Экология почвы

Комитет по образованию и науке администрации г.Перми
Лицей №1 при Пермском государственном техническом университете
Отделение Промышленной экологии
ОТЧЕТ ОБ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РЕФЕРАТИВНОЙ РАБОТЕ на тему Экология почвы
Научные руководители:
А.Г. Миков Старший науч. сотрудник
Т. В. Сентебова Исполнитель, учащийся 108А класса
В. В. Яковина
Пермь 2000
РЕФЕРАТ
Отчет 32 с., 5 табл., 7 источников.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ, ПЛОДОРОДИЕ, МЕЛИОРАЦИЯ, ВТОРИЧНОЕ ЗАСОЛЕНИЕ, ПЕСТИЦИДЫ, ЭРОЗИЯ, КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ, pH, ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, НЕФТЕПРОДУКТЫ, ГИГИЕНА ПОЧВЫ, ОТХОДЫ, ДЕГРАДАЦИЯ.
Объектом исследования является почва, а, именно, та часть ее, которая связана с деятельностью человека.
Цель работы – классифицировать виды загрязнения и воздействия на почву, ведущие к ее деградации, и представить некоторые продуктивные методы по повышению плодородия почвы, а также способы утилизации основных видов загрязнителей – твердых, жидких и радиоактивных отходов.
Работа может использоваться как в учебных целях, так и на практике для использования приведенных методов повышения почвенного плодородия. (Так, например, приведенные цифры по внесению определенного соотношения почвенных удобрений могут активно использоваться при выращивании каких-либо пищевых культур).
CОДЕРЖАНИЕ
Введение….……………………………………………………………………………………4
1. Почвенный покров и его использование…………………………………………………5
2. Интенсификация земледелия. Мелиорация и ее последствия…………………………..8
2.1. Орошение. Борьба с вторичным засолением почвы…………………………………...8
2.2. Осушение почвы………………………………………………………………………..10
2.3. Применение удобрений. Пестициды………………………………………………….11
3. Эрозия почв (водная и ветреная) и методы борьбы с нею……………………………..13
4. Промышленное загрязнение почвы……………………………………………………..15
4.1. Кислотные дожди………………………………………………………………………15
4.2. Тяжелые металлы……………………………………………………………………….17
Свинцовая интоксикация……………………………………………………………...……17
4.3. Земельные отношения: зарубежный опыт регулирования…………………………..19
5. Загрязнение нефтепродуктами…………………………………………………………..21
6. Гигиена почвы. Обезвреживание отходов………………………………………………23
6.1. Роль почвы в обмене веществ…………………………………………………...……..23
6.2. Экологическая взаимосвязь между почвой и водой и жидкими отходами
(сточными водами)…………………………………………………………………………..…24
6.3. Пределы нагрузки почвы твердыми отходами (бытовой и уличный мусор, пром. отходы, сухой ил после осаждения сточных вод, радиоакт. вещества)….………..…24
6.4. Роль почвы в распространении различных заболеваний………………………….…26
6.5. Вредное действие основных типов загрязнителей (твердых и жидких отходов), приводящих к деградации почвы…………………………………………………………...…26
6.5.1. Обезвреживание жидких отходов в почве…………………………………….……26
6.5.2. Обезвреживание в почве твердых отходов…………………………………..……..27
6.5.2.1. Сбор и вывоз мусора…………………………………………………………….…28
6.5.2.2. Окончательное удаление и обезвреживание……………………………………...28
6.6. Удаление радиоактивных отходов…………………………………………………….29
Заключение……………………………………………………………………………..……31
Список использованных источников……………………………………………………....32
ВВЕДЕНИЕ
Определенная часть почв как в России, так и во всем мире с каждым годом выходит из сельскохозяйственного обращения в силу разных причин, подробно рассмотренных в УИР. Тысячи и более гектаров земли страдают от эрозии, кислотных дождей, неправильной обработки и токсичных отходов. Чтобы избежать этого, нужно ознакомиться с наиболее продуктивными и недорогими мелиоративными мероприятиями (Определение мелиорации см. в основной части работы), повышающими плодородие почвенного покрова, а прежде всего с самим негативным воздействием на почву, и как его избежать.
Эти исследования дают представление о вредном воздействии на почву и проводились по ряду книг, статей и научных журналов, посвященных проблемам почвы и защите окружающей среды.
Сама проблема загрязнения и деградации почв была актуальна всегда. Сейчас к сказанному можно еще добавить, что в наше время антропогенное влияние сильно сказывается на природе и только растет, а почва является для нас одним из главных источником пищи и одежды, не говоря уже о том что мы по ней ходим и всегда будем находиться в тесном контакте с ней.
ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ [1, c. 9]
Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его значение для жизни общества определяется тем, что почва является основным источником продовольствия, обеспечивающим 97—98% продовольственных ресурсов населения планеты. Вместе с тем, почвенный покров является местом деятельности человека, на котором размещается промышленное и сельскохозяйственное производство.
Выделяя особую роль продовольствия в жизни общества, еще В. И. Ленин указывал [2]: “Настоящие основы хозяйства — это продовольственный фонд”.
Важнейшее свойство почвенного покрова — его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы регулируется запасом питательных веществ в почве и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Велика роль почвенного покрова в продуктивности наземных экологических систем, так как почва питает сухопутные растения водой и многими соединениями и является важнейшим компонентом фотосинтетической деятельности растений. Плодородие почвы зависит и от аккумулированной в ней величины солнечной энергии. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- или зоомассы. Продуктивность наземных экологических систем зависит от теплового и водного баланса земной поверхности, которым определяется многообразие форм обмена материей и веществом в пределах географической оболочки планеты.
Анализируя значение земли для общественного производства, К. Маркс выделял два понятия: земля-материя и земля-капитал. Под первым из них следует понимать землю, возникшую в процессе ее эволюционного развития помимо воли и сознания людей и являющуюся местом поселения человека и источником его пиши. С того момента, когда земля в процессе развития человеческого общества становится средством производства, она выступает в новом качестве—капитала, без которого немыслим процесс труда, “...потому что она дает рабочему... место, на котором он стоит..., а его процессу—сферу действия...” [3]. Именно по этой причине земля является универсальным фактором любой человеческой деятельности.
Роль и место земли неодинаковы в различных сферах материального производства, прежде всего в промышленности и сельском хозяйстве. В обрабатывающей промышленности, в строительстве, на транспорте земля является местом, где совершаются процессы труда независимо от естественного плодородия почвы. В ином качестве выступает земля в сельском хозяйстве. Под воздействием человеческого труда естественное плодородие из потенциального превращается в экономическое. Специфика использования земельных ресурсов в сельском хозяйстве приводит к тому, что они выступают в двух различных качествах, как предмет труда и как средство производства. К. Маркс отмечал: “Одним только новым вложением капиталов в участки земли... люди увеличивали землю-капитал без всякого увеличения материи земли, т. е. пространства земли” [3, т. 4, с. 176].
Земля в сельском хозяйстве выступает в качестве производительной силы благодаря своему естественному плодородию, которое не остается постоянным. При рациональном использовании земли такое плодородие может быть повышено за счет улучшения ее водного, воздушного и теплового режима посредством проведения мелиоративных мероприятии н увеличения содержания в почве питательных веществ. Напротив, при нерациональном использовании земельных ресурсов их плодородие падает, вследствие чего происходит снижение урожайности сельскохозяйственных культур. В некоторых местах возделывание культур становится вовсе невозможным, особенно на засоленных и эродированных почвах.
При низком уровне развития производительных сил общества расширение производства продуктов питания происходит за счет вовлечения в сельское хозяйство новых земель, что соответствует экстенсивному развитию сельского хозяйства. Этому способствуют два условия: наличие свободных земель и возможность ведения хозяйства на доступном среднем уровне затрат капитала на единицу площади. Такое использование земельных ресурсов и ведение сельского хозяйства типичны для многих развивающихся стран современного мира.
В эпоху НТР произошло резкое разграничение системы ведения земледелия в промышленно развитых и развивающихся странах. Для первых характерна интенсификация земледелия с использованием достижений НТР, при которой сельское хозяйство развивается не за счет увеличения площади обрабатываемой земли, а благодаря увеличению размеров капитала, вкладываемого в землю. Известная ограниченность земельных ресурсов для большинства промышленно развитых капиталистических стран, увеличение спроса на продукты земледелия во всем мире в связи с высокими темпами роста населения, более высокая культура земледелия способствовали переводу сельского хозяйства этих стран еще в 50-е годы на путь интенсивного развития. Ускорение процесса интенсификации сельского хозяйства в промышленно развитых капиталистических странах связано не только с достижениями НТР, но главным образом с выгодностью вложения капитала в сельское хозяйство, что сконцентрировало сельскохозяйственное производство в руках крупных землевладельцев и разорило мелких фермеров.
Иными путями развивалось сельское хозяйство в развивающихся странах. Среди острых естественно-ресурсных проблем этих стран можно выделить следующие: низкую культуру земледелия, вызвавшую деградацию почв (повышенную эрозию, засоление, снижение плодородия) и естественной растительности (например, тропических лесов), истощение водных ресурсов, опустынивание земель, особенно отчетливо проявившееся на африканском континенте. Все эти факторы, связанные с социально-экономическими проблемами развивающихся стран, привели к хронической нехватке в этих странах продовольствия. Так, на начало 80-х годов по обеспеченности на одного человека зерном (222 кг) и мясом (14 кг) развивающиеся страны уступали промышленно развитым капиталистическим странам соответственно в несколько раз. Решение продовольственной проблемы в развивающихся странах немыслимо без крупных социально-экономических преобразований. В нашей стране основу земельных отношений составляет общегосударственная (общенародная) собственность на землю, возникшая в результате национализации всей земли. Аграрные отношения строятся на основе планов, по которым должно развиваться сельское хозяйство в будущем, при финансово- кредитной помощи государства и поставок необходимого количества машин и удобрений. Оплата работников сельского хозяйства по количеству и качеству труда стимулирует постоянное повышение их жизненного уровня.
