Глава 15. Защита литосферы
Защита литосферы предусматривает борьбу с физическими, химическими и биологическими воздействиями. Их источники многообразны:
Выпадение кислотных атмосферных осадков, осаждение пылей, фильтрация загрязненных сточных вод;
Сельскохозяйственная деятельность (физическое нарушение почв, химическое воздействие ядохимикатами и удобрениями);
Нарушение ландшафтов при добыче полезных ископаемых, строительстве, мелиорации;
Физическое, химическое, биологическое и радиоактивное загрязнение размещаемыми отходами производства и потребления.
Отходы производства и потребления являются чрезвычайно сильными загрязнителями окружающей природной среды.
К твердым отходам относятся пыли, шламы, шлаки, вскрышные и отвальные породы, хвосты процессов обогащения, нерастворимые осадки, промышленный и бытовой лом, производственный и бытовой мусор и др. Наибольшую долю в структуре материальных отходов составляют твердые бытовые (ТБО) и промышленные (ПО) отходы.
Отходы обладают различными свойствами и оцениваются как с точки зрения их опасности для человека и окружающей среды, так и их потребительских свойств. Поэтому для управления этими ресурсами создана система обращения отходов. В ее структуре реализуется работы по сбору и накоплению отходов разных видов и классов опасности, их транспортировке, обезвреживанию, переработке (утилизации), размещению на полигонах для хранения (депонирование) или захоронению.
Классификация твердых отходов производства
И потребления
Система классификации отходов является информационной базой для государственного управления качеством окружающей среды и управления обращением с отходами. Она включает: иерархический каталог отходов, перечень опасных отходов, методы определения и оценки опасных свойств отходов, общую характеристику опасности отходов, организационные документы по использованию и развитию системы классификации отходов.
В иерархическом каталоге отходов предусмотрено несколько уровней классификации, формируемых по отдельным признакам отходов: основные группы, группы, подгруппы, списки видов отходов. Основные группы учитывают происхождения отходов:
1.отходы природного, животного и растительного происхождения;
2.отходы минерального происхождения;
3.отходы химического происхождения;
4.отходы коммунальные, включая бытовые.
В основных группах отходы подразделяются о признаку технологического происхождения отходов и отражают развернутую характеристику происхождения отходов, а подгруппа и позиция отхода в ней характеризуют физико-химическую форму, состав и свойства отходов.
Для обеспечения эффективного применения системы класси-
фикации при решении задачи охраны и защиты литосферы введено кодирование отходов, которая обеспечивает автоматизированный сбор, обработку и передачу информации об отходах для государственного управления качеством окружающей среды и управления обращением с отходами. Особое место в иерархическом каталоге занимает перечень опасных отходов, составленный с указанием их опасных свойств, к которым отнесены радиоактивность, инфекционность, взрывоопасность, огнеопасно-сть, окислительная способность, коррозионность, экотоксичность, токсичность.
Радиоактивные отходы образуются при работах с веществами, содержащими радиоактивные изотопы с активностью излучения выше норм радиационной безопасности (НРБ-99). Инфицирующие отходы содержат живые микроорганизмы или их токсины, вызывающие заболевания у людей и животных.
Взрывчатые отходы (либо смесь отходов) обладают способностью к химической реакции, протекающей с выделением газов с такими температурой, давлением и скоростью, при которых повреждаются живые организмы и окружающие предметы.
Огнеопасные твердые отходы способны легко воспламеняться в условиях, встречающихся при их транспортировке, либо могут вызвать или усилить пожар.
Окисляющие отходы могут быть не горючими, но за счет интенсивного выделения кислорода способны вызвать воспламенение других материалов. Коррозионные отходы путем химического воздействия могут при непосредственном контакте вызвать повреждение и разрушение других предметов, а также живых организмов. Экотоксичные отходы в случае попадания в литосферу могут представлять угрозу для окружающей среды в результате биоаккумулирования и оказывать токсическое воздействие на биоту. Токсические отходы при контакте с человеком или животным оказывают сильное отрицательное воздействие вплоть до смертельного исхода. По степени опасности отходы делятся на пять классов: чрезвычайно опасные; высоко опасные; умеренно опасные; малоопасные; практически неопасные.
Поскольку отходы могут обладать несколькими из опасных свойств, то вводится общая характеристика опасности отхода (ОХО), которая включает последовательное описание наличия опасного свойства и степени его опасности. Для этого используется формула вида ОХО=Р,И,В,О-n,Ос-n,К-n,Э,Т-n, где Р - радиоактивность (без степени опасности); И - инфекционность (без степени опасности); В - взрывоопасность (без степени опасности); О-n - огнеопасность и степень опасности n=1-3; Ос-n - окислительная способность и степень опасности n=1-3; К-n - коррозионность и степень коррозионности n=1-3; Э - экотоксичность (без степени опасности); Т-n - токсичность и степень токсичности n=1-5.
Например, значения показателя ОХО=К-2,Э,Т-3 означают, что отход обладает следующими опасными свойствами: коррозионностью со 2-й степенью опасности, экотоксичностью, токсичностью с 3-й степенью опасности.
Основные направления охраны и защиты литосферы
Охрана и защита литосферы от воздействия отходов производства и потребления обеспечивается законодательными и нормативными актами, другими документами, которые устанавливают отношения между государством и отходообразующими предприятиями.
Они определяют основные направления охраны окружающей среды от загрязнения отходами:
Минимизация потребления природных ресурсов и образования отходов при производстве продукции путем внедрения малоотходных и ресурсосберегающих технологий;
Совершенствование системы нормирования качества окружающей среды в части введения объективных норм предельно допустимых воздействий и создания эффективных методов оценки воздействий на литосферу;
Разработка научно обоснованных правил, норм и технологий обращения с отходами при их переработке (утилизации), обезвреживании, транспортировке и хранении или захоронении;
Совершенствование системы государственной экологической экспертизы объектов обращения с отходами;
Развитие системы кооперации между предприятиями (производитель отходов - потребитель отходов);
Разработка новых технологий производства из отходов (в том числе ранее не востребованных) полуфабрикатов или товарной продукции;
Внедрение эффективной системы экологического контроля и мониторинга объектов образования отходов и объектов обращения с отходами;
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) отходов природопользователя, и подготовка заявления об экологических последствиях этого воздействия. Разработка и реализация на этой основе плана действий по охране окружающей среды (ПДООС).
