Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE \* MERGEFORMAT 1
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Кафедра екології
харчових продуктів
і виробництв
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
з курсу
“ЕКОЛОГІЯ ЗА ПРОФЕСІЙНИМ СПРЯМУВАННЯМ“
для студентів напряму підготовки 6.050702
денної і заочної форм навчання
ЗАТВЕРДЖЕННО
Методичною радою
ОНАХТ
Протокол № ____
від «___»_________ 201_р.
Одеса ОНАХТ 2012
Методичні вказівки до лекцій з курсу “Екологія за професійним спрямуванням” для студентів напряму підготовки 6.050702 / Укл. Р. І. Шевченко - Одеса ОНАХТ , 2011. – 44 с.
Укладач Р.І. Шевченко, канд. техн. наук, доцент
Відповідальна за випуск
завідувач кафедри екології
харчових продуктів і виробництв
Г.В. Крусір, д-р техн. наук, доцент
ЗМІСТ
ВСТУП………………………………………………………………………..4
Лекція 1. Основні поняття і закони екології…………………………...5
1.Екологія як наука ……………………………………………..………..…5
2. Структура сучасної екології ………………………………..…………...6
3. Основні закони екології ……………………………………………........7
4. Екологічна криза………………………………………………………….8
Лекція 2 . Техносфера планети Земля.....................................................9
1. Функціонування техносфери, взаємозв’язок промислового
підприємства з навколишнім середовищем………………………….…9
2. Принципи наукового природокористування…………..……………...11
3. Антропогенні та техногенні процеси в біосфері. Поняття про ноосферу……………………………………………………..……………...12
Лекція 3. Джерела та масштаби забруднення атмосфери,
гідросфери та літосфери...........................................................................13
1. Джерела викидів на промислових підприємствах …..…………….....13
2. Контроль і нормування забруднень атмосферного повітря, наслі-
дки негативного впливу на атмосферу зміни її характеристик…….19
3. Джерела і обсяги водопостачання. Якість і кругообіг води. ………...20
4. Джерела забруднення гідросфери, стічні води. …………………….....21
5. Особливості накопичення твердих відходів. Класифікація
відходів…………………………………………………………………..….24
Лекція 4-5. Інженерний захист навколишнього середовища….…..25
1. Методи і засоби очищення газо- та пилових відходів.
Класифікація ГОУ (газоочисних установок). ……………………………25
2. Методи і споруди очищення промислових стічних вод. …….……….31
Лекція 6. Екологізація економіки і перехід до сталого розвитку…..35
1. Концепція стратегії національної екологічної політики України……36
2. Аналіз попередніх досліджень екологізації в Україні………………..38
3. Здобутки екологізації економіки та розвиток цього напрямку………38
Рекомендована література…………………………………………….......43
ВСТУП
Дані методичні вказівки містять лекції з курсу «Екологія за професійним спрямуванням». Зазначено рекомендовані літературні джерела і інформаційні ресурси.
Дисципліна «Екологія за професійним спрямуванням» є дисципліною загальноосвітнього циклу, який формує екологічний світогляд бакалавра і фахівця харчової промисловості. Студенти повинні розуміти важливість збереження якості навколишнього середовища для сьогоднішнього і майбутнього поколінь людей, усвідомлювати нерозривність проблем розвитку науки і техніки, і збереження навколишнього середовища за умови раціонального використання природних ресурсів.
Дисципліна «Екологія за професійним спрямуванням» ґрунтується на знаннях, отриманих при вивченні дисципліни «Фізика», «Неорганічна хімія», «Органічна хімія», «Аналітична хімія», «Гідравліка», «Вентиляція».
Метою вивчення дисципліни є здобуття необхідних знань в галузі охорони навколишнього середовища для наступної роботи на промислових підприємствах і наукових організаціях.
Основні завдання вивчення дисципліни:
знайомство з основними поняттями екології, вченням В. І. Вернадського про біосферу; основними нормативами природоохоронних документів; розкриття фізичної сутності і механізму кругообігу речовин у біосфері; освоєння санітарно-гігієнічних аспектів стану компонентів біосфери (атмосфери, гідросфери, літосфери); ознайомлення з принципами раціонального природокористування.
У результаті вивчення дисципліни студента повинні: знати основні положення екології, які формують екологічне і природоохоронне мислення, розуміння того, що природа - організована відповідно до законів фізики, хімії і біології система - біосфера, що складається з підсистем – біогеоценозів, усі компоненти яких тісно взаємозалежні; основні санітарно - гігієнічні показаники забруднення біосфери; джерела і види забруднення атмосферного повітря, гідросфери, літосферу.
Лекція №1. Основні поняття і закони екології
1.Екологія як наука
2. Структура сучасної екології
3. Основні закони екології
4. Екологічна криза
Термін екологія був спочатку запропонований німецьким ученим Геккелем (Haeckel) в 1869 р. і був складений відповідно до традиції того часу з 2-х грецьких слів: - oikos - будинок, певне місце; - logos - учення.
Проте в XIX столітті термін практично не використовувався. І лише в самому кінці століття - в 1895р. Вармінг (Warming) - учений з Данії, повторно ввів термін "екологія" в ужиток. Геккель розумів під екологією науку про взаємини живих організмів і довкілля, що в широкому розумінні і є місцем проживання всього живого на Землі.
За класичним визначенням, екологія - це розділ біології, що вивчає взаємодію біосистем різних рівнів організації з довкіллям.
Останнім часом екологія виділилася в самостійну науку, яка розглядає комплекс взаємин живих організмів в їх природному місці існування з врахуванням впливу на них людської діяльності, тобто зроблений акцент на роль людини.
Екологія, як і будь-яка наука, характеризується наявністю власного об'єкта, предмета, завдань і методів (об'єкт – це частина навколишнього світу, яка вивчається даною наукою; предмет науки – це найбільш головні істотні сторони її об'єкта).
Об'єктом екології є біологічні системи надорганізменного рівня: популяції, співтовариства, екосистеми (Ю. Одум, 1986
Предметом екології є взаємини організмів і надорганізменних систем з оточуючим їх органічним і неорганічним середовищем.
З предмета екології витікає і безліч завдань, що стоять перед сучасною екологією:
– вивчення структури просторово-часових об'єднань організмів (популяцій, співтовариств, екосистем, біосфери);
– вивчення кругообігу речовин і потоків енергії в надорганізменних системах;
–вивчення закономірностей функціонування екосистем і біосфери в цілому;
– вивчення реакції надорганізменних систем на дію всіляких екологічних чинників;
– моделювання біологічних явищ для екологічного прогнозування;
– створення теоретичної основи охорони природи;
– наукове обгрунтування виробничих та соціально-економічних програм.