Использование земельного фонда как единого целого осуществляется на основах долговременных государственных планов. Примером таких планов явилось освоение целинных и залежных земель на востоке страны (середина 50- х годов), благодаря которому стало возможным за короткий срок ввести в состав пахотных земель более 41 млн. га новых площадей. Еще пример — комплекс мероприятий, связанных с выполнением Продовольственной программы, предусматривающей ускорение развития сельскохозяйственного производства на основе повышения культуры земледелия, широкого проведения мелиоративных мероприятий, а также осуществления широкой программы социально- экономического переустройства сельскохозяйственных районов.
Земельные ресурсы мира в целом позволяют обеспечить продуктами питания большее количество людей, чем имеется в настоящее время и чем оно будет в ближайшем будущем. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, количество пашни на душу населения сокращается.
В земледельческих районах в направлении с севера на юг наблюдается закономерное уменьшение площади слабоокультуренных угодий и возрастание площади пашни, которая достигает максимума в лесостепной и степной зонах. Если в северных областях Нечерноземной зоны РСФСР площадь пашни составляет 5—6% общей площади, то в лесостепной и степной зонах площадь пашни увеличивается более чем в 10 раз, достигая 60—70%. Севернее и южнее этих зон земледельческая территория резко сокращается. На севере граница устойчивого земледелия определяется суммой положительных температур 1000° за вегетационный период, на юге — годовой суммой осадков в 200—300 мм. Исключение составляют лучше увлажненные предгорные и горные районы юга Европейской части страны и Средней Азии, где земледельческая освоенность территории составляет 20%. На севере Русской равнины в лесотундровой и тундровой зонах площадь пашни составляет лишь 75 тыс. га (менее 0,1% территории).
Для ускорения развития сельского хозяйства страны требуется осуществление ряда крупномасштабных мероприятий: внедрение научно обоснованной системы земледелия для каждой природной зоны и ее отдельных регионов; осуществление широкой программы мелиорации земель в различных природных зонах; ликвидация процессов вторичного засоления и заболачивания мелиоративных массивов; применение комплексов мероприятий по борьбе с водной и ветровой эрозией на площадях, измеряемых миллионами гектаров; создание сети культурных пастбищ в различных природных зонах с применением их орошения, обводнения и внесения удобрений; проведение широкого комплекса мероприятий по окультуриванию освоенных почв с созданием глубокого оструктуренного горизонта; модернизация машинно-тракторного парка и почвообрабатывающих орудий; применение полноценной дозы удобрений под все вилы сельскохозяйственных культур, в том числе малорастворимых в защитной оболочке; осуществление комплекса мероприятий по социальному переустройству земледельческих территорий (строительство дорог, жилищ, складов, школ, больниц и т. д.); всемерное сохранение существующего земельного фонда. Эта программа может быть рассчитана на продолжительное время.
Нечерноземная зона РСФСР простирается от Прибалтийских равнин на западе до Уральского хребта на востоке, от побережья Северного Ледовитого океана на севере до границы лесостепи на юге. Ее площадь составляет около 2,8 км2. Нечерноземье отличается высокой концентрацией населения. Здесь проживает более 60 млн. человек (около 44% населения РСФСР), в том числе около 73% в городах. Эта зона насчитывает 47 млн. га сельскохозяйственных угодий, из них 32 млн. га — пашни. Нечерноземная зона отличается развитым сельским хозяйством, на долю которого приходится до 30% сельскохозяйственной продукции РСФСР, в том числе почти все льноволокно, до 20% зерна, более 50 — картофеля, около 40 — молока и яиц, 43 — овощей, 30% — мяса.
Важнейшей особенностью Нечерноземной зоны является наличие большой площади естественных кормовых угодий. На каждый гектар пашни здесь приходится от 1 до 3 га кормовых сенокосов и пастбищ. Природно- климатические условия почти повсеместно благоприятствуют развитию сельского хозяйства мясо-молочной специализации. Для интенсификации сельского хозяйства предполагается на болотах и заболоченных землях провести мелиоративные мероприятия и химизацию сельскохозяйственных угодий.
2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ. МЕЛИОРАЦИЯ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ [1, с.
14]
С переводом земледелия страны на интенсивный путь развития предполагается прежде всего лучшее использование существующего земельного фонда, повышение плодородия почв и резкое повышение урожайности основных зерновых, кормовых и технических культур, разработка и внедрение научно обоснованной системы земледелия, которые должны сочетаться с продуманными мерами по предупреждению нежелательных экологических последствий.
Интенсификация земледелия невозможна без улучшения плодородия почвы с помощью мелиоративных мероприятий. Однако эти мероприятия не дадут полноценной отдачи без внесения полной дозы минеральных удобрений, сбалансированной по отдельным компонентам. Химические методы широко используются и для сохранения выращенной сельскохозяйственной продукции. Ограничение вредного воздействия водной и ветровой эрозии является также одним из наиболее эффективных и доступных способов повышения плодородия почвы.
Под мелиорацией почв понимают систему мероприятий, связанных с коренным улучшением свойств почвы и условий почвообразования с целью повышения плодородия почвы. Мелиорация осуществляется путем искусственного регулирования водно-теплового, воздушного, солевого, биохимического и других режимов с помощью орошения, осушения, промывок, обработки почвы и внесения в нее химических и органических удобрений. Мелиорация почвы—важный агротехнический метод, особенно для территорий с неблагоприятным водно- тепловым и воздушным режимом почвы и ее засолением.
Различают два вида мелиорации: орошение земель, при котором наибольшее значение имеет искусственное увлажнение почвы благодаря подаче воды для повышения влагообеспеченности растений и их урожая; осушение земель, при котором преследуется цель отвести избыточную влагу из пределов корневого слоя для достижения необходимых водно-тепловых условий произрастания растений и улучшения аэрации почв.
Оба вида мелиорации практикуются с момента возникновения земледелия, хотя их научные основы были разработаны лишь в XX в. Потребность в мелиорации земель мира определяется прежде всего климатическими особенностями. Большая часть населения Земли проживает в тропическом и субтропическом поясах, где особенно требуется орошение земель. Почти 20% населения проживает на территориях, где требуется борьба с избыточным увлажнением почв. Поэтому оросительные и осушительные мелиорации земель применялись с древнейших времен. Практика показывает, что при орошении земель урожайность сельскохозяйственных культур повышается в 2—3 раза, а возделывание некоторых из них (рис, хлопок) вообще невозможно без орошения.
2.1. Орошение. Борьба с вторичным засолением почвы
В настоящее время площадь орошаемых земель во всем мире, по экспертным оценкам Всемирной организации по проблеме продовольствия (ФАО), составляет 236 млн. га, из них около половины приходится на территорию Южной Азии. Около 60% всех орошаемых площадей мира приходится на долю четырех стран: Китая—85,2 млн. га (45% обрабатываемой площади), Индии — 36.4 (21%), США— 16,5 (9%), бывшего СССР — 16,0 (7% обрабатываемой площади). Эксперты ФАО полагают, что к концу XX в. площадь орошаемых земель в развивающихся странах возрастет на 50%, главным образом, за счет расширения орошаемого земледелия в Южной Азии, Африке и Латинской Америке. В развитых капиталистических странах прогнозируется умеренный рост орошаемых площадей (порядка 17—19%), причем особое внимание уделяется экономии воды при Орошении, поскольку потери ее в открытых каналах на фильтрацию и испарение в настоящее время оцениваются в 40—60%.
Орошаемое земледелие в развивающихся странах со скудной дозой минеральных удобрений и современных средств защиты растений не может привести к резкому росту урожайности. Разрыв в масштабах применения минеральных удобрений от промышленно развитых стран здесь еще весьма велик. Так, в Индии 1 га обрабатываемой земли получает минеральных удобрений в 7 раз меньше, чем в США. Послеуборочные потери урожая в развивающихся странах оцениваются в 25—40%, вследствие чего амбарный урожай на такой же процент меньше биологического.
В целом мире многими исследователями фиксируется возрастание; степени засушливости климата, особенно на Африканском континенте. Катастрофические засухи 70-х годов охватили огромные территории Африки (Эфиопия, Судан, Вольта, Чад, Нигерия, Мавритания, Сенегал, Кения, Танзания и др.). Засушливые явления наблюдались в Латинской Америке (Бразилия, Аргентина, Парагвай, Боливия). Засухи отмечались в пределах Северной Америки. Только в XX в. их насчитывается более 26. В Северной Америке наиболее часты засухи в центральных районах США и Канады.
Причиной засух являются квазиритмические колебания увлажненности, а также антропогенные факторы. К последним относят уничтожение лесов на обширных территориях, неумеренный выпас скота, приводящий к деградации растительного покрова, и другие факторы подстилающей поверхности суши, нарушающие естественный влагооборот. Необходимость осуществления крупных мелиоративных мероприятии в России диктуется неблагоприятными климатическими условиями обширных территорий, вследствие которых большая масса сельскохозяйственных земель находится в районах избыточного либо недостаточного увлажнения. Мелиорация земель является важнейшей мерой, необходимой для неуклонного наращивания производства зерна и создания устойчивой кормовой базы животноводства, повышения общей эффективности сельскохозяйственного производства.
Неблагоприятные климатические условия в засушливые годы приводят к большим колебаниям валового сбора зерновых в урожайные и неурожайные годы, достигающим около 60—70 млн. т. Развитие мелиорации включает в себя ввод новых площадей и реконструкцию старых. Предусмотрены другие меры, направленные на упорядочение структуры посевов, с целью повышения удельного веса производства зерна, кукурузы на зерно и кормовых культур, внесения полной дозы минеральных удобрений (330—350 кг), сбалансированных по отдельным компонентам. Особое внимание обращается на повышение уровня мелиоративного строительства, внедрение прогрессивных мер организации труда, экономное использование водных ресурсов на мелиоративных системах, особенно в орошаемом земледелии.