Защита литосферы предусматривает проведение комплекса мероприятий:
сохранение ландшафтов при строительстве, добыче полезных ископаемых, мелиорации;
сохранение фонда почв (защита от физического нарушения и химического загрязнения);
снижение воздействия на литосферу отходов производства и потребления.
Сохранить фонд почв возможно только при его правильной эксплуатации. При строительстве плодородный слой почвы должен сниматься и рационально использоваться. Затраты на снятие и хранение входят в себестоимость продукции при разработке месторождений полезных ископаемых, либо в стоимость строящихся объектов. Своевременно должна проводиться рекультивация карьеров, поскольку обнажившиеся грунтовые поверхности подвержены интенсивной эрозии. Используемые земли должны быть приведены к первоначальному виду путём технической и биологической рекультивации.
Особое внимание следует уделить высокой культуре земледелия, проведению работ по восстановлению разрушенных почв, широкому внедрению биотехнологий (некоторые примеры использования биотехнологий были приведены в лекции 8 части I настоящего пособия). Борьба с эрозией и опустыниванием должна включать:
правильные севообороты;
закрепление и освоение песков. Для этого используют приёмы механической защиты, такие как: установка щитов и заборов, битумизация песка. Разбрызгивание эмульсии битума прочно цементирует поверхностный слой земли на 0,8–1,0 см. Такая корка противостоит ветрам около 2 лет;
введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севооборотов;
гидротехнические сооружения;
посадку лесонасаждений. Природа использует разные способы, чтобы расширить площадь лесов: орехи, переплывающие с одного острова на другой, семена, разносимые ветром, привлекающие животных ароматные плоды. Создание лесозащитных полос позволит в 5 раз повысить урожайность полей по сравнению с незащищёнными.
Защита почв от химических веществ прежде всего предполагает применение ограниченного количества быстроразлагающихся пестицидов или их замену естественными (экологически чистыми) способами борьбы с насекомыми.
Остаётся добавить, что уменьшение загрязнения почв поллютантами за счёт атмосферных выпадений и фильтрации загрязнённых сточных вод станет возможно благодаря внедрению эффективных методов очистки газообразных выбросов и сточных вод.
Снижение воздействия на литосферу отходов производства прежде всего должно включать построение безотходного производства и вторичное использование сырья. Отходы – это не пригодные для производства данного вида продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологических процессов вещества (твёрдые, жидкие и газообразные) и энергия, не подвергающиеся утилизации в рассматриваемом производстве. Безотходую технологию можно рассматривать как технологию, дающую технически достигнутый минимальный объём отходов, т.е. малоотходную. Достижение полной безотходности практически нереально, поэтому отходы одного производства должны использоваться как сырьё для другого.
Те отходы, которые не могут быть использованы в настоящее время, подлежат захоронению на полигонах и свалках или сжиганию. Широко распространено складирование твёрдых промышленных отходов на морском дне часто вблизи берегов и на мелководье. Распространение получают глубоководные сбросы твёрдых отходов. Согласно Конвенции 1972 года по предотвращению загрязнения морей сбросами с судов и самолётов, заключённой в Осло, сбросы контейнеров с твёрдыми отходами должны производиться над глубинами не менее 2 тыс. м, на расстоянии от берега не менее 150 морских миль и 20 миль от ближайшего подводного кабеля. Захоронение как метод, пока широко используемый в нашей стране, может рассматриваться только как временная мера утилизации отходов, поскольку большая часть из них разлагается чрезвычайно медленно и из оборота изымаются тысячи тонн ценного вторичного сырья.
Вопрос утилизации твёрдых бытовых отходов (ТБО) – вопрос особый. Изменение в нашем образе жизни, рост потребления при быстром росте производства, выпуск товаров одноразового пользования или товаров, не рассчитанных на долгую службу, приводят к увеличению общей массы бытовых отходов. Собирать мусор на свалки недопустимо, потому что для них требуется всё больше места, отходы могут поставлять ядовитые вещества в почвы и подземные воды. Отходы должны быть утилизированы. В табл. 11 приведён примерный состав ТБО.
Таблица 11
Примерный состав твёрдых бытовых отходов
Стеклянные бутылки могут быть использованы в обороте до 30 раз, алюминий и сталь можно рециркулировать. Технологии вторичного использования сырья дают экономию электроэнергии, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу и экономию воды. В табл. 12 оценены экологические преимущества рециркуляции.
Таблица 12
Экономия электроэнергии и снижение загрязнения окружающей среды
при рециркуляции, %
|
Экологические преимущества |
Алюминий | |||
|
Снижение потребления | ||||
|
Снижение загрязнения атмосферы | ||||
|
Снижение загрязнения вод | ||||
|
Снижение потребления воды |
Для качественной утилизации твёрдых бытовых отходов их необходимо сортировать. Другого более экологически целесообразного метода борьбы с ТБО пока не найдено. Сортировкой могут заниматься централизованные пункты, но лучше если это будут делать сами потребители. Поэтому решение проблемы ТБО будет зависеть, прежде всего, от экологического воспитания населения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
НРБ-99. Нормы радиационной безопасности: Гигиенические нормативы. М. : Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиени-ческой сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. 116 с.
Акимова Т.А. Экология /Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. М. : ЮНИТИ – ДАНА, 2000. 566 с.
