты разгрузки породы К3=0,6

Удельное выделение пыли с тонны перегружаемой горной породы Д=3,5 г/т

Решение:

Годовое количество пыли, выделяющейся при работе экскаваторов, расчиты вается по формуле:

MN=K1*K2*K3*Д*Q*tСм*N*TГ*10-6, т/год.

MN=1,0*1,7*0,6*3,5*1200*8*3*240*10-6=24,67 т/год

Задача №4

Промышленное предприятие выбрасывает в атмосферу несколько загряз няющих веществ с концентрациями в приземном слое СI.

    1. Определить соответствие качества атмосферного воздуха требуе мым нормативам. 2. Оценить степень опасности загрязнения воздуха, если оно есть. 3. При высокой степени опасности определить меры по снижению за грязнений воздуха.

Дано:

Концентрация СI мг/м3

Оксид углерода 0,3

Ацетон 0,35

Фенол 0,09

Гексан 43,2

Коэффициент опасности i-го вещества, обратный ПДК этого вещества: АI=1/ПДК

QI коэффициент, зависящий от класса опасности загрязняющего вещества: q =1,5;1,3;1,0;0,85 для 1-го, 2-го, 3-го и 4-го классов опасности.

Решение:

Используем индекс суммарного загрязнения воздуха (JM), по формуле:

JM=У(CI*AI)Qi

Оксид углерода: (0,3*1/3,0)0,85=(0,1)0,85=0,14

Ацетон : (0,35*1/0,35)0,85=10,85=1

Фенол: (0,09*1/0,003)1,3=301,3=83,22

Гексан: (43,2*1/60,0)0,85=0,720,85=0,75

JM=0,14+1+83,22+0,75=85,11

Чрезвычайно опасное загрязнение.

Основными мероприятиями по борьбе с загрязнениями атмосферного воздуха промышленными выбросами являются:

    А) организация технологического процесса таким образом, чтобы исключить выброс в атмосферу отходящих вредоносных газов Б) применение специального транспорта для транспортировки пылящих и выделяющих газы материалов В) отказ от внедрения складов и резервуаров открытого типа для складирования отходов производства Г) увеличение общей культуры производства: внедрение механизации и автоматизации производственных процессов, своевременный и высококачественный ремонт оборудования.

Если при проведении технологического процесса невозможно избежать выбросов в атмосферу вредных продуктов производства, необходимо устанавливать особые сооружения для их чистки перед выбросом в атмосферу.

Задача №5

При бурении вертикальной скважины с применением промывочной жидко сти, содержащей добавку поверхностно-активного вещества - сульфанола, произошел в пределах водоносного пласта аварийный сброс бурового рас твора. Определить:

    1) Предполагаемую конфигурацию размеры ореола загрязнения в водонос ном горизонте на время t1,t2,t3 после аварийного сброса. 2) Степень разбавления загрязняющего потока по состоянию на время t1,t2,t3. 3) Интервал времени, после которого концентрация сульфанола в водонос ном пласте достигнет ПДК, т. е. санитарной нормы.

Дано:

Водоносный горизонт представляет собой песчаниковый коллектор с эф фективной пористостью ПЭф=2,4%

Мощность водоносного горизонта Н=5м

Скорость потока в водоносном горизонте V=3,0см/сек

Скорость естественного рассеяния (диффузии) загрязняющего вещества V0=0,1см/сек

Объем аварийного сброса (утечки) Q=4,2м3

Концентрация загрязняющего вещества (сульфанола) в промывочной жидкости С=2,9%

Условная ПДК для загрязняющего вещества 0,05мг/л

Интервалы времени: t1=1час; t2=10час; t3=20час

Решение:

При решении задачи делаем допущение, что загрязнение водоносного горизонта происходит по всей мощности единовременно, при V>V0.

1)Определяем концентрацию и размеры предполагаемых ореолов загрязнения в различные моменты времени (t1;t2;t3) по формуле:

M1= (V0+V1)*t

M1= (0,1+3,0)*3600=11160см=111,6м

М2= (0,1+3,0)*36000=111600см=1116м

М3= (0,1+3,0)*72000=223200см=2232м

На плане в соответствующем масштабе откладываем расстояния в виде прямой линии.

B=V0*t, a=V*t

B1=0,1*3600=360см=3,6м

B2=0,1*36000=3600см=36м

B3=0,1*72000=7200см=72м

А1=3,0*3600=10800см=108м

А2=3,0*36000=108000см=1080м

А3=3,0*72000=216000см=2160м

Рассчитываем площади ореолов графическим методом:

S1= 55 целых квадратов + SAbc+ SEdf + SCik+ SAsr+ SUfc+ SDyz=275+25+7.2+25

S1=332.2 м2

S2= 47 целых квадратов + SAbc+ SEdf =117500 м2 +2500 м2+2000 м2

S2= 122500 м2

S3 = 58 целых квадратов + SAbc+SEdf =58000 м2+10000 м2+5040 м2

S3=595040 м2

Рассчитываем степень разбавления (N) загрязняющего вещества в ореолах водоносного горизонта на (t1;t2;t3):

Для t1, = 10,49

Для t2, = 3501

Для t3, = 17002

Рассчитываем концентрацию загрязняющего вещества в ореолах по состоянию на t1,t2 и t3 при плотности бурового раствора 1,5 г/см3 по формуле:

СМг/л=С%*1,5*104= n*104Мг/л.

СМг/л=2,9*1,5*104= 43500

С1= = = 4146

С2= = = 12

С3= = = 2,55

Похожие статьи




Основные особенности экологических проблем России - Современные экологические проблемы РФ

Предыдущая | Следующая