При вивченні надорганізменних систем екологія використовує всю різноманітність методів як біологічних, так і небіологічних наук. Проте специфічним методом екології є кількісний аналіз структури і функціонування надорганізменних систем. Сучасна екологія – це один з найбільш точних, найбільш математизованих розділів біології.
Структура сучасної екології: екологія ділиться на фундаментальну і прикладну.
Фундаментальна екологія вивчає найбільш загальні екологічні закономірності, а прикладна – використовує отримані знання для забезпечення стійкого розвитку суспільства. Основу екології складає біоекологія як розділ загальної біології. Врятувати людину – це, перш за все, зберегти природу. І тут лише біологи можуть навести необхідні аргументи, що доводять правомірність висловленої тези.
Біоекологія тісно пов'язана з ландшафтною екологією, наприклад:
– екологією водних ландшафтів (гідробіологією) – океанів, річок, озер, водосховищ, каналів;
– екологією наземних ландшафтів – лісів, степів, пустель, високогорій.
Окремо виділяються розділи фундаментальної екології, пов'язані з існуванням і діяльністю людини:
– екологія людини – вивчає людину як біологічний вид, вступаючий у всілякі екологічні взаємодії;
– соціальна екологія – вивчає взаємодію суспільства та довкілля;
– глобальна екологія – вивчає найбільш масштабні проблеми екології людини і соціальної екології.
Прикладна екологія включає: промислову екологію, сільськогосподарську екологію, екологію міста (населених пунктів), медичну екологію, екологію адміністративних районів, екологічне право, екологію катастроф і багато інших розділів. Прикладна екологія тісно пов'язана з охороною природи і довкілля.
Екологічні знання повинні служити основою раціонального природокористування. На їх основі базується створення і розвиток мережі територій, що охороняються: заказників, заповідників і національних парків, а також охорона окремих пам'ятників природи. Раціональне використання природних ресурсів є основою стійкого розвитку людства.
Як і будь-яка наука, екологія виявляє закономірності протікання процесів, що вивчаються, і формулює їх у вигляді коротких логічних і перевірених практикою положень–законів.
Основні закони екології:
Закон незамінності біосфери: біосфера - це єдина система, що забезпечує стійкість місця існування при будь-яких виникаючих збуреннях. Немає жодних підстав сподіватися на побудову штучних співтовариств, що забезпечують стабілізацію довкілля в такому ж ступені, що і природні співтовариства.
Закон біогенної міграції атомів (В.І.Вернадського): міграція хімічних елементів на земній поверхні і в біосфері в цілому здійснюється при безпосередній участі живої речовини -- біогенної міграції.
Закон физико-хімічної єдності живої речовини: загальнобіосферний закон - жива речовина фізико-хімічно єдина; при всьому різноманітті живих організмів вони настільки фізико-хімічно схожі, що шкідливе для одних не байдуже для інших (наприклад, забрудники).
Принцип Реді: живе походить лише від живого, між живою і неживою речовиною існує непрохідний кордон, хоча і є постійна взаємодія.
Закон єдності «організм - середовище»: життя розвивається в результаті постійного обміну речовиною і інформацією на базі потоку енергії в сукупній єдності середовища і організмів, що населяють її.
Закон однонаправленості потоку енергії: енергія, що отримується співтовариством і засвоюється продуцентами, розсіюється або разом з їх біомасою передається консументам, а потім редуцентам з падінням потоку на кожному трофічному рівні; оскільки в зворотний потік (від редуцентів до продуцентів) надходить мізерна кількість спочатку залученої енергії (максимум 0,35%) говорити про «кругообіг енергії» не можна; існує лише кругообіг речовин, підтриманий потоком енергії.
Закон незворотності еволюції Л. Долло: організм (популяція, вид) не може повернутися до колишнього стану, вже здійсненого у ряді його предків, навіть повернувшись в середовище їх проживання.
Закон (правило) 10 відсотків Р. Ліндемана: середньомаксимальний перехід з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший 10% енергій (або речовини в енергетичному виразі), як правило, не веде до несприятливих наслідків для екосистеми і трофічного рівня, що втрачає енергію.
Закон толерантності ( Шелфорда): лімітуючим чинником процвітання організму (вигляду) може бути як мінімум, так і максимум екологічної дії, діапазон між якими визначає величину витривалості (толерантності) організму до даного чинника.
Закон оптимуму: будь-який екологічний чинник має певні межі позитивного впливу на живі організми· Закон оптимуму: будь-який екологічний фактор має визначені межі позитивного впливу на живі організми.
Закон обмежуючого чинника (закон мінімуму Ю. Лібіха): найбільш значний той чинник, який більше всього відхиляється від оптимальних для організму значень; від нього залежить в даний момент виживання особин; речовиною, присутньою в мінімумі, управляється зростання.
Закон (принцип) виключення Гаузе: два види не можуть існувати в одній і тій же місцевості, якщо їх екологічні потреби ідентичні, тобто якщо вони займають одну і ту ж екологічну нішу.
«Закони» екології Б. Коммонера: 1) все пов'язано зі всім; 2) все повинно кудись діватися; 3) природа «знає» краще; 4) ніщо не дається дарма.
Масштаби екологічної кризи, її наслідки. Причини виникнення екологічної кризи і шляхи її розв’язання. Проблеми промисловості , транспорту, енергетики, землекористування.
Природа – цілісна система з великою кількістю збалансованих зв’язків. Порушення їх приводить до змін у природі, кругообігу речовин і енергії. Саме це й почало відбуватися в другій половині XX століття. В умовах науково-технічного прогресу людина одержала могутню зброю впливу на природу, за допомогою якго їй вдалось втягнути в процес виробництва майже всю приповерхневу оболонку планети і вийти в космос. Ми вторглися в мікро-і макросвіт, в найтонкіші зв’язки і механізми біосфери. Але вторгаючись в них, людина викликає негативні зміни в природі.
Екологічні диспропорції , різні порушення почались давно, ще на зорі розвитку людства. В епоху землеробства люди почали викорчовувати ліси, щоб отримати орну землю. Це поклало початок виникнення багатьох пустель, тому що зникли з лісами центри накопичення вологи. З віками це все прийняло незворотний характер. Особливо швидко негативні явища почали виявлятися у другій половині ХХ століття після другої світової війни. Людина і науково-технічний прогрес так наступили на природу, що вступили з нею в протиріччя і в повній мірі виявилась екологічна криза.
Екологічна криза – це напружений стан взаємовідносин між людством і природою, який характеризується невідповідністю розвитку виробничих сил і виробничих відносин в суспільстві ресурсно – економічним можливостям біосфери.