Федоренко Б.С. Радиобиологические эффекты корпускулярных излучений: радиационная безопасность космических полетов /Б.С. Федоренко. М. : Наука, 2006. 189 с.
Очкин А.В. Введение в радиоэкологию: учебное пособие для вузов / А.В. Очкин, Н.С. Бабаев, Э.П. Магомедбеков. М. : Издат, 2003. 200 с.
Егоров Ю.В.Радиоактивность и смежные проблемы. Ч.1. Физические основы радиоактивности: учебное пособие по курсу «Радиоэкология» /Ю.В. Егоров, Н.Д. Бетенеков, В.Д.Пузако. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 130 с.
Эйзенбад М. Радиоактивность внешней среды /М. Эйзенбад. М. : Атомиздат, 1967. 332 с.
Радиоэкология: курс лекций /Под ред. А.Г. Талалая. Екатеринбург: УГГГА, 2000. 351 с.
Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля /Под ред. Ф.Уорнера и Р. Харрисона, пер. с англ. М. : Мир, 1999. 512 с.
Сапожников Ю.А. Радиоактивность окружающей среды: учебное пособие /Ю.А. Сапожников, Р.А. Алиев, С.Н. Калмыков. М. : Бином. Лаборатория знаний, 2006. 286 с.
Сытник К.М. Биосфера. Экология. Охрана природы: справочное пособие /К.М. Сытник, А.В. Брайон, А.В. Гордецкий. Киев: Наукова думка, 1987. 522 с.
Сахаров В.К. Радиоэкология: учебное пособие /В.К. Сахаров. СПб. : Лань, 2006. 320 с.
Холл Э. Дж. Радиация и жизнь /Э. Дж. Холл. М. : Медицина, 1989. 256 с.
СП.2.6.1.799-99. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность //ОСПОРБ-99. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности. М. : Минздрав России, 2000. 98 с.
Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности / В.Ф. Козлов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 192 с.
Кузин А.М. Идеи радиационного гормезиса в атомном веке /А.М. Кузин. М. : Наука, 1995. 158 с.
Жуковский М.В. Радоновая безопасность зданий /М.В. Жуковский, А.В. Кружалов, В.Б. Гурвич, И.В. Ярошенко. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 180 с.
Основы экологии и экологическая безопасность /Под ред. В.В. Шкарина, И.Ф. Колпащиковой. Н. Новгород: Изд-во Нижегородской госуд. медицинской академии, 1998. 172 с.
Келлер А.А., Кувакин В.И. Медицинская экология /А.А. Келлер, В.И. Кувакин. СПб. : Петроградский и К, 1998. 256 с.
Популярная медицинская энциклопедия /Гл. ред. Б.В. Петровский. М. : Советская энциклопедия, 1981. 704 с.
Грачёв Н.Н. Защита человека от опасных излучений /Н.Н. Грачёв, Л.О. Мырова. М. : Бином. Лаборатория знаний, 2005. 317 с.
Ревель П. Среда нашего обитания /П. Ревель, Ч. Ревель; пер. с англ. М. : Мир, 1994. Кн.1–4.
Хотунцев Ю.Л. Человек, технология, окружающая среда /Ю.Л. Хотунцев. М. : Устойчивый мир, 2001. 224 с.
Мамин Р.Г. Безопасность природопользования и экология здоровья: учебное пособие для вузов /Р.Г. Мамин. М. : Юнити-Дана, 2003. 238 с.
Пехов А.П. Биология с основами экологии /А.П. Пехов. СПб. : Лань, 2000. 672 с.
Эйхлер В. Яды в нашей пище /В. Эйхлер. М. : Мир, 1986.
Вредные вещества в промышленности: cправочник для химиков, инженеров и врачей: В 3 т. Т. 3. Неорганические и элементорганические соединения /Под ред. Н.Ф. Лазарева, И.Д. Гадаскиной. 7-е изд., перераб. и доп. Л. : Химия, 1977. 608 с.
Cитаров В.А. Социальная экология: учебное пособие для студ. высш. пед. уч. заведений /В.А. Cитаров, В.В. Пустовойтов. М. : Академия, 2000. 280 с.
Маккьюсик В. Генетика человека /В. Маккьюсик. М. : Мир, 1967. 132 с.
Александер П. Ядерное излучение и жизнь /П. Александер. М. : Атомиздат, 1959. 256 с.
Леви Л. Народонаселение, окружающая среда и качество жизни /Л. Леви, Л. Андерсон; пер. с англ. М. : Экономика, 1979. 144 с.
Кассиль Г.Н. Внутренняя среда организма /Г.Н. Кассиль. М. : Наука, 1978. 224 с.
Селье Г. Стресс без дистресса /Г. Селье. Рига: Виеда, 1992. 109 с.
Китаев-Смык Л.А. Психология стресса /Л.А. Китаев-Смык. М. : Наука, 1989. 368 с.
Косицкий Г.И. Цивилизация и сердце /Г.И. Косицкий. М. : Наука, 1977. 184 с.
Форрестер Дж. Мировая динамика /Дж. Форрестер. М. : Наука, 1978.
Экология: учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. /В.Н. Большаков, В.В. Качак, В.Г. Коберничеснко [и др.]; Под ред. Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. М. : Логос, 2005. 504 с.
Печчеи А. Человеческие качества /А. Печчеи. М. : Прогресс, 1985. 312 с.
Программа действий: Повестка дня на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении /cоставитель Майкл Китинг. Женева: Центр “За наше общее будущее”, 1993. 70 с.
Экологический мониторинг: учебное пособие /В.Л. Советкин, В.Г. Коберниченко, С.В. Карелов, С.В. Мамяченков, М.А.Сапрыкин. Под. ред. Ю.Г. Ярошенко. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 269 с.
Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды /Ю.А. Израэль. М. : Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.
Садовникова Г.Д. Комментарий к Конституции Российской Федерации: постатейный /Г.Д. Садовникова. М. : Юрайт-М, 2001. 303 с.