С развитием орошаемого земледелия выдвигаются экологические проблемы. Главная из них — борьба с вторичным засолением почв, которое возникает при неумеренном орошении и высоком уровне грунтовых вод. Решение этой проблемы возможно при разработке и внедрении научно обоснованных норм полива применительно к конкретным климатическим и гидрологическим условиям территорий.
Борьба с засолением почвы актуальна и в глобальном масштабе. Засоление почвы происходит почти на половине орошаемых земель мира, в том числе на 30% орошаемых земель США. Хотя в нашей стране достигнуты значительные успехи в борьбе с засолением почвы, это явление не ликвидировано до сих пор.
При осуществлении широких мелиоративных мероприятий в зоне степей следует иметь в виду, что новообразование грунтовых вод здесь происходит значительно быстрее, нежели в зонах полупустынь и пустынь. Примерно за 10 лет уровень грунтовых вод может достигнуть критического состояния (1,5—2,5 м от поверхности), вызывая засоление и заболачивание почвы. Кроме того, в условиях орошения возникает способность вторичного содового засоления почв, так как южные черноземы и каштановые почвы в ряде районов имеют повышенную остаточную солонцеватость и щелочность на глубине 0,5—1 м. Присутствие соды в поверхностных горизонтах почвы вызывает ряд сложных трудно устранимых физико-химических процессов, снижающих плодородие почвы. В степных районах Прикаспийской низменности почти отсутствует верхняя зона пресных вод при слабой естественной дренированности территории. В Среднем и Нижнем Поволжье из 8,2 млн. га земель, пригодных для орошения, лишь 14,6% не потребуется дренажа. В Зауралье к воздействию указанных факторов добавляется необходимость учета более сокращенного по сравнению с условиями Европейской части России вегетационного периода, когда возможна потеря части урожая вследствие наступления ранних заморозков.
Основной экологической проблемой орошаемого земледелия в степной и аридной зонах является предотвращение вторичного засоления почвы. Она может решаться различными методами: гидротехническим (строительство глубокого дренажа), мелиоративным (нормирование поливов, вплоть до перехода на “голодные” нормы полива во влажные годы, промывка мелиоративных систем), агрономическим (внедрение фитомелиорации, глубокое рыхление почвы).
Проблема, тесно связанная с экологической — нормирование качества возвратной (дренажной) воды, сбрасываемой с полей орошения, содержащих включения минеральных удобрений, гербицидов и пестицидов. Она является особенно актуальной для пустынной и полупустынной зон России, где водные ресурсы весьма ограничены и существует опасность их истощения.
Экономия воды в орошаемом земледелии является одной из наиболее ответственных задач водного хозяйства страны. Главный путь ее решения: повышение коэффициента полезного действия (к.п.д.) оросительных систем, который меняется в весьма широких пределах. Это означает, что в старых мелиоративных системах на пути от источника водозабора до корнеобитаемого слоя орошаемого поля теряется от 65 до 75% воды. Поэтому инженерное переустройство оросительных систем является действенным средством не только экономии воды, но и дальнейшего развития орошаемого земледелия. 2.2. Осушение почвы
Осушение по своей принципиальной основе противоположно орошению. Его существо заключается в отводе избыточной влаги за пределы корнеобитаемого слоя растений с целью улучшения водно-теплового режима почвы и повышения ее плодородия. Осушению подвергаются переувлажненные земли и болота с целью вовлечения последних в сельскохозяйственное производство. Поэтому осушаемые массивы располагаются в зоне избыточного увлажнения.
Высокой заболоченностью отличаются равнинные территории с замедленным водообменом и высоким положением уровня грунтовых вод. Много заболоченных земель и болот имеется на Европейском Севере и Северо-Западе (около 60% общей площади). Сильной заболоченностью отличаются Полесье, Мещерская и Костромская низменности. Однако центром мировой заболоченности является Западно-Сибирская низменность площадью в 1,3 млн. кв. км, заболоченность которой составляет около 50%. Болота распространены на территории Якутии, Дальнего Востока. Методы осушения заболоченных земель в принципе мало отличаются друг от друга. Основной метод заключается в понижении уровня грунтовых вод с помощью открытого либо закрытого дренажа. В настоящее время развитие получил более прогрессивный метод осушения — двустороннее регулирование, когда мелиоративная система может использоваться в засушливые периоды — для орошения земель, а во влажные — для отвода избыточных вод через дренажную сеть. Потенциальный фонд для осушения земель в России весьма велик.
Мелиорация земель — активный метод повышения продуктивности земледелия. Наибольший экономический эффект мелиорация земель приносит в том случае, если она проводится в комплексе с хозяйственным освоением земель, включая их химизацию, культур-технические работы и надлежащий уход за посевами. В 70-е годы при быстром росте осушаемых земель в отдельных районах отмечалась тенденция отставания их хозяйственного освоения, что снижало эффективность мелиорации. В отдельных случаях земли переосушивались (Белорусское Полесье). Внедрение мелиоративных систем двустороннего регулирования позволяет проводить мелиорацию более эффективно.
Неблагоприятные экологические последствия осушения земель заключаются в их переосушении, вследствие чего снижается уровень грунтовых вод в прилегающих территориях и происходит уменьшение величины устойчивого стока в реки, а в ряде случаев на прилегающих территориях наблюдается подсыхание лесов и исчезновение влаголюбивой растительности. Вместе с тем, повышенная густота открытой осушительной сети может привести к повышению весенних максимумов стока на малых реках. На крупных мелиоративных системах наблюдается существенное обеднение растительного и животного мира. Низкое качество осушительной мелиорации может привести к вторичному заболачиванию почвы.
2.3. Применение удобрений. Пестициды
Ежегодно вместе с урожаем из почвы выносятся десятки миллионов тонн питательных веществ: азота, калия, фосфора, магния, серы и других, которые необходимо компенсировать. Поэтому внесение в почву органических и минеральных удобрений является важнейшим средством повышения плодородия почв.
Каждый рубль затрат на минеральные удобрения приводит к возрастанию окупаемости, оцениваемой для различных видов сельскохозяйственной продукции от 2 до 5 руб. Особенно эффективно применение удобрений в южных районах страны при выращивании хлопка, сахарной свеклы, плодов, овощей. В этих условиях затраты на внесение удобрений окупаются в течение года. Данные о повышении урожайности приводятся в табл. 1.
Таблица 1
Повышение урожайности от внесения в почву минеральных удобрений в пересчете на 100% содержания питательных веществ
|Сельскохозяйственная |Прирост урожая на 1 т | |культура |внесенных минеральных | | |удобрений, т | | |Р2О5 |N |Ка2О | |Хлопок-сырец |5—6 |10-14 |2 | |Сахарная свекла (корни) |50—60 |100—160|40—50 | |Картофель (клубни) |40—80 |120 |40—60 | |Пшеница и рожь |20—25 |15—20 |3—4 |
Содержание питательных веществ в минеральных удобрениях обычно выражают в процентах азота, фосфора и калия. В России из фосфорных удобрений широко применяют двойной суперфосфат (до 50% P2O5), из азотных—карбамид (42—46% N), жидкий аммиак (82,3% N), из калийных удобрений — хлористый калий (50—62% Ка2О), из комплексных удобрений — аммофос (10— 11% N + 46—48% Р2О5), нитроаммофос (21—22% N +21— 22% Р2О5), а также новые виды комплексных удобрений.
При сбалансированном использовании минеральных удобрений каждый рубль на их производство обеспечивает прибавку урожая на 10 руб. Это достигается при соотношении азота, фосфора и калия в удобрениях 1:1,1: 0,8. Между тем, структура производства минеральных удобрений пока не соответствует этому соотношению. С улучшением структуры производства и использованием минеральных удобрений должен значительно увеличиться урожай.
Химикаты в земледелии применяются при защите растений от действия вредителей, сокращении потерь урожая при его транспортировке и хранении. Потери урожая от действия вредителей в мире приводятся в табл. 2.
Эксперты ООН оценивают ежегодные потери урожая в 75 млрд. долл., которые складываются из потерь от вредителей (30 млрд. долл.), от болезней растений (25 млрд. долл.) и действия сорняков (20 млрд. долл.). Потери биологического урожая от действия вредителей для различных культур составляют 30—50%. Особенно велики потери биологического урожая для хлопка, картофеля, фруктов и винограда. Необходимость применения пестицидов — химических средств защиты от действия сорняков, вредных насекомых, клещей, болезнетворных грибков вызывается “биологическим взрывом” разнообразных вредителей в мире. (Нашествие колорадского жука в США и Европе, гессенской мухи в США, крыс в тропическом поясе и т.д.). Сельскому хозяйству приносят ущерб около 8 тыс. различных грибков, 10 тыс. насекомых, около 2 тыс.червей.
Таблица 2
Годовые потери сельскохозяйственных продуктов в мире от действия вредителей
|Культура |Урожай, |Потери,|Культура |Урожай|Потери, | | |млн. т |млн. т | |, млн.|млн. т | | | | | |т | | |Зерновые |960-1000|500—510|Хлопок |11—12 |5—6 | |Сахарная |210—250 |65—75 |(волокно) | |21—22 | |свекла | | |Фрукты |66-67 | | |Картофель |270—290 |125—135|Овощи |200 |78—79 | |Виноград |50 |25—26 | | | |
Пестициды по воздействию на вредителей делятся на следующие группы: гербициды — средство уничтожения сорняков, инсектициды—средство для борьбы с вредными насекомыми, нематоциды — для уничтожения червей, фунгициды — для борьбы с грибковыми и вирусными заболеваниями, бактерициды — для уничтожения возбудителей болезней, дефолианты — средство для удаления листвы. К классу пестицидов относят и ростовые вещества, используемые для ускорения либо торможения роста некоторых растений.
Пестициды широко используются в сельском хозяйстве. По мнению зарубежных исследователей, применение пестицидов позволяет сберечь 50% урожая хлопка, картофеля, фруктов, увеличить на 25% производство мяса, молока и шерсти.