Причини екологічної кризи: - всесвітнє озброєння;
- швидке зростання населення (за ХХ століття з 1,5 до 6 млрд чоловік);
- урбанізація; - швидкий ріст населення міст, утворення мегаполісів;
- зростання об’ємів промислової продукції;
- зростання електроспоживання; - зростання видобутку мінеральних копалень;
- зростання кількості відходів при виплавлюванні металів;
- збільшення виробництва штучних полімерних матеріалів;
- зростання використання мінеральних добрив і ядохімікатів;
- зростання кількості експлуатованих автомобілів;
- закислення ґрунтів, водойм; - забруднення гідросфери нафтою та нафтопродуктами; - скидання стічних вод в річки, які проходять крізь території інших країн; - трансграничне перенесення викидів в атмосфері; - парниковий ефект; - руйнування озонового шару; - зникнення рідкісних рослин і тварин; - теплові і радіаційні забруднення атмосфери та інше.
Можливі шляхи виходу з екологічної кризи:
Питання для самоперевірки:
Література: [1 – 5].
Лекція 2. Техносфера планети Земля
1. Функціонування техносфери, взаємозв’язок промислового підприємства з навколишнім середовищем.
2. Принципи наукового природокористування.
3. Антропогенні та техногенні процеси в біосфері. Поняття про ноосферу.
Охорона довкілля і раціональне використання природних ресурсів – одна з самих актуальних і глобальних проблем сучасності. Протиріччя масштабів між техногенною діяльністю людини і природою торкаються самих основ існування цивілізації. Забруднюється атмосферне повітря неорганічними і органічними речовинами, які впливають на стан здоров’я людини. Забруднюються ріки, озера, моря і з ними морепродукти, такі необхідні для збалансованого харчування людини. Погіршується якість питної води. Забруднюються ґрунти і продукти харчування, які на них ростуть. Виснажуються надра. Несприятливий вплив на життєву діяльність людини призводить шум, вібрація, інфразвуки, електромагнітні поля і іонізуючі випромінювання. Це становить вплив довкілля на людину. З іншого боку всі ці види забруднень в навколишнє середовище вносить сама людина, тобто має місце як антропогенне, так і техногенне забруднення довкілля.
Із середини ХХ століття, з розвитком природоохоронного мислення, коли людина з екологічних і соціальних позицій усвідомила наслідки свого впливу на природне середовище, змінилося саме поняття охорони природи і розділилося на наступні поняття.
Захист природи (ЗП) – заходи щодо попередження втрат, які можуть бути нанесені об’єкту живої природи і неживої небажаним впливом людини чи стихійними процесами (цунамі, селі, землетруси, тайфуни, зсуви і т.д.)
Охорона природи (ОП) – система заходів, спрямована на раціональне використання, збереження і відновлення природних ресурсів і попередження негативного впливу суспільства на природу.
Охорона навколишнього середовища (ОНС) – система державних і суспільних заходів, забезпечуючих збереження природного середовища, придатного для життєдіяльності нинішнього і майбутнього поколінь.
Охорона біосфери (ОБ) – система заходів на національному і міжнародному рівнях, спрямованих на усунення небажаного техногенного чи стихійного впливу на функціонально взаємозалежні блоки біосфери (атмосферу, гідросферу, літосферу, ґрунт, вітасферу).
|
Електроенергія і теплопостачання |
|
Вода |
|
Сировина |
|
Сонячна радіація |
|
Повітря |
|
Промислове підприємство |
|
Енерговідходи |
|
Тепловідходи |
|
Продукція |
|
Електромагнітні поля і хвилі |
|
Шум. Вібрація. Інфразвук |
|
Скиди в гідросферу (стічні води) |
|
Світлові випромінювання |
|
Викиди в атмосферу |
|
Гази і пари |
|
Тверді відходи в літосфері |
|
Іонізуючі випромінювання |
|
Пил і аерозолі |
Рис. 1 – Схема взаємодії промислового підприємства з навколишнім середовищем
У 70-х роках ХХ століття з’явилося нове формулювання науки про охорону природи як науки про охорону біосфери – це комплекс наукових дисциплін, завданням яких є:
- аналіз і дослідження взаємодії суспільства і природи;
- вивчення причин і наслідків антропогенного технологічного і стихійного впливу на екосистеми біосфери;
- розробка конструктивних заходів їхньої охорони і способів регулювання з метою забезпечення сприятливих умов для життя людини і нормального функціонування біосфери.
Природні екосистеми і біогеоценози складні за своїми структурно функціональними характеристиками. Тому при їхньому господарському використанні завжди слід прагнути до того, щоб по можливості не порушувати історично і біогеохімічно сформованих взаємозв’язків між їх компонентами і природним середовищем, підтримувати стійкість і потенційну здатність до саморегуляції цих природних утворень.
Усвідомивши ці поняття і положення, студенту необхідно усвідомити мету природоохоронних заходів, спрямованих на збереження існування екосистем, їх нормального, стійкого функціонування, тобто гомеостазу, а також на збереження екзистенційного потенціалу, тобто потенціалу функціонанування, існування. Екосистеми мають наступні межі такої екзистенції, які слід знати і враховувати при господарському впливі:
- межа антрополерантності - стійкості до небажаного антропогенного впливу, наприклад, ущільнення ґрунту, рекреаційного пресу, впливу пестицидів, шумового забруднення і т. д.;
- межа стохетолерантності, тобто стійкості проти негативного стихійного впливу, наприклад, дії на лісові екосистеми ураганних вітрів, сніжних лавин, блискавок і інших несприятливих явищ і процесів;
- межа здатності до регенерації, тобто здатності до відновлення природних шляхом;
- межа гемеостатичності – здатність до саморегуляції.
Крім перерахованих принципів збереження екосистем слід засвоїти і принцип природоохоронної діяльності, котрі являють собою наступні:
- вишукування нових, екологічно захищених джерел задоволення потреб суспільства (сировини, енергії, продовольства, освоєння нових земель, родючість ґрунтів, опріснення вод і т. д. );
- використання відходів виробництва і споживання ( очищення викидів, стічних вод, газів, створення замкнутих циклів виробництва і мало- і безвідхідних технологій, комплексне використання сировини);
-збереження динамічної рівноваги в природі, у її компонентах.
Таким чином, екологічно обґрунтоване рішення природокористування повинно полягати в досягненні максимально можливої біопродуктивності екосистеми і біогеоценозів, мінімальному порушенні їхньої здатності до саморегуляції, збільшенні їхньої стійкості проти негативного стихійного, антропогенного і техногенного впливу, підтримки їхньої здатності до самовідновлення.
Поступово,у міру розумового розвитку, виник новий етап розвитку біосфери – необіотичний ( з античних часів ). Поява нообіосфери обумовлена всебічним впливом на біосферу (рис. 2).