Буторина М.В. Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник /М.В. Буторина, П.В. Воробьёв, А.П. Дмитриева [и др.], под ред. Н.И. Иванова, И.М. Фадина. М. : Логос, 2002. 528 с.
контрольная работа
ВОПРОС 2. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ЛИТОСФЕРЫ
Во внутреннем строении Земли выделяют три основных слоя: земную кору, мантию и ядро.
Земная кора располагается в среднем до глубины 35 км (до 5-15 км под океанами и до 35--70 км под континентами). В состав земной коры входят все известные химические элементы. Преобладают О (49,1%), Si (26%), А1 (7,4%), Fe (4,2%), Са (3,3%), Na (2,4%), К (2,4%), Mg (2,4%).
Мантия располагается между земной корой и ядром и распространяется до глубины 2900 км. Здесь преобладают О, Si, Fe, Mg, Ni. Внутри мантии с глубины 50-100 км под океанами и 100-250 км под континентами начинается слой вещества по состоянию, близкому к плавлению, так называемая астеносфера. Земная кора вместе с верхним твердым слоем мантии над астеносферой называется литосферой.
Литосфера - внешняя твердая оболочка земного шара. Это относительно хрупкая оболочка. Она разбита глубинными разломами на крупные блоки - литосферные плиты, которые медленно перемещаются по астеносфере в горизонтальном направлении.
Ядро располагается ниже мантии на глубине от 2900 км до 6371 км. Оно состоит из Fe и Ni.
Литосфера - это каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы). Верхняя часть литосферы в настоящее время подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. Основные значимые составляющие литосферы: почвы, горные породы и их массивы, недра.
Причины нарушения верхних слоев земной коры:
добыча полезных ископаемых;
захоронение бытовых и промышленных отходов;
проведение военных учений и испытаний;
внесение удобрений;
применение пестицидов.
В процессе преобразования литосферы человек извлек 125 млрд. т угля, 32 млрд. т нефти, более 100 млрд. т других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га. При этом лишь 1/3 часть всей извлекаемой горной массы вовлекается в оборот, а используется в производстве ~7 % объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.
Методы защиты литосферы
Можно выделить следующие основные направления:
1. Защита почв.
2. Охрана и рациональное использование недр: наиболее полное извлечение из недр основных и попутных полезных ископаемых; комплексное использование минерального сырья, включая проблему утилизации отходов.
3. Рекультивация нарушенных территорий.
Рекультивация - это комплекс работ, проводимых с целью восстановления нарушенных территорий (при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, в процессе строительства и др.) и приведения земельных участков в безопасное состояние. Различают рекультивацию техническую, биологическую и строительную.
Техническая рекультивация представляет собой предварительную подготовку нарушенных территорий. Проводится планировка поверхности, снятие верхнего слоя, транспортировка и нанесение плодородных почв на рекультивируемые земли. Засыпаются выемки, разбираются отвалы, поверхность выравнивается.
Биологическая рекультивация проводится для создания растительного покрова на подготовленных участках.
Строительная рекультивация - при необходимости возводятся здания, сооружения и другие объекты.
4. Защита массивов горных пород:
Защита от подтопления - организация стока грунтовых вод, дренаж, гидроизоляция;
Защита оползневых массивов и селеопасных массивов - регулирование поверхностного стока, организация ливневых коллекторов. Запрещается строительство зданий, сброс хозяйственных вод, вырубка деревьев.
Утилизация твердых отходов
Утилизация представляет собой переработку отходов, имеющую целью использование полезных свойств отходов или их компонентов. В этом случае отходы выступают в качестве вторичного сырья.
По агрегатному состоянию отходы разделяются на твердые и жидкие; по источнику образования - на промышленные, образующиеся в процессе производства (металлический лом, стружка, пластмассы, зола и т.д.), биологические, образующиеся в сельском хозяйстве (птичий помет, отходы животноводства и растениеводства и др.), бытовые (в частности, осадки коммунально-бытовых стоков), радиоактивные. Кроме того, отходы разделяются на горючие и негорючие, прессуемые и непрессуемые.
При сборе отходы должны разделяться по признакам, указанным выше, и в зависимости от дальнейшего использования, способа переработки, утилизации, захоронения. После сбора отходы подвергаются переработке, утилизации и захоронению. Перерабатываются такие отходы, которые могут быть полезны. Переработка отходов - важнейший этап в обеспечении безопасности жизнедеятельности, способствующий защите окружающей среды от загрязнения и сохраняющий природные ресурсы.
Вторичное использование материалов решает целый комплекс вопросов по защите окружающей среды. Например, использование макулатуры позволяет при производстве 1 т бумаги и картона экономить 4,5 м 3 древесины, 200 м 3 воды и в 2 раза снизить затраты электроэнергии. Для изготовления такого же количества бумаги требуется 15-16 взрослых деревьев. Большую экономическую выгоду дает использование отходов из цветных металлов. Для получения 1 т меди из руды необходимо добыть из недр и переработать 700-800 т рудоносных пород.
Пластмассы в виде отходов естественным путем разлагаются медленно, либо вообще не разлагаются.
При их сжигании атмосфера загрязняется ядовитыми веществами. Наиболее эффективными способами предотвращения загрязнения среды пластмассовыми отходами является их вторичная переработка (рециклинг) и разработка биодеградирующих полимерных материалов. В настоящее время в мире утилизируется лишь небольшая часть из ежегодно выпускаемых 80 млн. т пластмасс.
Между тем, из 1 т отходов полиэтилена получается 860 кг новых изделий. 1 т использованных полимеров экономит 5 т нефти.
Широкое распространение получила термическая переработка отходов (пиролиз, плазмолиз, сжигание) с последующим использованием теплоты. Мусоросжигающие заводы должны оборудоваться высокоэффективными системами пыле- и газоочистки, так как существуют проблемы с образованием газообразных токсичных выбросов.