Защита растений позволяет потенциально сохранить 15 млн. т зерна, 10 млн. т сахарной свеклы, 1,4 млн. т хлопка, 10 млн. т овощей. Принося, как и удобрения, огромную пользу сельскому хозяйству, пестициды вызывают нежелательные вторичные экологические последствия: гибель некоторых видов полезных растений, насекомых (муравьев, пчел и др.). Некоторые виды их (например, ДДТ) оказывали вредное воздействие на животный мир и здоровье человека.
В 90-е годы в нашей стране стали широко применяться биологические методы защиты растений, не оказывающие вредных воздействий на здоровье человека и окружающую среду. Они дешевы и высокоэффективны, поэтому перспективны. Внесение минеральных удобрений приводит к их вымыванию из поверхностных горизонтов почвы. Особенно опасны соединения фосфора, обычно попадающие в водоемы в связанном виде вместе с частицами почвы и способные мигрировать на большие расстояния. При многолетнем применении больших доз фосфорных удобрений, в особенности туков двойного суперфосфата, в почве могут накапливаться элементы, обладающие повышенной токсичностью. Внесение повышенных доз калийных удобрений может приводить к изменению соотношения между калием и натрием в пастбищном корме, которое вызывает заболевания скота.
Повышение дозы нитратов в воде неблагоприятно отражается на живых организмах, так как под действием кишечных бактерии они переводятся в нитриты, обладающие повышенной токсичностью. Азот мигрирует обычно в составе водных растворов, проникая в состав как поверхностных, так и подземных вод. Миграция соединений фосфора вместе с азотом, создавая питательную среду для сине-зеленых водорослей и высшей водной растительности, вызывает эвтрофикацию водоемов — загрязнение водоемов биогенными элементами, приводящее к резкому ухудшению кислородного режима водоема и снижению качества воды и, как следствие, к вымиранию рыб. Вода таких водоемов становится непригодной к употреблению в пищу. За последние годы эвтрофикация водоемов получила широкое распространение, особенно в Западной Европе, Японии и США. Поэтому при применении химикатов необходимо принимать меры по предупреждению отрицательных экологических последствий. Одной из таких мер является внедрение капсулированных удобрений в водозащитной оболочке.
3. ЭРОЗИЯ ПОЧВ (ВОДНАЯ И ВЕТРЕНАЯ) И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЮ [1, с. 22]
Широкое использование земель, особенно возросшее в эпоху НТР, привело к увеличению распространения водной и ветровой эрозий (дефляции). Под их воздействием происходит вынос (водой либо ветром) почвенных агрегатов из верхнего, наиболее ценного слоя почвы, который приводит к снижению ее плодородия. Водная и ветровая эрозии, вызывая истощение почвенных ресурсов, являются опасным экологическим фактором.
Общая площадь земель, подверженных водной и ветровой эрозии, измеряется многими миллионами гектаров. По имеющимся оценкам, водной эрозии подвержено 31% суши, а ветровой—34%. Косвенным свидетельством возросших масштабов водной и ветровой эрозии в эпоху НТР является увеличение твердого стока реками в океан, который ныне оценивается в 60 млрд. т, хотя 30 лет тому назад эта величина была почти в 2 раза меньше.
Общее сельскохозяйственное использование земель (включая пастбища и сенокосы) составляет около 1/3 суши. В результате водной и ветровой эрозии во всем мире пострадало около 430 млн. га земли, а при сохранении нынешних масштабов эрозии к концу века эта величина может удвоиться.
Ветровой эрозии наиболее подвержены частицы почвы 0,5— 0,1 мм и менее, которые при скоростях ветра у поверхности почвы 3,8—6,6 м/с приходят в движение и перемещаются на большие расстояния. Мелкие почвенные частицы ( H2CO3). [5, с. 423-424] Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.
В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина - кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, котoрые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Термин рН используют в качестве показателя кислотности воды. "Термин рН значит в переводе с английского "показатель степени концентрации ионов водорода". [5, с. 428]
Значение рН измеряется на шкале от 0 до 14. В воде и водных растворах присутствуют как ионы водорода(Н+), так и гидроксид-ионы (ОН-). Когда концентрация ионов водорода (Н+) в воде или растворе равна концентрации гидроксид-ионов (ОН-) в том же растворе, то такой раствор является нейтральным. Значение рН нейтрального раствора равняются 7 (на шкале от 0 до 14). Как вы уже знаете, при растворении кислот в воде повышается концентрация свободных ионов водорода (Н+). Они то и повышают кислотность воды или, иными словами, рН воды. При этом, с повышением концентрации ионов водорода (Н+) понижается концентрация гидроксид-ионов (ОН-). Те растворы, значение рН которых на приведенной шкале находится в пределах от 0 до 7 до 14, называются щелочными.
Следует обратить внимание еще на одну особенность шкалы рН. Каждая последующая ступенька на шкале рН говорит о десятикратном уменьшении концентрации ионов водорода (Н+) (и, соответственно, кислотности) в растворе и увеличении концентрации гидроксид-ионов (ОН-). Например, кислотность вещества со значением рН4 в десять раз выше кислотности вещества со значением рН5, в сто раз выше, чем кислотность вещества со значением рН6 и в сто тысяч раз выше, чем кислотность вещества со значением рН9.
Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.
Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и еще во многих странах земного шара.
Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы - озера, реки, заливы, пруды - повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается до рН5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон - крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.
По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв [4, с. 94].
Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьезные заболевания.
Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца еще не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы...в совокупности приводят к деградации лесов [4, с. 101].
Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов, - это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
4.2. Тяжелые металлы
Тяжёлые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы, в прогнозе же они должны стать самыми опасными, более опасными, чем отходы АЭС и твердые отходы. Загрязнение тяжёлыми металлами связано с их широким использованием в промышленном производстве вкупе со слабыми системами очистки, в результате чего тяжёлые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и почву, загрязняя и отравляя её.
Тяжёлые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение понятия "тяжёлые металлы". В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).
Почва являются основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из неё в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным.
Свинцовая интоксикация
В настоящее время свинец занимает первое место среди причин промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и др. Загрязнение свинцом атмосферного воздуха, почвы и воды в окрестности таких производств, а также вблизи крупных автомобильных дорог создает угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах, и прежде всего детей, которые более чувствительны к воздействию тяжелых металлов.
С сожалением надо отметить, что в России отсутствует государственная политика по правовому, нормативному и экономическому регулированию влияния свинца на состояние окружающей среды и здоровье населения, по снижению выбросов (сбросов, отходов) свинца и его соединений в окружающую среду, полному прекращению производства свинецсодержащих бензинов.
Вследствие чрезвычайно неудовлетворительной просветительной работы по разъяснению населению степени опасности воздействия тяжелых металлов на организм человека, в России не снижается, а постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом. Случаи хронической свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности России. Ведущими являются электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия и цветная металлургия, в них интоксикация обусловлена превышением в 20 и более раз предельно допустимой концентрации (ПДК) свинца в воздухе рабочей зоны.
Значительным источником свинца являются автомобильные выхлопные газы, так как половина России все еще использует этилированный бензин. Однако металлургические заводы, в частности медеплавильные, остаются главным источником загрязнений окружающей среды. И здесь есть свои лидеры. На территории Свердловской области находятся 3 самых крупных источника выбросов свинца в стране: в городах Красноуральск, Кировград и Ревда.
Дымовые трубы Красноуральского медеплавильного завода, построенного еще в годы сталинской индустриализации и использующего оборудование 1932 года, ежегодно извергают на 34-тысячный город 150 -170 тонн свинца, покрывая все свинцовой пылью.
Концентрация свинца в почве Красноуральска варьируется от 42,9 до 790,8 мг/кг при предельно допустимой концентрации ПДК=130 мк/кг. Пробы воды в водопроводе соседнего пос. Октябрьский, питаемого подземным водоисточником, фиксировали превышение ПДК до двух раз.
Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние здоровья людей. Воздействие свинца нарушает женскую и мужскую репродуктивную систему. Для женщин беременных и детородного возраста повышенные уровни свинца в крови представляют особую опасность, так как под действием свинца нарушается менструальная функция, чаще бывают преждевременные роды, выкидыши и смерть плода вследствие проникновения свинца через плацентарный барьер. У новорожденных детей высока смертность.
Отравление свинцом чрезвычайно опасно для маленьких детей - он действует на развитие мозга и нервной системы. Проведенное тестирование 165 красноуральских детей от 4 лет выявило существенную задержку психического развития у 75,7%, а у 6,8% обследованных детей обнаружена умственная отсталость, включая олигофрению.
Дети дошкольного возраста наиболее восприимчивы к вредному воздействию свинца, поскольку их нервная система находится в стадии формирования. Даже при низких дозах свинцовое отравление вызывает снижение интеллектуального развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в чтении, ведет к развитию агрессивности, гиперактивности и другим проблемам в поведении ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный характер и быть необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в росте и потеря слуха также являются результатом свинцового отравления. Высокие дозы интоксикации ведут к умственной отсталости, вызывают кому, конвульсии и смерть.
Белая книга, опубликованная российскими специалистами, сообщает, что свинцовое загрязнение покрывает всю страну и является одним из многочисленных экологических бедствий в бывшем Советском Союзе, которые стали известны в последние годы. Большая часть территории России испытывает нагрузку от выпадения свинца, превышающую критическую для нормального функционирования экосистемы. В десятках городов отмечается превышение концентраций свинца в воздухе и почве выше величин, соответствующих ПДК.
Наибольший уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий ПДК, отмечался в городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Владимир, Владивосток.
Максимальные нагрузки выпадения свинца, ведущие к деградации наземных экосистем, наблюдаются в Московской, Владимирской, Нижегородской, Рязанской, Тульской, Ростовской и Ленинградской областях.