Рис.2 – Антропогенний вплив на різних етапах розвитку нообіосфери
Схема на рис. 2 характеризує антропогенний вплив на різних етапах розвитку нообіосфери. Важливо зрозуміти, що в останньому періоді еволюції (1945 – 2000 р. ) виникла якісно нова загроза планетарної соціоекосистеми в атомно-космічний етап її розвитку. Приблизно за 50 років глобально-екологічний вплив проявився більш масштабно, чим за весь історичний період розвитку суспільства. Це стало причиною розвитку нового техногенного етапу, який називають ноосферою.
Термін «ноосфера» ввів французький філософ Е.Ле-Руа (1927), який слухав лекції В.І. Вернадського в Сорбонні (Париж) і був прихильником його біогеохімічних концепцій щодо еволюції біосфери.
В.І. Вернадський вклав у цей термін не тільки біогеохімічне, але і соціальне поняття. Під ноосферою (сферою розуму) він розумів такого роду стан біосфери, у якому повинен проявитися розум і робота людини, яка направляється нею, як нова небувала на планеті геологічна сила. «Перед вченими, - писав В.І. Вернадський, - постануть у найближчому майбутньому небувалі для них завдання свідомого напрямку організованості ноосфери»
Питання для самоперевірки
1. Вплив промисловості на стан навколишнього середовища.
2. Межі екзистенції.
3. Ноосфера.
Література: [ 1 – 5 ]
Лекція 3. Джерела і масштаби забруднення атмосфери, гідросфери та літосфери
1. Джерела викидів на промислових підприємствах .
2. Контроль і нормування забруднень атмосферного повітря, наслідки негативного впливу на атмосферу зміни її характеристик.
3. Джерела і обсяги водопостачання. Якість і кругообіг води.
4. Джерела забруднення гідросфери, стічні води.
5. Особливості накопичення твердих відходів. Класифікація відходів.
Атмосферне повітря - один із основних компонентів в біосфері –необхідне усьому живому на Землі. Без повітря людина не може прожити більше 5 хвилин. Важлива не тільки наявність повітря для життя і здоров’я людей, стану біосфери , але і його якість.Забруднене повітря - джерело забруднення вод, суші, ґрунтів, погіршення здоров'я людей.
Атмосфера складається з 3-х основних шарів: тропосфери (до 8-18 км), стратосфери (до 50 км), іоносфери, яка має по вертикалі сотні кілометрів і переходить в космос. Іоносфера містить у собі мезосферу, термосферу й екзосферу. На висоті 22...25 км розташовується шар озону, який поглинає жорстке ультрафіолетове випромінювання Сонця.
Склад атмосферного повітря не завжди був таким, як зараз. До появи життя на Землі атмосфера її складалася з водяних парів, метану, аміаку й інших газів. Приблизно 1,8 млрд. років тому в результаті розвитку і життєдіяльності мікробів і рослин з появою фотосинтезу почалася еволюція атмосфери у бік збільшення в ній кисню. У результаті реакцій між аміаком і киснем утворилися азот і вода. Атмосфера очистилася і стала придатною для розвитку і життя біологічних організмів. Атмосферне повітря має наступний склад: азот (N2) - 78,09 %, (02) - 20,95 %, вуглекислий газ (С02) - 0,027 %, водень (Н2) - 0,009 %, а також присутні інертні гази (аргон, неон, криптон, ксенон) у незначних кількостях.
Атмосфера здійснює теплорегулюючі функції, захищає планету від згубних дій космічних випромінювань, виконує роль переносника вологи по Землі, проводить звук. Газова атмосферна оболонка - це "ковдра" Землі, яка охороняє її від надмірного остигання і нагрівання. Атмосфера захищає нас від "зоряних осколків", за винятком особливо великих метеоритів. Велике значення атмосфери й у розподілі світла. Повітря атмосфери розбиває сонячні промені на мільйони дрібних променів, розсіює їх і створює те рівномірне освітлення, до якого звикла людина.
Особлива роль належить так званому озоновому шару. Останній утворився з молекулярного кисню під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця. Озоносфера (озоновий екран) починається вже на висоті 16-18 км і доходить до 45-55 км, але найбільша щільність озону на висоті 22-25 км. Загальний вміст озону в цьому шарі невеликий: товщина наведеного (до нормального тиску) шару всього близько 2-5 мм.
Природний процес утворення і руйнування стратосферного озону порушується при наявності в стратосфері таких складових, як оксиди азоту, фтору, хлору, брому. Хлорфторметани (фреони), які виділяються при роботі холодильних установок, використовуються в аерозольних упакувках, а також як промислові розчинники, потрапляючи в стратосферу, під дією ультрафіолетового випромінювання розкладаються і виділяють вільний галоген, котрий відіграє роль каталізатора при руйнуванні озону. Відбувається цей процес за реакцією
CFCl3+hυ = CFC12 + Cl CFCl3 + hυ CFCl2 + Cl
(Фреон) (Фреон)
CF2C12+hυ = CF2C1+ Cl CF2Cl2+hυ CF2Cl + Cl
(Фреон) (Фреон)
Оксид хлору, що утворився, СlO може реагувати з атомарним киснем чи оксидом азоту, знову утворити атомарний хлор і приводить до ланцюгових реакцій розкладання озону. Руйнуванню озону може сприяти і NO, який виділяється при використанні мінеральних добрив і в інших викидах. Розкладання озону оксидом азоту йде за реакцією
NO+O3 = NO2+O2
NO2+O3 = NO3+O2
При одночасному надходженні фреонів і окислів азоту може виявлятися синергетний ефект розкладання озону:
ClO+O = Cl +O2
ClO+NO = Cl +NO2
Атомарний хлор, що звільнився, знову почне реагувати з озоном. Загальне зменшення вмісту озону в атмосфері може призвести до посилення проходження жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця до земної поверхні. Це може сприяти захворюванню людей, вплинути на якість сільськогосподарської продукції. Ці побоювання дуже серйозні. Повідомлення в періодичній пресі про небезпеку руйнування озонового шару не позбавлені основ і, як наслідок, багато урядів заборонили використання фреонів і аерозольних упаковок у своїх державах.
Атмосфера - це шлях проходження основних циклів круговороту речовин у біосфері. Цикли кисню, вуглецю, води, азоту обов'язково проходять атмосферну стадію. Повітряний басейн виступає в ролі гігантської ємності, де всі ці речовини накопичуються і, головне, розподіляються по земній кулі. Тим самим здійснюється регуляція швидкості й інтенсивності круговороту речовин у природі.
Забруднення атмосфери - присутність у повітрі різних газів, парів, дрібних частинок і рідких речовин, які негативно діють на живі організми, погіршують умови їхнього життя.