Отходы, не подлежащие переработке и дальнейшему использованию в качестве вторичных ресурсов, подвергаются захоронению на полигонах. Полигоны должны располагаться вдали от водоохранных зон и иметь санитарно-защитные зоны. В местах складирования выполняется гидроизоляция для исключения загрязнения грунтовых вод.
Для переработки твердых бытовых отходов находят широкое применение биотехнологические методы: аэробное компостирование, анаэробное компостирование или анаэробная ферментация, вермикомпостирование.
Антропогенные загрязнения окружающей среды г.Севастополя
Не только вопросы загрязнения атмосферы и гидросферы являются вопросами номер 1 в г. Севастополе. Нередко в газетах, особенно в «Славе Севастополя», можно прочитать заголовки «Балкончик "с видом"... на хлам», «Мы захлебнулись в бытовых отходах...
Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды
Влияние автотранспорта на человека и окружающую среду
Вещества, попадающие с выхлопными газами в атмосферный воздух, а затем, оседают на почву. Почвы обладают способностью удерживать и сохранять как атмосферные, так и грунтовые воды...
Влияние скоростного железнодорожного транспорта на окружающую среду
Для колесного подвижного состава используется традиционный рельсовый путь, в который укладывается, как правило, усиленная путевая решетка, а для левитирующего ВСНТ создается специальная путевая структура. При контактном ВСНТ прокладка пути...
Глобальные экологические проблемы современности
Литосферой называют твердую оболочку Земли. Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов...
Законодательные и иные правовые акты по охране окружающей среды. Средства защиты литосферы
Можно выделить следующие основные направления: 1. Защита почв. 2. Охрана и рациональное использование недр: наиболее полное извлечение из недр основных и попутных полезных ископаемых; комплексное использование минерального сырья...
Магнитосфера Земли, ее структура. Комплекс мероприятий снижения шумов. Методы защиты расстоянием, временем от воздействия ЭМИ на биообъекты
Известно, что электромагнитное излучение (ЭМИ) компьютеров, другой бытовой электроники, сотовых телефонов пагубно для здоровья человека. Многие наивно считают...
Методы очистки воздуха с помощью туманоуловителя
Охрана недр. Загрязнение недр и их нерациональное использование отрицательно отражается на состоянии и качестве поверхностных и подземных вод, атмосферы, почвы, растительности и так далее. Становится очевидным...
Экологические проблемы современного мира
Решение проблемы загрязнения воздуха требует согласованных действий на самых разных уровнях. На уровне правительств и международных организаций принимаются различные документы...
Экологическое состояние Черноморского региона
Прибрежная эрозия, включающая смывание берегов, оползни, и т.д., которая может нанести существенный экономический ущерб, характерна, в основном, для западного и северного побережий Черного моряКак возможная причина эрозии земель...
Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений...
Экология и экологический мониторинг
Для начала выделим основные виды неионизирующих излучений в таблице №3. Таблица 3 Виды неионизирующих излучений Источники воздействия и характер технологического процесса Характеристика воздействия Электростатические поля Типы...
Защита литосферы предусматривает проведение комплекса мероприятий:
· сохранение ландшафтов при строительстве, добыче полезных ископаемых, мелиорации;
· сохранение фонда почв (защита от физического нарушения и химического загрязнения);
· снижение воздействия на литосферу отходов производства и потребления.
Сохранить фонд почв возможно только при его правильной эксплуатации. При строительстве плодородный слой почвы должен сниматься и рационально использоваться. Затраты на снятие и хранение входят в себестоимость продукции при разработке месторождений полезных ископаемых, либо в стоимость строящихся объектов. Своевременно должна проводиться рекультивация карьеров, поскольку обнажившиеся грунтовые поверхности подвержены интенсивной эрозии. Используемые земли должны быть приведены к первоначальному виду путём технической и биологической рекультивации.
Особое внимание следует уделить высокой культуре земледелия, проведению работ по восстановлению разрушенных почв, широкому внедрению биотехнологий (некоторые примеры использования биотехнологий были приведены в лекции 8 части I настоящего пособия). Борьба с эрозией и опустыниванием должна включать:
· правильные севообороты;
· закрепление и освоение песков. Для этого используют приёмы механической защиты, такие как: установка щитов и заборов, битумизация песка. Разбрызгивание эмульсии битума прочно цементирует поверхностный слой земли на 0,8–1,0 см. Такая корка противостоит ветрам около 2 лет;
· введение почвозащитных полевых и лугопастбищных севооборотов;
· гидротехнические сооружения;
· посадку лесонасаждений. Природа использует разные способы, чтобы расширить площадь лесов: орехи, переплывающие с одного острова на другой, семена, разносимые ветром, привлекающие животных ароматные плоды. Создание лесозащитных полос позволит в 5 раз повысить урожайность полей по сравнению с незащищёнными.
Защита почв от химических веществ прежде всего предполагает применение ограниченного количества быстроразлагающихся пестицидов или их замену естественными (экологически чистыми) способами борьбы с насекомыми.
Остаётся добавить, что уменьшение загрязнения почв поллютантами за счёт атмосферных выпадений и фильтрации загрязнённых сточных вод станет возможно благодаря внедрению эффективных методов очистки газообразных выбросов и сточных вод.
Снижение воздействия на литосферу отходов производства прежде всего должно включать построение безотходного производства и вторичное использование сырья. Отходы – это не пригодные для производства данного вида продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологических процессов вещества (твёрдые, жидкие и газообразные) и энергия, не подвергающиеся утилизации в рассматриваемом производстве. Безотходую технологию можно рассматривать как технологию, дающую технически достигнутый минимальный объём отходов, т.е. малоотходную. Достижение полной безотходности практически нереально, поэтому отходы одного производства должны использоваться как сырьё для другого.