Стационарные источники ответственны за сброс более 50 тонн свинца в виде различных соединений в водные объекты. При этом 7 аккумуляторных заводов сбрасывают ежегодно 35 тонн свинца через канализационную систему. Анализ распределения сбросов свинца в водные объекты на территории России показывает, что по этому виду нагрузки лидируют Ленинградская, Ярославская, Пермская, Самарская, Пензенская и Орловская области.
В стране необходимы срочные меры по снижению свинцового загрязнения, однако пока экономический кризис России затмевает экологические проблемы. В затянувшейся промышленной депрессии Россия испытывает недостаток средств для ликвидации прежних загрязнений, но если экономика начнет восстанавливаться, а заводы вернутся к работе, загрязнение может только усилиться.
Таблица 3
10 наиболее загрязненных городов бывшего СССР
(Металлы приведены в порядке убывания уровня приоритетности для данного города)
|1. Рудная Пристань |свинец, цинк, медь, марганец+ванадий,| |(Примор. край) |марганец. | |2. Белово (Кемеровская область) |цинк, свинец, медь, никель. | |3. Ревда (Свердловская область) |медь, цинк, свинец. | |4. Магнитогорск |никель, цинк, свинец. | |5. Глубокое (Белоруссия) |медь, свинец, цинк. | |6. Усть-Каменогорск (Казахстан) |цинк, медь, никель. | |7. Дальнегорск |свинец, цинк. | |(Приморский край) | | |8. Мончегорск (Мурманская обл.) |никель. | |9. Алаверди (Армения) |медь, никель, свинец. | |10. Константиновка (Украина) |свинец, ртуть. |
4.3. Земельные отношения: зарубежный опыт регулирования [7]
Кризисные явления в области природопользования, имеющие долговременный характер, затронули весь мир. Функционирование и развитие народного хозяйства любой страны, любого региона на сегодня объективно связаны с неизбежным нарушением земель при производстве массовых земляных работ в строительстве, добыче полезных ископаемых и других видах недропользования, а также с деградацией почв в результате последствий промышленных выбросов в атмосферу остаточных пестицидов, нитратов, уплотнения почв сельскохозяйственными машинами, орудиями и транспортными средствами, с проявлениями других негативных воздействий хозяйственной деятельности.
Однако полностью, повсеместно и одновременно исключить нарушение и деградацию земель в результате хозяйственной деятельности практически не представляется возможным. Поэтому меры физической охраны земель должны сочетаться с мерами их правовой и экономической защиты.
Первоначально на Западе были предприняты попытки с помощью налогов и платежей создать экологический механизм природопользования, встроенный в рыночный, который бы автоматически восстанавливал равновесие системы, нарушаемое “внешними издержками”, по принципу “платит тот, кто загрязняет”. Идея этой концепции экономического регулирования выглядела достаточно просто: если заставить платить предпринимателя за нарушение и загрязнение среды, он предпримет все необходимое, чтобы до минимума уменьшить это влияние или избежать его вовсе. Считалось, что обложение предпринимателя таким налогом будет выполнять функцию «цены» за ухудшение среды, ставка же налога должна была, по логике вещей, быть равной величине ущерба, наносимого окружающей среде за год.
Однако природоохранительное регулирование на основе налога оказалось в целом ряде случаев неэффективным, в первую очередь из-за сверх затратного характера этого метода. Кроме того, возникли серьезные трудности установления в каждом отдельном случае достоверной величины выбросов разнообразных загрязнителей, экологического ущерба, его денежной оценки и др. В результате данный метод был отвергнут практикой.
Ему на смену был разработан другой метод - платежей за загрязнение. Отличие платежей от налогов состоит в том, что, во-первых, в качестве базы расчетов ставок платежей выступает не нанесенный ущерб, а стоимость его предотвращения, например, производимых выбросов и сбросов загрязнителей. Побудительный экономический эффект в таком случае создается при непременном условии, что ставка платежей (по каждому загрязняющему веществу, например, пыли, сдуваемой с 1 га поверхности отвалов) должна слегка превышать затраты предприятий на предотвращение выбросов единицы этих веществ. Другое отличие метода платежей состоит в том, что отчисленные средства могут быть отнесены на счет производственных издержек и, следовательно, возмещаться через цены на продукцию. Однако и этот метод практика отклонила.
Механизм регулирования через налоги и платежи оказался неэкономичным, так как общественные издержки на охрану среды от загрязнения складываются из затрат предприятия на сокращение загрязнения и тех же затрат на уплату налогов или платежей, поскольку их выплата не дает предприятиям права загрязнять природную среду. В результате суммарные затраты общества намного превышают тот объем затрат, который реально необходим для предотвращения загрязнения. Методы налогов и платежей вполне способны разорить даже экономически сильные предприятия. (Здесь нельзя отметить, что сегодня эти методы, оказавшиеся неприемлимыми для стран с рыночной экономикой пытаются ввести в практику природопользования в нашей стране.)
В начале 1980-х гг. в США, ФРГ и других странах был выработан вполне работоспособный механизм природоохранного регулирования, предполагающий, как правило, использование целого набора регуляторов, в которой главным звеном являются административно законодательные меры. А в экономической политике этих стран в области охраны природы наиболее существенное место в настоящее время занимают рычаги побудительного характера (субсидии, займы налоговые льготы и т.д.) Главное место здесь отводится госсубсидиям не природоохранные мероприятия.
Большую роль в системе экологического регулирования играет система штрафов, которая является не столько рычагом экономического регулирования, сколько необходимым дополнением административно-законодательного подхода к регулированию.
В США, например, механизм регулирования сферы добычи полезных ископаемых, так же как и механизм регулирования качества окружающей среды, базируется на законодательных и экономических рычагах. Однако именно экономические рычаги играют большую и все возрастающую роль. Главным звеном экономического механизма регулирования становится арендная система разведки и добычи полезных ископаемых, определяющая отношения между частным капиталом и государством-собственником недр.
Арендная система сдачи земель под разработку и добычу минерального сырья установилась в США в 1920-х гг., после принятия соответствующего законодательного акта. Аренда месторождений была введена лишь для некоторых видов ископаемого топлива. В начале эта система, как правило, включала два основных элемента - собственно рентные платежи и плату за право разработки конкретного месторождения, или “роялти”. В дальнейшем система аренды пополнилась еще одним важным элементом - выплатой арендных “бонусов”, которые представляли собой единовременные платежи в федеральный бюджет в форме первого арендного взноса, предшествующего началу разработки месторождения.
Собственно рентные платежи за разведку и разработку месторождений на государственных землях носят больше символический характер. Так, аренда земель, связанная с поиском или разработкой месторождений фосфатов, нефтяных сланцев, натриевых солей, серы и других полезных ископаемых, обходится за год всего от 0.8$ до 2$ за гектар. Иное дело - платежи за разработку недр (роялти). Они взимаются государством либо как часть стоимости произведения продукции, либо в форме отгрузки части продукции. Сумма “роялти” нередко является предметом торгов между государством и горнодобывающими компаниями.
Арендная система определяет и пути распределения доходов, получаемых в целом от аренды: 10% доходов поступают в федеральную казну, 52.2% доходов - в спецфонд рекультивации земель и 37.5% доходов направляется штату, в котором разрабатываются месторождения, в целях развития инфраструктуры и финансирования социальных программ.
Огромное значение в механизме природоохранного регулирования при горных разработках в США имеет законодательство об охране окружающей среды. Особое место в нем занимает Закон о рекультивации земель (1977 г.) Основная роль в реализации программы рекультивационных работ отводится штатам. Так как сами штаты выделить все необходимое для рекультивации не в состоянии, федеральное правительство покрывает определенную часть затрат, разработал и принял у себя программу рекультивации нарушенных земель.
Аренда земли под горные разработки широко распространена и в ФРГ. В случае, когда добывающая фирма получает участок в пользование, она обязана после завершения горных разработок вернуть его владельцу.
Вывод: Механизм природоохранного регулирования в странах с рыночной экономикой предполагает огромную по масштабу и разнообразную по функциям роль государства.
Этот опыт следует максимально учесть нашей стране в ходе подготовки соответствующих документов, регламентирующих земельные отношения при пользовании недрами, нарушении земель и создании на их месте культурных ландшафтов.
5. ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
Одним из наиболее опасных веществ, загрязняющих среду обитания, в силу своих свойств и масштабов использования является нефть - то самое "черное золото", которое питает весь наш транспорт и все производство пластмасс.
Систематически происходят аварийные разливы нефти в России, обусловленные как изношенностью трубопроводов и оборудования, так и несоблюдением технологической дисциплины. По данным российского отделения "Гринпис" (апрель 1995 г.) потери нефти и нефтепродуктов в России за счет аварийных ситуаций и несоблюдения технологической дисциплины достигают 25 млн.т ежегодно, что явно претендует на мировой "рекорд". Официальные оценки скромнее - 4,8 млн. т, но эта огромная цифра не является предельной, так как в связи с изношенностью технологического и транспортного оборудования разливы будут происходить все чаще. Кроме аварий, которые сейчас у всех на слуху, существуют тысячи больших и малых неучтенных ручейков нефтепродуктов, не попадающих в статистику, но исправно загрязняющих землю и воду вокруг каждой бензоколонки, каждого гаража, каждой мастерской, не говоря уже о крупных предприятиях и, тем более военных полигонах.
Много писали о больших проблемах Германии, связанных с восстановлением почвы в местах дислокации частей ГСВГ (ЗГВ), но мало кто представляет фантастические масштабы подобных загрязнений в России, где только на одном из объектов под землей в песчаных отложениях "хранится" 25000 куб.м чистого керосина. Только нефтяники знают доподлинно о залитых нефтью болотах и таежных озерах с "асфальтовым" дном.
Как же решается проблема ликвидации нефтяных загрязнений сейчас?