Усі джерела забруднення атмосфери поділяються на 3 основні категорії: природні, побутові і промислові. Основні групи виробництв - джерел промислових забруднень:
- промисловість - 87 %;
- транспорт - 13 % (у великих містах 60-80 %).
Загальний обсяг забруднень, включаючи гази, пари, пил і аерозолі, оцінюється величиною 2,5* 106т/рік. Основні промислові забруднювачі:
-ТЕЦ - 29%;
- чорна металургія - 24 %; . - кольорова - 10,5 %; . - нафтохімія -15,5 %; . - виробництво будматеріалів - 8,1 %; . - хімія - 1,3 %; . - легка, харчова - 0,5 % і т.д.
Загальна кількість автомашин у світі складає приблизно 1 мільярд. Спалюючи величезну кількість нафтопродуктів, вони наносять відчутну шкоду біосфері і здоров'ю людей. Автомобільні вихлопні гази - суміш приблизно 200 речовин. До того ж цей вид забруднення - лінійний, тому що шлейф вихлопних газів тягнеться за автомашиною якийсь час.
Основні забруднювачі, створені діяльністю людини: сполуки вуглецю - вуглекислий газ (С02) і окис вуглецю (CO); окис сірки - сірчаний (SO3) і сірчистий (SO2) ангідриди; окисли азоту; вуглеводні, фреони, сірководень, сажа, пил, гази. Усього основних забруднювачів атмосфери нараховується більше 100 тисяч.
В даний час вийшла велика кількість спеціальної літератури з переліками й описом згубного впливу різних шкідливих речовин, які попадають в атмосферу з промисловими викидами. Для тих, хто особливо цікавляться, можна порекомендувати довідник, складений Я.М. Грушко "Шкідливі органічні сполуки в промислових викидах в атмосферу" (Довідник. - JL: Хімія, 1987).
Речовини, що містяться в забрудненому повітрі, впливають на людину, на флору і фауну, на різного роду споруди, будинки, транспортні засоби, наносячи величезний економічний збиток. Найбільш отрутними для рослин, наприклад, є сірчистий газ, фтористий водень, озон, хлор, свинець, ртуть і інші. Установлено відчутне (у середньому 30 %) зниження врожайності сільськогосподарських культур на відстані в 2-3 км від джерела шкідливих викидів в атмосферу.
Сполуки сірки (SO2, SO3), потрапляючи у верхні шари атмосфери, з'єднуючись там з водяними парами, падають на сушу і водойми у вигляді кислотних дощів. Це викликає підвищення кислотності ґрунтів, знижує ефективність застосовуваних мінеральних добрив. Особливо страждають дерново- підзолисті і торф'яні ґрунти. З цієї причини прискорюється процес корозії металів, руйнування будинків, споруджень, пам'ятників історії і культури.
Один із самих масштабних і небезпечних проявів забруднення атмосфери великих міст і промислових центрів у багатьох країнах - смог. Так називають суміш туману і диму, наповнену небезпечними для живих організмів речовинами. Розрізняють вологий, фотохімічний і крижаний смоги.
Вологий смог викликається температурною інверсією, яка перешкоджає нормальній циркуляції повітря. При звичайних умовах температура повітря над повітряним басейном населеного пункту значно нижча тієї температури, що має повітря в навколоземному просторі. Тому, незважаючи на відсутність вітру, відбувається вентилювання повітряного басейну: тепле забруднене повітря з повітряного басейну, яке має меншу щільність, піднімається нагору, а чисте холодне повітря, яке має велику щільність, спрямовується вниз у повітряний басейн (рис.3).
Рис. 3 – Схема вентилювання повітряного басейну при температурній інверсії і відсутності вітру
При температурній інверсії повітря над повітряним басейном має більш високу температуру і, отже, меншу щільність. Тому ніщо не може змусити його опускатися вниз і вентилювати повітряний басейн. Внаслідок цього при відсутності вітру всі шкідливі речовини, що надходять у повітряний басейн від промислових підприємств, транспорту, теплогенеруючих установок (димарів, вихлопів автомобілів, технологічних і вентиляційних викидів) залишаються усередині повітряного басейну, хоча він нічим не відділений від навколишнього простору. Такий вид смогу властивий містам: Лондону, Нью-Йорку, Єревану, Кемерово, Алма-Ата, містам Кузбасу і Донбасу. У Лондоні в 1952 році за 5 днів смогу загинуло 5000 чоловік, а 10000 чоловік одержали важкі захворювання.
Інший вид смогу - фотохімічний (Лос-Анджелеського типу). Він утворюється в теплий час року в повітрі, сильно забрудненому промисловими і транспортними газами в результаті їхнього розкладання під дією сонячного випромінювання. На осонні із забруднених газів виділяється видимий компонент фотохімічного смогу - пероксилацетклнітрат. Такий вид смогу властивий містам Лос-Анджелесу, Токіо, Сіднею, Мехіко, Буенос-Айресу й ін. У СНД така небезпека може виникнути в містах Баку, Батумі.
Крижаний смог - це сполучення газоподібних забруднень, пилових частинок і кристаликів льоду, які виникають при замерзанні водяних крапель туману. Має місце в промислових містах за полярним колом.
Слід приділити особливу увагу вуглекислому газу (СО2), який надходить в атмосферу від різних джерел. Це і продукт дихання живих організмів і продукт спалювання горючих речовин, продукт розкладання органічних речовин. Атмосфера інтенсивно обмінюється СО зі Світовим океаном. Як показали дослідження, концентрація С02 в атмосфері з 1850 р. по 1978 р. збільшилася з 0,027 % до 0,033 % і продовжує рости. За прогнозом концентрація вуглекислого газу в атмосфері до 2005р. може скласти від 0,04 до 0,05 %, що може привести до підвищення середньої температури земної поверхні і нижніх шарів атмосфери на 1 °С і підняття рівня океану за рахунок розтавання полярних льодів на 1,5 м. Подібне явище зв'язане з так званим "парниковим ефектом", який полягає у властивості атмосфери пропускати сонячну радіацію, але затримувати земне випромінювання і тим самим сприяти акумуляції тепла Землі. Схематично явище парникового ефекту показане на рис. 4.
Рис. 4 – Явище парникового ефекту в атмосфері
Лише в так званих "вікнах прозорості" віддача тепла здійснюється майже безперешкодно (при відсутності хмарності). Найбільш важливе вікно прозорості розташоване в інтервалі довжин хвиль 7-14 мкм. Головний внесок у формування парникового ефекту вносять водяна пара, вуглекислий газ, метан і інші парникові гази, що містяться в атмосфері.