Те отходы, которые не могут быть использованы в настоящее время, подлежат захоронению на полигонах и свалках или сжиганию. Широко распространено складирование твёрдых промышленных отходов на морском дне часто вблизи берегов и на мелководье. Распространение получают глубоководные сбросы твёрдых отходов. Согласно Конвенции 1972 года по предотвращению загрязнения морей сбросами с судов и самолётов, заключённой в Осло, сбросы контейнеров с твёрдыми отходами должны производиться над глубинами не менее 2 тыс. м, на расстоянии от берега не менее 150 морских миль и 20 миль от ближайшего подводного кабеля. Захоронение как метод, пока широко используемый в нашей стране, может рассматриваться только как временная мера утилизации отходов, поскольку большая часть из них разлагается чрезвычайно медленно и из оборота изымаются тысячи тонн ценного вторичного сырья.
Вопрос утилизации твёрдых бытовых отходов (ТБО) – вопрос особый. Изменение в нашем образе жизни, рост потребления при быстром росте производства, выпуск товаров одноразового пользования или товаров, не рассчитанных на долгую службу, приводят к увеличению общей массы бытовых отходов. Собирать мусор на свалки недопустимо, потому что для них требуется всё больше места, отходы могут поставлять ядовитые вещества в почвы и подземные воды. Отходы должны быть утилизированы. В табл. 11 приведён примерный состав ТБО.
Таблица 11
Примерный состав твёрдых бытовых отходов
Охрана недр. Загрязнение недр и их нерациональное использование отрицательно отражается на состоянии и качестве поверхностных и подземных вод, атмосферы, почвы, растительности и так далее. Становится очевидным, что основной объем наиболее опасных сточных вод и других отходов приходится на долю нефтегазодобывающих предприятий.
Основными требованиями к обеспечению экологической устойчивости геологической среды при проектировании, строительстве и эксплуатации нефтегазового месторождения являются разработка и выполнение профилактических и организационных мероприятий, направленных на охрану недр.
Исследованиями установлено, что в процессе бурения и эксплуатации нефтегазовых месторождений создаются условия для нарушения экологического равновесия недр. Так, длительная практика заводнения продуктивных пластов на нефтяных месторождениях показывает, что с ростом объемов закачки существенно уменьшается минерализация пластовой воды и концентрация хлоридов и увеличивается концентрация сульфатов. Развитие биохимических процессов в нефтяной залежи (сульфатредукция), в свою очередь увеличивает содержание сероводорода в нефти, в пластовых водах и газе и способствует снижению проницаемости пластов. И этот процесс быстро развивается в случаях, когда для заводнения используются пресные или маломинерализованные воды, имеющие в своем составе сульфаты, а нередко сульфато восстанавливающие бактерии.
Хрупкие экосистемы аридных областей, территории месторождения в частности, формируются на песчано-галечных, песчаных, супесчаных, суглинистых и глинистых отложениях с дефицитом влажности. Дефляционно-аккумулятивные формы в сочетании с солончаками и такырами, крутые уступы, резко очерченные суходолы, бессточные котловины - это формы рельефа, легко подверженные линейной, плоскостной эрозии и дефляции.
Неизбежное разрушение земной поверхности при различном строительстве, прокладке трубопроводов, множестве грунтовых дорог становится причиной развития промоин, оврагов, разрушения защитного почвенно-растительного слоя - это приводит к усилению дефляции, возникновению пыльных бурь, усилению переноса пыле-солевых аэрозолей.
Излив воды приводит к образованию оползней, развитию суффозионных и карстовых процессов, способствует вторичному засолению, формированию пухлых солончаков и другим неблагоприятным процессам.
Откачки нефти и воды вызывают оседание поверхности, провалы и разрывы сплошности пород, т.е. это может вызывать наведенные землетрясения (пример -землетрясение на Тенгизе в ноябре 1997 г.).
Мероприятия по охране недр являются важным элементом и составной частью всех основных технологических процессов при строительстве нефтяных и газовых скважин, разработке и эксплуатации месторождения.
Общие меры по охране недр должны включать:
– комплекс мер по предотвращению выбросов, открытого фонтанирования, грифонообразования, обвалов стенок скважин, поглощения промывочной жидкости и других осложнений. Для этого нефтяные, газовые и водоносные интервалы изолируются друг от друга, обеспечивается герметичность колонн, крепление ствола скважин кондуктором, промежуточными эксплуатационными колоннами с высоким качеством их цементажа, согласно раздела 7 в рамках настоящей технологической схемы;
– обеспечение максимальной герметичности подземного и наземного оборудования," выполнение запроектированных противокороз"ионных мероприятий; для предупреждения биогенной сульфатсредукции необходима обработка закачиваемой воды реагентами, предотвращающими ее образование;
– введение замкнутой системы водоснабжения, с максимальным использованием для заводнения промысловых сточных вод;
– работу скважин на установленных технологических режимах, обеспечивающих сохранность скелета пласта и не допускающих преждевременного обводнения скважин;
– обеспечение надежной, безаварийной работы систем сбора, подготовки, транспорта и хранения нефти. Организационные мероприятия включают тщательное планирование размещения различных сооружений, контроль за транспортными путями, составление детальных инженерно-геологических карт территории с учетом карт подземного пространства, смягчение последствии стихийных бедствий.
Необходима организация мониторинга абиотических компонентов окружающей среды.
Охрана почв. Площадь территории месторождения Дунга согласно Государственному акту на право постоянного пользования землей, выданному райакиматом бывшей Мангыстауской области, составляет 31,8 млн.га.
На территории этого региона происходит резкая смена зимних и летних режимов погоды. В это время наиболее активно проявляется ветровая деятельность, под воздействием которой развиваются процессы дефляции почв. Рельеф представлен слабоволнистой равниной с отдельными всхолмлениями и частыми замкнутыми понижениями (западинами). Абсолютные отметки местности составляют 100-180 м над уровнем моря.