Разливы нефти на земной поверхности, опасные для растений и почвенной микрофлоры, а также для водных источников, ликвидируют разными способами. Прежде всего осуществляют локализацию разлива путем обваловки загрязненной площади. При значительных масштабах разлива из наиболее глубоких мест скопления нефти и нефтепродуктов или из специально вырытых зумпфов производят откачку нефти шламовыми насосами или в вакуумированные цистерны. Грунт в месте разлива снимают и промывают в барабанах с использованием ПАВ, отстаивая водонефтяную эмульсию в сборниках или гидроизолированных прудах - накопителях. Чаще всего в труднодоступных местах, несмотря на запрещения СЭС, слой почвы, пропитанный нефтью, свозят в отдельный котлован и сжигают. При температуре хорошие результаты дает применение нефтеразлагающих микроорганизмов, способных на 3-6 месяцев разложить нефть до азота и углекислого газа.
В 1997 году был обследован почвенный покров части российских городов на загрязнение нефтепродуктами. Загрязнение почв нефтепродуктами наблюдается вблизи Жилкинской нефтебазы в Иркутске, на полях колхоза им.Чапаева Самарской области, в Приокском районе Нижнего Новгорода, где средние содержания нефти в почве выше фоновых в 278, 22 и 13 раз, максимальные - в 414, 66 и 27 раз соответственно.
Нефтяники, работающие на нефтяных промыслах объединения "Нижневартовскнефтегаз" отмечают: "Есть места в тайге, которые, наверное, уже не оживить, ведь там годами скапливается нефть, которую недосуг собрать и откачать. Потому что в планах у нас этого нет. В планах только добыча нефти. Погибают брусника, клюква, таежные травы и цветы. Засыхают на корню деревья, но те, кто приходят сюда за нефтью, словно этого не замечают”.
Многие "хозяева" кустов скважин разливную нефть сгребают бульдозерами со снегом, выталкивают за территорию кустовой площадки. Но придет весна, и с талыми водами эта нефть польется в озеро и речушки, загубит рыбу.
Оценить объемы нефти, попадающей в природные объекты при всех авариях, крайне сложно, но можно предполагать, что только для рядовых происшествий эта величина составляет около 10 тыс. тонн в год. В 1996 году, например, комитетом по охране природы Ханты-Мансийского автономного округа выявлено 878 случаев загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами, при этом на рельеф и в водоемы попало как минимум 7616 тонн нефти ( на 3080 тонн больше, чем в 1995-м). И отходов бурения на рельеф выброшено в этом году больше, чем в предыдущем. Всего же по округу в 1996 году выявлено 306 гектаров, загрязненных нефтью, нефтепродуктами, буровыми растворами и другими отходами (на 64 больше, чем в 1995 -м). Количество шламовых амбаров в 1995 и 1996 годах оставалось приблизительно одинаковым - соответственно 1995 и 1951 штука; объем нефтешламов с 1996 по 1997 год увеличился приблизительно с 86 тыс. до 120 тыс. тонн.
При категорийных авариях, особенно на магистральных нефтепроводах, залповые выбросы могут составлять сотни и тысячи тонн углеводородов. Пример - авария в НГДУ "Мамонтовнефть" в 1996 году, когда суммарный выброс составил 3344 тонны. Замазучивание земель и загрязнение воды углеводородами - самый тяжелый удар, который наносит нефтегазовая промышленность природе. И еще две экологические проблемы не решаются в Сибири: геологические предприятия оставляют после бурения незаглушенные скважины, а в факелах день и ночь горит попутный нефтяной газ. Из 3587 скважин, учтенных Госгортехнадзором России, многие находятся под давлением - из них фонтанирует, затапливая местность. Вода, в ряде случаев - с проявлениями нефти и газа. Консервация скважин практически не ведется из-за большой стоимости работ (до 700 млн. рублей на одну скважину). Не улучшается положение с утилизацией попутного нефтяного газа. Уровень его использования на старых месторождениях не превышает 85%, а на новых в среднем - около 30%. В факелах сжигается около 10 млрд. кубических метров газа - и это не только расточительство. Природные объекты загрязняются экотоксикантами типа циклических полиароматических соединений и диоксинов. Экономя средства, промысловики продолжают обустройство нефтяных месторождений по временным схемам - без пунктов сбора, подготовки и транспорта нефтяного газа.
На базе Пермского межотраслевого научно-исследовательского института экологии топливно-энергетического комплекса сформирован специализированный Центр по борьбе с разливами нефти, создаются подобные службы и на нефтегазовых предприятиях. Но говорить о развитой система предотвращения и оперативной ликвидации чрезвычайных экологических ситуаций пока рано. В заинтересованных ведомствах рассмотрены вопросы уточнения порядка предоставления земель по размещению нефтегазовых предприятий и их возврату, а также уточнения размеров платежей за их использование. Проблема эта решается вполне удовлетворительно. Предлагается внести соответствующие дополнения в Налоговый кодекс; на федеральном уровне уже разработаны такие, например, документы, как "Основные положения о рекультивации земель, снятии и использовании плодородного слоя", совместно утвержденные Минприроды России и Роскомземом России, "Регламент на приемку земель, временно использованных при разведке, обустройстве и эксплуатации месторождений нефти и газа". Работают и несколько нормативных и законодательных актов, принятых в субъектах Федерации.
6. ГИГИЕНА ПОЧВЫ. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ОТХОДОВ [6, c.155]
Почва в городах и прочих населенных пунктах и их окрестностях уже давно отличается от природной, биологически ценной почвы, играющей важную роль в поддержании экологического равновесия. Почва в городах подвержена тем же вредным воздействиям, что и городской воздух и гидросфера, поэтому повсеместно происходит значительная ее деградация. Гигиене почвы не уделяется достаточного внимания, хотя ее значение как одного из основных компонентов биосферы (воздух, вода, почва) и биологического фактора окружающей среды еще более весомое, чем воды, поскольку количество последней (в первую очередь качество подземных вод) определяется состоянием почвы, и отделить эти факторы друг от друга невозможно. Почва обладает способностью биологического самоочищения: в почве происходит расщепление попавших в нее отходов н их минерализация; в конечном итоге почва компенсирует за их счет утраченные минеральные вещества.
Если в результате перегрузки почвы будет утерян любой из компонентов ее минерализирующей способности, это неизбежно приведет к нарушению механизма самоочищения и к полной деградации почвы. И, напротив, создание оптимальных условий для самоочищения почвы способствует сохранению экологического равновесия и условий для существования всех живых организмов, в том числе и человека.
Поэтому проблема обезвреживания отходов, оказывающих вредное биологическое действие, не сводится только к вопросу их вывоза; она является более сложной гигиенической проблемой, так как почва является связующим звеном между водой, воздухом и человеком.
6.1. Роль почвы в обмене веществ
Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осуществляется главным образом путем обмена веществ. Почва является как бы поставщиком минеральных веществ, необходимых для цикла обмена веществ, для роста растений, потребляемых человеком и травоядными животными, съедаемыми в свою очередь человеком и плотоядными животными. Таким образом, почва обеспечивает пищей многих представителей растительного и животного мира.
Следовательно, ухудшение качества почвы, понижение ее биологической ценности, способности к самоочищению вызывает биологическую цепную реакцию, которая в случае продолжительного вредного воздействия может привести к самым различным расстройствам здоровья у населения. Более того, в случае замедления процессов минерализации образующиеся при распаде веществ нитраты, азот, фосфор, калий и т. д. могут попадать в используемые для питьевых нужд подземные воды и явиться причиной серьезных заболеваний (например, нитраты могут вызвать метгемоглобинемию, в первую очередь у детой грудного возраста).
Потребление воды из бедной йодом почвы может стать причиной эндемического зоба и т. д.
6.2. Экологическая взаимосвязь между почвой и водой и жидкими отходами (сточными водами)
Человек добывает из почвы воду, необходимую для поддержания процессов обмена веществ и самой жизни. Качество воды зависит от состояния почвы; оно всегда отражает биологическое состояние данной почвы.
Это в особенности относится к подземным водам, биологическая ценность которых существенно определяется свойствами грунтов и почвы, способностью к самоочищению последней, ее фильтрационной способностью, составом ее макрофлоры, микрофауны и т. д.
Прямое влияние почвы на поверхностные воды уже менее значительно, оно связано главным образом с выпадением осадков. Например, после обильных дождей из почвы смываются в открытые водоемы (реки, озера) различные загрязняющие вещества, в том числе искусственные удобрения (азотные, фосфатные) , пестициды, гербициды, в районах карстовых, трещиноватых отложений загрязняющие вещества могут проникнуть через щели в глубоко расположенные подземные воды.
Несоответствующая очистка сточных вод также может стать причиной вредного биологического действия на почву и в конечном итоге привести к ее деградации. Поэтому охрана почвы в населенных пунктах представляет одно из основных требований охраны окружающей среды в целом.
6.3. Пределы нагрузки почвы твердыми отходами (бытовой и уличный мусор, промышленные отходы, сухой ил, остающийся после осаждения сточных вод, радиоактивные вещества и т. д.)
Проблема осложняется тем, что в результате образования все большего количества твердых отходов в городах почва в их окрестностях подвергается все более значительным нагрузкам (табл. 4). Свойства и состав почвы ухудшаются все более быстрыми темпами.
Из произведенных в США 64,3 млн. т бумаги 49,1 млн. т попадает в отходы (из этого количества 26 млн. т «поставляет» домашнее хозяйство, а 23,1 млн. т — торговая сеть).
В связи с изложенным удаление и окончательное обезвреживание твердых отходов представляет весьма существенную, более трудно осуществимую гигиеническую проблему в условиях усиливающейся урбанизации.
Окончательное обезвреживание твердых отходов в загрязненной почве представляется возможным. Однако ввиду постоянно ухудшающейся способности к самоочищению городской почвы окончательное обезвреживание отходов, закапываемых в землю, невозможно.
Человек мог бы с успехом воспользоваться для обезвреживания твердых отходов биохимическими процессами, происходящими в почве, ее обезвреживающей и обеззараживающей способностью, однако городская почва в результате многовекового проживания в городах человека и его деятельности уже давно стала непригодной для этой цели.