Розрахунки можливого потепління на Землі, тобто зміни клімату за рахунок збільшення концентрації СО2 з урахуванням зворотного зв'язку з вмістом вологи в атмосфері, який підвищується при потеплінні клімату показали, що цей ефект найбільш виражений у холодних полярних районах. Так, збільшення концентрації СО2 в атмосфері в два рази, наприклад до 2050 р. може привести до потепління поверхні на 5 °С. Найважливіші передбачувані наслідки підвищення температури - танення полярних льодів і айсбергів. Якщо це станеться, то рівень моря за 400 років підніметься більше ніж на 120 м, що буде мати катастрофічні наслідки для людини - у першу чергу затоплення більшої частини найбільш придатних для життя й оброблення земель.
Слід зазначити, що до парникового ефекту, хоча й у меншому ступені, може привести ріст концентрацій в атмосфері багатьох газових компонентів, присутніх у промислових викидах: оксидів азоту, сірки, метану, 4-фтористого і 4-хлористого вуглецю, фреонів і інших.
Основною причиною росту концентрації СО2 в атмосфері є спалювання викопного палива для виробництва енергії, тепла. Щорічно людство спалює таку кількість викопного палива, скільки його створювалося природою більше, ніж за мільйон років. Велику частину палива спалюють країни з холодним кліматом (СНД, Канада). У СНД 49 % усієї території суші займають вічно мерзлі грунти. В усьому світі в 1980 р. було спалено в перерахунку на умовне паливо 10 млрд.т., з них 2 млрд.т. - у СНД, при населенні, що складає 6,6 % населення Землі. Отже, у середньому на 1 чол. було спалено в 3 рази більше палива, чим у середньому на 1 чол. на Землі. Це безумовно приводить до істотного забруднення повітряного середовища продуктами згоряння, зокрема С02.
Розібравшись в джерелах і видах забруднення атмосферного повітря, студенту слід познайомитися з поняттям санітарно-гігієнічного нормування.
При оцінці небезпеки атмосферних забруднень враховуються наступні критерії шкідливості:
При встановленні і науковому обґрунтуванні ГДК шкідливих речовин в атмосферному повітрі використовують принцип лімітуючого показника, тобто нормування ведеться за найбільш чутливим показником, наприклад, запахом, світловою чутливістю очей, шкідливим впливом на організм людини чи на навколишнє середовище. Відомі ГДК для 1500 речовин і 33 комбінації атмосферних забруднень. Розрізняють ГДК забруднюючих речовин для атмосферного повітря і повітря виробничих приміщень. Останні називаються ГДК робочої зони - простору висотою 2 м над рівнем підлоги чи обслуговуючої площі, де знаходиться робоче місце. У додатках 3,4 наведені значення ГДК, вимірювані в мг/м3, деяких шкідливих речовин.
З таблиці видно, що ГДК р.з. більше, ніж в атмосферному повітрі. Це пояснюється як проживанням у населених пунктах дітей, старих, хворих, а також і зростаючою акумуляцією забруднень при цілодобовому впливі. З більш докладними даними щодо ГДК можна ознайомитися в документах:
1) СН 245-71 "Санітарні норми проектування промислових підприємств";
2) ДСТ 12.1.005.76 "Повітря робочої зони. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги".
У додатках слід звернути увагу на ГДК м..р. (максимально разова), установлену для попередження рефлекторних реакцій у людини при короткочасному (до 20 хв) впливі, а також на ГДК с.д. (середньодобова), яка не повинна робити шкідливого (загальтоксичного, канцерогенного, мутагенного і т.п.) впливу на організм людини протягом невизначено довгого цілодобового впливу.
При спільній присутності в повітрі декількох забруднюючих речовин, що володіють ефектом підсумовування, сума відносин фактичних концентрацій (CI; С2; ...Сn) до їх ГДК не повинна перевищувати одиниці, тобто:
С1/ГДК1+ С2/ГДК2+ С3/ГДК3+….+Сn/ГДКn≤1
Іншою найважливішою величиною, характеризуючою рівень забруднення атмосферного повітря, є гранично припустимий викид (ГДВ).
На відміну від ГДК, гранично припустимий викид (ГДВ) є нормативом. вимірюваним у часі і встановлюється для кожного джерела, тобто кількість шкідливих речовин, яку не дозволяється перевищувати при викиді в атмосферу за одиницю часу. ГДВ можна зменшити тільки шляхом поліпшення організації виробництва, зміни технології, удосконалення газоочистки і т.д. Величина ГДВ дозволяє оцінити конкретний внесок будь-якого підприємства в загальне забруднення повітря в регіоні. Як правило, на підприємствах проводиться інвентаризація всіх джерел викидів забруднень в атмосферу, для яких розробляються і затверджуються величини ГДВ.
Для старих діючих підприємств, враховуючи складність і високу вартість очищення викидів, установлюють тимчасово погоджені викиди (ТПВ). Установлюють також терміни, протягом яких ТПВ необхідно знизити до рівня ГДВ. Значення ТПВ передбачають щороку. Для заново споруджуваних і проектованих підприємств установлення ТПВ не допускається.
Передбачається ввести поняття гранично допустимих надходжень (ГДН) забруднюючих речовин як критерій допустимості впливу на живі організми, величини екологічного навантаження на систему в цілому.
На закінчення можна сказати, що всі граничні концентрації забруднень наближаються до деяких меж, які й звичайно називаються гранично допустимими екологічними концентраціями (ГДЕК), під якими розуміються концентрації шкідливих речовин, які не роблять шкідливих впливів на екологічні системи, тобто на сукупність живих організмів, середовище проживання і їхній взаємозв'язок.
Роль води в круговороті речовин у природі і житті людини. Водяні ресурси і їхнє значення. Проблема дефіциту прісної води, її причини. Джерела забруднення поверхневих водойм і підземних вод. Забруднення морів і океанів. Нормування гранично припустимих концентрацій шкідливих речовин. Критерії якості води, використовуваної для потреб населення і рибного господарства. Самоочищення водойм. Охорона вод і контроль за рівнем забруднення водойм.
Гідросфера — водяна оболонка Землі, одна з найважливіших складових біосфери - сукупність океанів, морів, озер, рік, льодовикових утворень, підземних і атмосферних вод. Вода - сама розповсюджене в біосфері речовина. Загальна площа океанів і морів у 2,5 рази перевищує територію суші.
Одним із проявів гідросфери є вологооборот. Він відіграє важливу роль у створенні умов життя в біосфері. У воді протікає значна частина хімічних реакцій, це головний транспортний шлях перерозподілу хімічних елементів між біогеоценозами. Вода - головний фактор, визначаючий клімат на поверхні Землі. Вода - своєрідний мінерал, який забезпечує існування живих організмів. Вона входить до складу клітин і тканин будь-якої тварини і рослини. Ріки, моря й океани - це транспортні зв'язки між людьми, джерело електроенергії, мінеральних, органічних і біоресурсів, місця для рекреації.