Грунты разнообразны и представлены от глинистых до песчанных фракций - суглиноками легкими, песками разнозернистыми, глинами пылеватыми и песчанистыми. Общей чертой почвообразующих пород является их карбонатность и присутствие различных водно-растворимых солей.
Растительность изрежена и продуцирует небольшое количество органического вещества, под действием высоких температур быстро минерализуемого, что приводит к формированию низкогумусированных почв.
Зональным подтипом почв на характеризуемой территории являются серо-бурые пустынные почвы. Однородные массивы зональных почв встречаются по выровненным высоким поверхностям равнины. Мощность гумусового горизонта до 25 см, содержание гумуса до 1.16 %.
На большей части равнины формируются комплексы, состоящие из нормальных (зональных) пустынных почв, часто в комплексах с солончаками. Наиболее низкие участки равнины и замкнутые депрессии заняты соровыми солончаками. Соры, как правило, обрамляются солончаками типичными в комплексе с полугидроморфными солонцеватыми почвами. Склоновые участки обычно заняты слаборазвитыми серо-бурыми защебненными почвами.
Таким образом, почвенный покров территории месторождения отличается значительной пространственной изменчивостью и многообразием. Эти почвы используются в качестве низкопродуктивных пастбищных угодий.
В процессе разработки нефтегазового месторождения почвы загрязняются нефтью, различными химическими веществами и высокоминерализованными сточными водами. Нефть и другие компоненты, попадая в почву, вызывают значительные, а порой необратимые изменения ее свойств - загрязнение, гудронизацию, засоление с образованием солончаков, слитизацию, техногенное разрушение плодородных горизонтов и т.д. Эти изменения влекут за собой ухудшение состояния растительности, снижение потенциального плодородия и биопродуктивности земель. В результате нарушения почвенного покрова могут усиливаться процессы эррозии и дефляции.
Естественное восстановление нарушенных и загрязненных нефтепродуктами почв происходит очень медленно. Поэтому применяются методы рекультивации, которые основываются на удалении нарушенных или загрязненных горизонтов, нанесении на поверхность плодородного почвенного слоя, внесения органо-минеральных удобрений, применения специальных агротехнических приемов и специально подобранных фитомелиорирующих культур.
Технологической схемой предусматривается снятие плодородного слоя толщиной 25 см с помощью автогрейдеров для исключения смешения плодородного слоя с минеральным грунтом. Для предотвращения воздушной и водной эррозии поверхность складированной почвы засевается многолетними травами. Состав работ технической рекультивации:
– срезка плодородного слоя почвы на глубину 0,1-0,3 м;
– обратная задвижка плодородного слоя;
– планировка.
Биологический этап рекультивации является завершающим процессом восстановления нарушенных или загрязненных почв. Он включает комплекс мероприятий по созданию травостоя, повышению биологической активности и плодородия почв.
Состав работ биологического этапа рекультивации:
– снегозадержание;
– вспашка на глубину 25-30 см;
– внесение органических и минеральных удобрений;
– посев многолетних трав;
– В течение мелиоративного периода (3 года) предусматривается ежегодное снегозадержание и боронование.
Основные мероприятия по охране почвы:
– герметизация систем сбора, сепарации, подготовки и транспорта нефти;
– автоматическое отключение скважин при авариях отсекателями;
– обваловка устья скважин земляным валом на случай разлива нефти;
– максимальное использование пластовых и промысловых сточных вод для закачки в пласт, для предупреждения излива на рельеф;
– применение пневматических устройств для передвижения буровых вышек;
– прокладка трубопроводов подземным способом на глубину закладки 1.2-1.8 м.
– качественная техническая и биологическая рекультивацию земель.
Рекультивация земель - комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. В почве действуют механизмы самоочищения. Приемы рекультивации создают благоприятные условия, а также интенсифицируют эти процессы. Охрана почв при строительстве автодорог включает стандартные мероприятия в соответствии с СН 449-72 "Указания по проектированию земляного полотна".
Технические решения в полной мере согласуются с требованиями СНиП 02.01.85, и при неукоснительном следовании им ущерб окружающей среде будет минимальным
Одним из факторов деградации растительности на нефтепромысле является загрязнение почв нефтепромысловыми сточными водами - минерализованными пластовыми водами. Высокие концентрации водорастворимых солей в пл-астовых водах (хлоридов; сульфатов, карбонатов), которые оказываются на уже и без того засоленных почвах (солдонцеватые, солончаковатые), наносят почве и растительности непоправимый вред, усиливают процессы техногенного галогенеза, что ведет к дальнейшему засолению почв, изменению их физико-химических свойств.
При исследовании влияния минерализованных вод (пластовые воды, изливающиеся на поверхность почвы) установлено, что в напочвенном покрове при поступлении указанных вод, почти все растения погибают. Среди устойчивых видов можно назвать гребенщики, но и они несут на себе признаки угнетения, выражающиеся в уменьшении их размеров.
На участках, которые ранее были затоплены, но в настоящее время просохли, наблюдается зарастание эбелеком, солянками, эфемерами. Степень проективного покрытия 10-15%. В то же время, несмотря на восстановление растительности, эти виды имеют небольшие размеры по сравнению с теми же видами, растущими в нормальных условиях.
Довольно сильно изменился растительный покров вблизи скважин (60-100 м от скважины), т.е. непосредственно на техногенной площадке.
В микропонижениях, ранее залитых минерализованной водой, на участках, где растительность отсутствовала, формируются односолянковые группировки.
В микропонижениях, также ранее залитых минерализованными водами, но где уже имелся растительный покров, отмечается перестройка сообщества в сторону полынно-солянковой.
На техногенных солончаках в западинах, залитых в настоящее время минерализованной водой - редкие особи угнетенного гребенщика и тростника.
На микроповышениях доминантами стали кейреуки.
На участках, где ранее наблюдались сообщества с доминированием полыней, боялыча, биюргуна, никаких изменений не произошло в видовом составе, но сообщества угнетены, имеют слабое возобновление, в основном это стареющие особи.