Механизмы самоочищения, минерализации, происходящие в почве, роль участвующих в них бактерий и энзимов, а также промежуточные и конечные продукты распада веществ хорошо известны. В настоящее время исследования направлены на выявление факторов, обеспечивающих биологическое равновесие природной почвы, а также на выяснение вопроса, какое количество твердых отходов (и какой их состав) может привести к нарушению биологического равновесия почвы.
Таблица 4 Количество бытовых отходов (мусора) из расчета на одного жителя некоторых крупных городов мира
|Страна |Город |Количество | | | |отходов от 1 | | | |жителя, г/сут. | |Венгрия |Будапешт |530—680 | |ФРГ |Гамбург |585 | | |Баден-Баден |585 | | |Франкфурт |1030 | | |Штутгарт |510 | |Дания |Гладсакс |650 | |Англия |Эдинбург |580 | |Нидерланды |Гронинген |680 | |Швейцария |Женева |590 | | |Цюрих |463 | | |Берн |450 | | |Базель |450 | |Люксембург |Эш |960 | |Бразилия |Рио-де-Жанейро |640 | |Индия |Бомбей |680 | | |Калькутта |1060 | |США |Калифорния |930 | | |Лос-Анджелес |1110 | |Франция |Париж |800 | | |Бельфорт |660 | | |Бордо |860 |
Необходимо отметить, что гигиеническое состояние почвы в городах в результате ее перегрузки быстро ухудшается, хотя способность почвы к самоочищению является основным гигиеническим требованием для сохранения биологического равновесия. Почва в городах уже не в состоянии справиться без помощи человека со своей задачей. Единственный выход из создавшегося положения — полное обезвреживание и уничтожение отходов в соответствии с гигиеническими требованиями.
Поэтому деятельность по строительству коммунальных сооружений должна быть направлена на сохранение природной способности почвы к самоочищению, а если эта ее способность стала уже неудовлетворительной, то надо восстановить ее искусственным путем.
Наиболее неблагоприятным является токсическое действие промышленных отходов — как жидких, так и твердых. В почву попадает все большее количество таких отходов, с которыми она не в состоянии справиться. Так, например, установлено загрязнение почвы мышьяком в окрестностях заводов по производству суперфосфатов (в радиусе 3 км). Как известно, некоторые пестициды, такие, как хлорорганические соединения, попавшие в почву, длительно не подвергаются распаду.
Подобным же образом обстоит дело и с некоторыми синтетическими упаковочными материалами (поливинилхлорид, полиэтилен и т. д.). Некоторые токсические соединения рано пли поздно попадают в подземные воды, в результате чего нарушается не только биологическое равновесие почвы, но ухудшается и качество подземных вод до такой степени, что их уже нельзя использовать в качестве питьевых.
Таблица 5
Процентное соотношение количества основных синтетических материалов, содержащихся в бытовых отходах (мусор)
|Название |Англия|ФРГ, |Англия |ФРГ | | |. 1969|1970 | | | | | | |1980 | |Полиолефин |54,5 |65,0 |65,0 |68,0 | |Полистирол |14,8 |18,5 |19,5 |18,0 | |Поливинилхлори|30,7* |16,5 |15,5 |14,0 | |д | | | | | |Всего . . . |100,0 |100,0 |100,0 |100,0 |
* Вместе с отходами прочих пластмасс, затвердевающих под действием тепла.
Проблема отходов возросла в наши дни еще и потому, что часть отходов, главным образом фекалии человека и животных используют для удобрения сельскохозяйственных угодий [в фекалиях содержится значительное количество азота —0.4— 0,5%, фосфора (Р20з) -0,2-0,6%, калия (К?0) -0,5-1,5%, углерода —5—15%]. Эта проблема города распространилась и на городские окрестности.
6.4. Роль почвы в распространении различных заболеваний
Почве принадлежит определенная роль в распространении инфекционных заболеваний. Об этом сообщали еще в прошлом веке Petterkoffer (1882) и Fodor (1875), осветившие главным образом роль почвы в распространении кишечных заболеваний: холеры, брюшного тифа, дизентерии и т. д. Они обратили внимание также на то обстоятельство, что некоторые бактерии и вирусы сохраняют в почве месяцами жизнеспособность и вирулентность. В последующем ряд авторов подтвердили их наблюдения, в особенности в отношении городской почвы. Так, например, возбудитель холеры сохраняет жизнеспособность и патогенность в подземных водах от 20 до 200 дней, возбудитель брюшного тифа в фекалиях — от 30 до 100 дней, возбудитель паратифа — от 30 до 60 дней. (С точки зрения распространения инфекционных болезней городская почва представляет значительно большую опасность, чем почва на полях, удобренная навозом.)
Для определения степени загрязнения почвы ряд авторов пользуются определением бактериального числа (кишечной палочки), как и при определении качества воды. Другие авторы считают целесообразным определять, кроме того, число термофильных бактерий, принимающих участие в процессе минерализации.
Распространению инфекционных болезней посредством почвы в значительной степени способствует полив земель сточными водами. При этом ухудшаются и минерализационные свойства почвы. Поэтому полив сточными водами должен осуществляться под постоянным строгим санитарным надзором и только вне городской территории.
6.5. Вредное действие основных типов загрязнителей (твердых и жидких отходов), приводящих к деградации почвы
6.5.1. Обезвреживание жидких отходов в почве
В ряде населенных пунктов, не имеющих канализации, некоторые отходы, в том числе и навоз, обезвреживают в почве.
Как известно, это наиболее простой способ обезвреживания. Однако он допустим лишь в том случае, если мы имеем дело с биологически полноценной почвой, сохранившей способность к самоочищению, что нехарактерно для городских почв. Если почва уже не обладает этими качествами, то для того, чтобы защитить ее от дальнейшей деградации, возникает необходимость в сложных технических сооружениях для обезвреживания жидких отходов.
В ряде мест отходы обезвреживают в компостных ямах. В техническом отношении это решение представляет собой сложную задачу. Кроме того, жидкие способны проникнуть в почве на довольно большие расстояния. Задача осложняется еще и тем, что в городских сточных водах содержится все большее количество токсических промышленных отходов, ухудшающих минерализационные свойства почвы еще в большей степени, чем человеческие и животные фекалии. Поэтому в компостные ямы допустимо спускать лишь сточные воды, подвергшиеся предварительно отстою. В противном случае нарушается фильтрационная способность почвы, затем почва утрачивает и остальные защитные свойства, постепенно происходит закупорка пор и т. д.
Применение человеческих фекалий для полива сельскохозяйственных полей представляет второй способ обезвреживания жидких отходов. Этот способ представляет собой двойную гигиеническую опасность: во-первых, он может привести к перегрузке почвы; во-вторых, эти отходы могут стать серьезным источником распространения инфекции. Поэтому фекалии необходимо предварительно обеззараживать и подвергать соответствующей обработке и лишь после этого использовать в качестве удобрения. Здесь сталкиваются две противоположные точки зрения. Согласно гигиеническим требованиям, фекалии подлежат почти полному уничтожению, а с точки зрения народного хозяйства они представляют ценное удобрение. Свежие фекалии нельзя использовать для полива огородов и полей без предварительного их обеззараживания. Если все же приходится пользоваться свежими фекалиями, то они требуют такой степени обезвреживания, что как удобрение они уже не представляют почти никакой ценности. Фекалии могут быть использованы в качество удобрения только на специально выделенных участках — при постоянном санитарно-гигиеническом контроле, в особенности за состоянием подземных вод, количеством, мух и т. д.
Требования к удалению и почвенному обезвреживанию фекалий животных в принципе не отличаются от требований, предъявляемых к обезвреживанию человеческих фекалий.
До недавнего времени навоз представлял в сельском хозяйстве существенный источник ценных питательных веществ, необходимых для повышения плодородия почвы. Однако в последние годы навоз утратил свое значение отчасти из-за механизации сельского хозяйства, отчасти из-за все более широкого применения искусственных удобрений.
При отсутствии соответствующей обработки и обезвреживания навоз также представляет опасность, как и необезвреженные фекалии человека. Поэтому навозу перед тем, как его вывезти на поля, дают созреть, чтобы за это время в нем (при температуре 60—70°С) могли произойти необходимые биотермические процессы. После этого навоз считается «зрелым» и освободившимся от большинства содержащихся в нем возбудителей болезней (бактерии, яйца глистов и т. д.).
Необходимо помнить, что хранилища навоза могут представлять идеальные места для размножения мух, способствующих распространению различных кишечных инфекций. Следует отметить, что мухи для размножения охотнее всего выбирают свиной навоз, затем конский, овечий и в последнюю очередь коровий. Перед вывозом навоза на поля его обязательно надо обработать инсектицидными средствами.
6.5.2. Обезвреживание в почве твердых отходов.
В наши дни количество твердых отходов повсеместно увеличивается с угрожающей быстротой. Размещение и обезвреживание твердых отходов в населенных пунктах представляет проблему капитального значения. Однако и в наши дни в большинстве мест пользуются самыми примитивными способами уничтожения отбросов, ни применяя почти никаких, технических сооружении, а рассчитывая только на минерализационную способность почвы.
Жизненно важным вопросом является поиск наиболее эффективных способов уничтожения твердых отходов. Проблема осложняется тем, что значительную часть городской территории с твердым покрытием (дороги, улицы, тротуары) невозможно использовать для закапывания отходов.
Обработка твердых отходов состоит из: сбора, вывоза мусора и его обезвреживания.
6.5.2.1. Сбор и вывоз мусора.
Бытовой мусор в квартирах наиболее целесообразно собирать в педальное пластмассовое ведро с крышкой. Затем мусор помещают в специальные контейнеры (баки) во дворе или его предварительно сбрасывают в мусоропровод. Последний способ является более удобным для жильцов, а также и более гигиеничным, так как не нужно оставлять мусор в квартире до его выноса в контейнер. Недостатком мусоропровода является то, что его трудно содержать в чистоте. Особенно удачным является сочетание мусоропровода с печью для сжигания мусора, расположенной в подвальном помещении.