Водяні ресурси Землі здебільшого солоні чи мінералізовані (до 97,5 %). Загальні запаси води на Землі приблизно 1,5 млрд. км\ з них лише 3,5 млн. км3 (2,5 %) - прісні (табл.1).
Таблиця 1 – Запаси гідросфери й активність водообміну
|
Частина гідросфери |
Обсяг, |
% загального |
Активність |
|
тис. км3 |
обсягу |
водообміну, років |
|
|
Океан |
1370323 |
94,201 |
3000 |
|
Підземні води |
60000 |
4,12 |
5000 |
|
Льодовики |
24000 |
1,65 |
8300 |
|
Озера |
230 |
0,016 |
10 |
|
Ґрунтова волога |
75 |
0,005 |
1 |
|
Пари атмосфери |
14 |
0,0009 |
0,027 |
|
Річкові (руслові) води |
1,2 |
0,0001 |
0,032 |
|
Уся гідросфера |
1454643 |
100 |
2800 |
Частина підземних вод чи слабко чи сильно мінералізовані, лише незначна частина - прісна. Велика частина прісних вод міститься в льодовиках і айсбергах (68,7 %). Запаси доступних прісних вод - близько 4,2 млн. км3 (0,31 %) обсягу гідросфери.
Середньодобове споживання води в Україні на одну людину приблизно 250 л/доб, але є міста, де ця цифра сьогодні 400 л/доб і 500 л/доб.
Вивчення водяних ресурсів Землі в зв'язку з безупинним збільшенням їхнього споживання показало, що в ряді країн з розвитою економікою назріла загроза недостатку води.
Вода в наші дні стає одним із самих дефіцитних мінералів. Нестаток води в даний час зазнає 1/3 населення планети. Хороша вода стає предметом експорту.
Проблема дефіциту води виникла з 3 основних причин:
1)інтенсивне збільшення потреб у воді в зв'язку зі швидким ростом народонаселення планети і розвитку виробництва, які вимагають величезних витрат водяних ресурсів;
2)втрата прісної вода внаслідок скорочення водоносності рік і інших причин, чому сприяє вирубування лісу, оранка лугів, осушування боліт і т.п.;
3)забруднення водойм побутовими і промисловими стічними водами.
Особливу увагу студенту в цьому розділі слід приділити питанню забруднення водойм.
Забруднення води - це наявність у ній сторонніх домішок, які погіршують її якість і цінність. Джерела забруднення - в основному неочищені промислові і побутові стоки, а також стоки сільського господарства, що несуть у водойму залишки добрив і ядохімікатів.
Забруднення, які надходять зі стічними водами у водойми, умовно можна розділити на кілька груп. За фізичним станом виділяють нерозчинні, колоїдні і розчинні домішки. Крім того, забруднення поділяються на мінеральні, органічні, бактеріальні і біологічні.
Крім названих джерел забруднення водойм можна ще назвати води шахт, рудників, нафтопромислів; відходи від заготівлі і сплаву деревини: водоскиди суден, залізничного транспорту.
Найбільш сильно забруднюють поверхневі води нафтопереробні заводи, металургія, сільське господарство. Основні забруднювачі: складні хімічні сполуки, іони важких металів, нафтопродукти, феноли, синтетичні речовини (СПАР), кислоти, луги, пестициди, не знешкоджений рідкий гній від великих тваринницьких ферм. Джерелом забруднення водойм є також поверхневе стікання.
Неоціненна роль морів і океанів в існуванні біосфери і людства. Але продукти антропогенної і техногенної діяльності вже добралися і сюди. Нафта, важкі метали, пестициди, радіоізотопи, газоподібні токсичні речовини і багато чого іншого.
До числа найбільш шкідливих хімічних забруднень відноситься нафта і нафтопродукти. "Океан помирає, він хворий з вини людини", - ці слова Тура Хейердала добре відомі. Ще в 60-х роках XX сторіччя поверхні морів і океанів були вільні від нафти, а в середині 70-х років у них потрапило вже близько 6 млн.т нафти. До кінця 70-х років скидання нафти виросли до 10 млн.т/рік і цифра ця продовжує рости. Особлива роль належить тут катастрофам нафтоналивних суден, наприклад, танкера "Престиж" у 2002 p., скиданню мийних і баластових вод, нафтовидобутку із шельфів.
Нафтове забруднення завдає жорстокого удару по біологічній рівновазі моря. Покриваючи воду тонкою плівкою, нафта перешкоджає проникненню у воду кисню, що призводить до загибелі планктону, риби, порушує рівновагу балансу кисню в атмосфері, нівечить прибережні пляжі, спорудження, приводить до загибелі морських птахів. Нафтове забруднення - грізний фактор для життя Світового океану. Масштаби, які у даний час приймає нафтове забруднення, настільки великі, що необхідні скоординовані міжнародні дійові заходи по захисту морів і океанів.
Якість води - характеристика складу і властивостей води, що визначає придатність її для конкретних видів водовикористання. Критерій якості води (гігієнічне нормування) - ознака, за якою оцінюється якість води.
Гігієнічні критерії - обмеження водокористування, обумовлені забрудненням, небезпечним для здоров'я чи погіршуючим санітарні умови життя населення.
Критерієм забруднення води є погіршення її якості внаслідок зміни її органолепгичних властивостей (колір, смак, запах, температура і т.д.) і появи шкідливих для людини і водяних організмів речовин.
Розрізняють водяні об'єкти двох видів, кожний з який поділяється на дві категорії.
1-й вид, 1-а категорія - використання водяного об'єкта як джерела централізованого чи нецентралізованого господарсько-питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості.
1-й вид, ІІ-а категорія - використання водяного об'єкта для купання, спорту і відпочинку населення, а також водойм у межах населених місць.
2-й вид, 1-а категорія - використання водяних об'єктів, у яких зберігаються і відтворюються цінні види риб, що володіють високою чутливістю до кисню.
3-й вид, ІІ-а категорія - використання водяних об'єктів для інших рибогосподарських цілей.
Санітарно-гігієнічні нормативи для усіх видів водойм викладені в документах "Правила охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами" і СН 245-71 і дані в додатках. У документах наведені значення ГДК для 400 речовин. При надходженні у водойми декількох речовин з однаковим лімітуючим показником шкідливості і речовин від вишевикладених випусків сума відношень концентрації (С1, С2...,Сп) кожної з речовин у розрахунковому створі водяного об'єкта до відповідних ГДК не повинна перевищувати одиниці. Згідно тим же "Правилам" забороняється скидання у водяні об'єкти стічних вод, так званих "умовно чистих", тобто таких, що мають лише теплове забруднення, а також стоки, які містять цінні відходи, виробничу сировину, реагенти і т.д. Вимога до умов спуску стоків у водяні об'єкти поширюються на усі види випусків.