На участках, где ранее отсутствовала какая-либо растительность и они не заливались минерализованными водами, формируется полынно-боялычевая группировка, где в доминанты вновь входят полынь и боялыч. Таким образом:
1) хлор-натриево-кальциевые воды отрицательно влияют почти на все виды растений, произрастающие в ненарушенных естественных фитоценозах и их поступление на поверхность приводит к гибели основные массы растений в зоне разлива пластовых вод и вблизи ее;
2) внешними признаками, указывающими на угнетенность растений, являются частичное или полное пожелтение фотосинтезирующих
3) наиболее быстрое восстановление растительного покрова происходит на открытых участках путем заселения сорными видами, солянками и видами, относительно устойчивыми к данному загрязнителю; более длительный период необходим для восстановления напочвенного покрова кустарниковых и древесных фитоценозов;
4) признаками деградации фитоценозов являются уменьшение количества видов растений по сравнению с фоновыми ценозами и значительное уменьшение проективного покрытия яруса, появление вторичных сообществ: болот, галофитных группировок. Территории, заполненные минерализованной водой на месторождении занимают довольно большие площади и находятся вблизи скважин 2019, 2020, с правой стороны дороги у скважин 2035, 2036, 2037, 150 с обеих сторон дорог в восточном направлении, большие площади заняты минерализованными подами по обе стороны центральной дороги, у скважин 3053 и № 7.
В прилегающем к месторождению районе нет эндемичных видов растений, внесенных в Красную книгу Республики Казахстан. Однако следует отметить, что вследствие возрастания объема добычи нефти происходит неизбежное увеличение загрязнителей, которые негативно воздействуют на растительный, а также косвенно и на животный мир. Причинами загрязнения растительного покрова месторождения являются:
Разливы нефти и нефтепродуктов при повреждении трубопроводов и их утечки через неплотности в оборудовании или вследствие открытого фонтанирования. При этом исследованиями установлено, что выживаемость растений в загрязненных нефтью почвах зависит от глубины проникновения корней и скорости возобновления роста листьев, опадающих в результате загрязнения;
– наличие в нефти минерализованных пластовых вод, которые обладают высокой токсичностью;
– строительство скважин, трубопроводов, временных дорог, линий электропередач, площадок под будущие поселки и др.;
– наличие отработавших газов автомобилей в атмосфере; перетаскивание тракторами буровых вышек на новые точки, и т. д.; Для предотвращения загрязнения почвы и сохранения растительного покрова необходимо проведение следующих мероприятий:
– разработки и внедрения эффективных методов и средств отделения выбуренной породы (шлама) от буровых сточных вод и вывоза его в специально отведенные места;
– закачки отходов бурения в поглощающие пласты, а также утилизации отходов производства в специально отведенных местах;
– строгого регламентирования передвижения транспортных средств в промышленных зонах, прокладка трубопроводов подземным способом.
Землепользователи обязаны осуществлять комплекс организационно-хозяйственных, агротехнических, мелиоративных и гидротехнических мероприятий, направленных на сохранение плодородия почвы и растительности.
Мероприятия по предотвращению вредного воздействия нефтяного месторождения на почвы и растительность:
Предотвращение переливов и выбросов буровых растворов в процессе бурения скважин.
Отделение шлама от буровых сточных вод и вывоз его в специально отведенные места.
Повторное использование буровых и промысловых сточных вод, улучшение их очистки.
Использование отработанного раствора для приготовления быстро твердеющих смесей, необходимых для борьбы с поглощениями при бурении, а также при производстве керамзитового гравия в качестве добавки к основному сырью.
Использование всех сточных вод для нужд заводнения, излишки должны быть либо полностью сбрасываться в поглощающие горизонты, либо очищаться до уровня, предусмотренного санитарными нормами.
Внедрение микробиологической очистки почв от загрязнения углеводородами.
7) Ускорение строительства систем сбора и переработки нефтяных газов и газоконденсата, содержание промыслового оборудования в исправном состоянии.
Важнейшим мероприятием, направленным на восстановление нарушенного плодородия почв, является рекультивация земли с полным циклом ее биологического этапа.
Охрана животного мира.
Наибольшей заботе со стороны человека должны подвергаться все виды животных, которые представляют научную ценность и требуют бережного отношения к себе. В связи с этим первоочередной задачей для их сохранения и восстановления является запрещение охоты на территории месторождения и в прилегающих регионах. Здесь необходимо создать заказники, как первоочередную меру охраны животного мира.
Для охраны фауны, наряду с вышеизложенными мероприятиями по охране растительности должны проводиться следующие мероприятия:
создание условий для беспрепятственного пересекания искусственных сооружений, преграждающих их миграционные пути. Для этого в сооружениях (заборах, изгородях, трубопроводах и др.) необходимо оставлять проходы для животных шириной 50-100 метров на каждые 1-2 км;
траншеи не должны быть длительное время не закопанными;
на автомобильных дорогах в местах их пересечения сайгаками необходимо делать пологие откосы, а также устанавливать соответствующие аншлаги;
не допускать засорения земель промышленными отходами (метанолом, твердыми и жидкими бытовыми отходами).
Осуществление всех вышеуказанных мероприятий позволит уменьшить наносимый растительному и животному миру вред до минимально-возможных пределов.
Охрана культурного наследия. В границах проектной территории месторождения Дунга нет архитектурных памятников, заповедных зон, заказников и других особо охраняемых природных объектов.
Однако едостаточная изученность исторических объектов данного региона говорит о необходимости соблюдения некоторых правил. Любые инженерные изыскания и земляные вскрышные работы за пределами проектной территории месторождения следует согласовывать с Областным управлением экологии и природных ресурсов. В случае обнаружения археологических объектов необходимо временно остановить земляные работы до заключения комиссии о ценности памятника.