Для обезвреживания бытовых отходов наиболее целесообразно применение размалывающего устройства, соединенного с раковиной (мойкой) на кухне. Размельченные отходы попадают прямо в канализацию. Однако этот способ имеет ряд недостатков. Например, пока не разрешена проблема удаления из закрытой канализационной сети измельченных бытовых отходов. Сама техника размельчения отходов отличается рядом недостатков. Поэтому в США, где этот способ получил широкое распространение, часто возникают заторы в канализационной сети.
С точки зрения гигиены этот метод заслуживает внимания, потому что, с одной стороны, кухонные отходы не представляют перегрузки для почвы, в которую в конечном итоге попадают, с другой стороны, метод экономичен, так как транспортировка отходов становится излишней и не нужно отводить земельные участки под свалки.
Большие, многоквартирные жилые дома, крупные учреждения и предприятия, в которых имеется мусоропровод, но нет печи для сжигания мусора, целесообразно снабжать контейнерами большой емкости (500—3000 л). Контейнеры доставляются на специальных машинах с подъемным краном на свалку или на мусоросжигательный завод. Недостаток использования контейнеров состоит в том, что мусор в них нельзя уплотнить. Вблизи больших жилых домов необходимо оборудовать специальные площадки для контейнеров.
В некоторых местах, где мусор не вывозится регулярно, вынуждены строить закрытые «домики» из бетона для сбора и временного хранения мусора. Эти «домики» должны находиться на расстоянии не менее 20 м от жилых зданий, и к ним должна быть обеспечена подъездная дорога для мусоровозов. Двери «домиков» должны быть постоянно закрытыми, чтобы они не превращались в место для размножения мух и не распространяли вокруг себя запах.
Одной из важных задач является содержание городских улиц в чистоте. Сбор и транспортировка уличного мусора, уборка мостовых специальными машинами, мытье и поливка улиц, достаточное количество урн для мусора в наиболее оживленных частях города (на остановках городского транспорта, в парках и скверах), уборка снега зимой и соответствующий уход за мостовыми и тротуарами в период гололедицы (использование песка или соли) представляют собой наиболее важные компоненты этой задачи.
В уличном мусоре могут содержаться патогенные микроорганизмы, в том числе возбудители туберкулеза, столбняка, сибирской язвы, различные патогенные кокки и т. д. Наконец, скользкие улицы могут явиться причиной тяжелых несчастных случаев (вследствие травматизма).
Контейнеры с мусором вывозят на специально оборудованных мусоровозах, в которых мусор уплотняется. В последнее время широкое распространение получил сбор мусора в пластмассовых или бумажных мешках. Этот способ сбора мусора более гигиеничен, чем сбор в контейнеры, так как при транспортировке мешков не образуется пыль и возможно сортировка отходов (на сгораемые — несгораемые вещества, синтетические материалы и т. д.).
6.5.2.2. Окончательное удаление и обезвреживание твердых отходов.
Наиболее распространенным способом удаления твердых отходов является заполнение ими оврагов и карьеров (например, на территории бывших кирпичных заводов). В последующем на этих земельных участках разбивают городские парки, строят жилые дома и т. д.
Наиболее простой вариант этого способа представляют открытые городские свалки. Этот вариант является в санитарно-гигиеническом отношении неудовлетворительным (загрязняются почва и подземные воды, на свалках размножаются мухи, крысы и т. д.). Поэтому размещение отходов на открытых свалках надо считать лишь вынужденным решением проблемы, свалка должна располагаться на расстояние не менее 1 км от застроенной части города.
Улучшенным в гигиеническом отношении вариантом можно считать принятый в США так называемый «Sanitary land fill» — способ, получивший в последующем распространение и в других странах мира. Доставленный мусор сваливают в вырытые заранее канавы, затем его уплотняют (трамбуют) и засыпают слоем земли толщиной 70—80 см.
Однако и этот улучшенный вариант окончательного удаления и обезвреживания отходов имеет определенные недостатки. Прежде всего с каждым годом увеличивается количество твердых отходов, так что для удаления мусора с каждым годом требуются все большие территории.
С гигиенической точки зрения последний способ обработки мусора можно считать удовлетворительным. В случае необходимости им можно пользоваться и на застроенной городской территории. Преимущество способа состоит в том, что его можно применить в любой местности, кроме того, за счет заполнения отходами оврагов и ям восстановленные земельные участки могут быть использованы для различных целей. Недостатком его является необходимость довольно больших территорий, а обезвреживание отходов все же неполное. Кроме того, нельзя использовать органические вещества, необходимые сельскому хозяйству.
Сжигание мусора с гигиенической точки зрения является наиболее приемлемым, поэтому оно получило широкое распространение во всем мире. Существенно улучшился и процесс сжигания; с каждым годом строятся все более совершенные печи для сжигания мусора.
Первые мусоросжигательные заводы с их невысокими трубами сильно загрязняли воздух, в который попадало значительное количество пыли и пепла (до13мг/м3). Современные мусоросжигательные заводы оснащены специальным оборудованием, пригодным для сжигания не только обычных отходов, но и отходов поливинилхлорида и прочих синтетических материалов (пластмасс). Трубы новых заводов более высокие и оснащены электрическими пылеулавливающими фильтрами. Такие заводы можно размещать и на застроенной городской территории. Этот способ обезвреживания отходов позволяет сократить расходы на транспортировку отходов и дает значительный экономический эффект.
Недостатком этого способа является то, что строительство современных мусоросжигательных заводов связано со значительными капиталовложениями. Кроме того, эксплуатационные расходы также довольно высоки. Деятельность мусоросжигательных заводов экономична лишь в крупных городах с плотной застройкой (с населением не менее 400—600 тыс.). В таких городах нет условий для обезвреживания отходов другими способами и сжигание отходов является единственным приемлемым способом.
Местные установки для сжигания мусора оправданы на предприятиях, выпускающих пластмассовые изделия, в учреждениях, где отходы инфицированы и подлежат сжиганию на месте (больницы, некоторые научно-исследовательские учреждения и т. д.).
6.6. Удаление радиоактивных отходов.
Любой вид радиоактивных отходов подлежит особой обработке и обезвреживанию. В мирное время радиоактивные отходы образуются лишь на предприятиях, вырабатывающих радиоактивные вещества и использующих их в своей работе (атомные реакторы, обслуживающие их предприятия и т.д.). Небольшое количество радиоактивных отходов образуется в лабораториях радиоактивных изотопов некоторых научно-исследовательских учреждений, в лечебных учреждениях (радиотерапевтические отделения, лаборатории радиоактивных изотопов и т. д.), а также на некоторых промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, работающих с радиоактивными веществами.
Поскольку радиоактивные вещества ионизируют то, с чем соприкасаются, в том числе и организм человека, их практически невозможно устранить, и в силу своего кумулирующего действия они намного более опасны, чем обычные отходы.
В настоящее время существуют два способа удаления радиоактивных отходов: радиоактивные вещества, обладающие невысокой активностью, многократно разбавляют и выбрасывают в окружающую среду (например, сточные воды, загрязненные низкоактивными веществами с коротким периодом полураспада, спускают в канализационную сеть; газообразные радиоактивные вещества выпускают через высокие трубы в воздух и т. д.). Для обезвреживания высокоактивных радиоизотопных отходов с длительным периодом полураспада этот способ уже не годится. Эти радиоактивные вещества сначала концентрируют, затем помещают в специальные хранилища. При этом необходимо позаботиться, чтобы радиоактивные отходы не просачивались в окружающую среду (в почву, поверхностные водоемы, воздух и т.д.). Радиоактивные отходы хранят в погруженных в землю специальных емкостях (контейнеры) или в глубоких железобетонных колодцах (шахты). Поскольку почву и подземные воды необходимо максимально защитить от радиоактивного загрязнения, стенки колодца должны быть абсолютно герметичными. Несмотря на все принятые меры предосторожности, надо постоянно осуществлять радиоактивный контроль за почвой и подземными водами. Существуют нормативы, четко определяющие допустимые дозы радиоактивных отходов, спускаемых в канализацию.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе были получены довольно подробные сведения о многих видах загрязнения почвы. Рассмотрены их негативные воздействия на почву, а также зоны нашей страны, подверженные загрязнению. Получены также данные по мелиоративным мероприятиям, по орошению и осушению почв. Мы выяснили, что при неумеренном орошении и высоком уровне грунтовых вод появляется опасность вторичного засоления почвы.
Что касается видов загрязнения, мы узнали, как обстоит дело с кислотными дождями в России, и как они образуются (из чего и какими реакциями); какие места могут подвергнуться эрозии и подвергаются загрязнению нефтепродуктами и какие области России нужно защищать от них.
Из области сельского хозяйства были рассмотрены предельно допустимые концентрации удобрений, а также вред от злоупотребления ими. Получены данные по различным видам пестицидов и вредным последствиям после их использования.
Что касается твердых, жидких и радиоактивных отходов, были представлены возможные способы их утилизации.
Выяснено также, что почва играет определенную роль в распространении различных заболеваний. Некоторые бактерии сохраняются в почве долгое время.
Полученная информация дает читателю разнообразные сведения о почве и о процессах, происходящих на ее поверхности. Если мы хотим содержать нашу почву в порядке, нужно соблюдать хотя бы элементарные мероприятия по ее очистке.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Разумихин Н.В. Реализация продовольственной программы СССР и охрана окружающей среды, 1986.
2. Ленин В.И. Полное собрание сочинений, т. 42, с. 150.
3. Маркс К., Энгельс Ф. Полн. собр. соч., т. 23, с.191.
4. "ХХ век: последние 10 лет". Москва: А/О Издательская группа "Прогресс", 1992.
5. "Химия и общество". Москва: Мир, 1995.
6. Бакач Тибор. Охрана окружающей среды, 1980.
7. “Экология и жизнь”. Весна 1(9) 1999.