У поняття літосфери, одного з найважливіших компонентів біосфери, входить земна кора, надра, тобто мінеральна частина біосфери. Частиною земної кори є ґрунт. Ґрунт - ресурс літосфери, який можна відновити, надра ж відновити неможливо.
Розвиток грунту – результат дії п'яти головних факторів-ґрунтоутворювачів: материнської гірської породи, живих організмів, клімату, рельєфу, ґрунтового віку.
Типи ґрунтів: тундрові і підзолисті ґрунти хвойних лісів; чорноземи; каштанові ґрунти степів; бурі і сіро-бурі фунти пустель і напівпустель. У ґрунті розрізняють 3 шари: 1) верхній гумунізований, 2) середній (мінеральні компоненти), 3) нижній (материнська гірська порода).
Одна з найважливіших властивостей - структурність ґрунту обумовлена сукупною дією органічних і мінеральних ґрунтових колоїдів, які склеюють елементарні частинки ґрунту і сприяють утворенню грудочок - структурних агрегатів різної форми і розміру. Структура відіграє вирішальну роль у розвитку фізичних і водно-фізичних властивостей грунтів. Оструктурені грунти, завдяки їхній пухкій будові, добре освоюються кореневими системами і забезпечують рослини водою, повітрям і мінеральними речовинами. На підтримку і поліпшення структури грунтів спрямовані агротехнічні заходи - обробка грунту, меліорація, травопільні сівозміни й ін. Смужка шару ґрунту товщиною 2-3 см створюється природою протягом 200 - 1000 років. Ґрунт призначений для забезпечення врожайності сільськогосподарських культур, тому що одна з основних його властивостей - родючість. Але далеко не всі родючі ґрунти використовуються за призначенням. Частина відводиться під міське будівництво, шляхи, промислові комплекси, відкриті гірські розробки, під водоймища для ГЕС. В даний час усе це поглинуло до 500 млн. га орної землі планети. Крім цього, грунт - природний приймач забруднень і відходів.
На грунт впливають як природні умови і процеси (вітер, пилові бурі, знос водою, селі, землетруси), так і антропогенні і техногенні (вирубування лісів, осушення заплавних боліт, кислі дощі, скотарство, атомні вибухи, нераціональна розробка надр - утворення відвалів, шлаконагромаджувачів, зливання нафтопродуктів, утворення смітників із твердих відходів, відкрите зберігання ядохімікатів і багато чого іншого). Усе це призводить до необоротних перетворень грунту, погіршення його родючості.
Одним з найважливіших руйнівників грунтів є ерозія - прискорене винесення дрібнозему стікаючими водами чи вітром. Розрізняють водяну і вітрову ерозію.
Водяна ерозія в даний час - наслідок нераціональної господарської діяльності людини. Еродовані землі на території України займають площу 10млн. га.
Захист грунтів від ерозії - складна проблема. Це завдання вирішується шляхом організації грунтозахисного комплексу, який включає складну систему організаційних агротехнічних і
гідромеліоративних заходів. До них відносяться такі заходи, як
1) правильна сівозміна;
2) відмовлення від монокультур;
3) правильне розміщення лісових і ґрунтозахисних смуг;
4) раціональна організація регіонального водяного господарства;
5) затримка поверхневого стікання, підвищення рівня ґрунтових вод;
6) створення грамотної агротехніки грунту — високої пористості, пухкості, інфільтрації, вологоємності;
7) боронування зябу чи переривчасте боронування;
8) обваловування валиками схилів і інші.
У період науково-технічного прогресу росте потреба в мінеральних ресурсах -сукупності корисних копалин, які залягають у літосфері.
За характером використання корисні копалини поділяються на групи:
1) енергоносії - вугілля, нафта, горючі сланці, природний газ, уран, торій;
2) рудні - руди чорних, кольорових і благородних металів;
3) гірничо-хімічні - сіль кухонна, калієва, сульфат кальцію, барит, фосфорит, апатит, карбонати й ін. ;
4) механічні металорудні - алмаз, корунд, ісландський шпат і ін.;
5) будівельні - вапняки, піщаники, гіпс, граніти і т.д.;
6) гідромінеральні - прісні і мінералізовані підземні води.
Зараз добувають більше 100 видів корисних копалин (у XX столітті - 80, у XIX столітті - 59). У результаті втрачаються орні землі, просідає земна кора, активізуються сейсмічні процеси. Велика частина корисних копалин попадає у відходи. Причина цього - недосконала технологія переробки рудної сировини. Вихід з цього - комплексне використання багатокомпонентних мінеральних ресурсів.
Звичайно частина супутніх компонентів виділяється в процесі збагачення і наступної обробки руди. Інші елементи з екологічних чи технологічних причин не виділяються і попадають у відвали чи у виді газу викидаються в атмосферу.
Відвали і терикони - один зі шляхів створення на землі твердих відходів. Інше джерело — побутове сміття, яке звозиться на смітники. Тверді промислові відходи: відходи виробництва будівельних матеріалів, деревина, текстиль, гума, солі, шлаки, зола, формувальна земля, метал, відходи тваринницькі, будівельне сміття, полімерні матеріали, скло, тверді харчові відходи і т.д.
Відходи на смітниках розпадаються, часто самозаймаються, забруднюючи атмосферу продуктами згоряння, іноді токсичними. Дощі, талі води від смітників забруднюють водойми і підземні води.
Питання для самоперевірки
4. Гідросфера.
5. Забруднення гідросфери.
6. Літосфера.
7. Вплив на грунт природних умов і процесів та антропогенних і техногенних факторів.
Література: [1– 5 ; 9; 10 ]
Лекція 4-5. Інженерний захист навколишнього середовища
1. Методи і засоби очищення газо- та пилових відходів. Класифікація ГОУ (газоочисних установок).
2. Методи і споруди очищення промислових стічних вод. Шляхи захисту літосфери від забруднення.
Очищення промислових викидів залежить від сфери, в яку вони виходять, та від кількості і якості забруднюючих речовин у викидах.
Розподіл забруднених потоків
- очищення вентиляційного повітря від пилу й газів;
- очищення технологічних викидів пилу і зазів;
- очищення димових газів;
- очищення неприємнопахнучих речовин (НПР );
- очищення вихлопних газів автотранспортом.
Мета очищення: вилучення чи нейтралізація шкідливих речовин у викиді.
Пил – речовина, роздріблена на малі тверді частини. Він буває: металевий, неорганічний, органічний, змішаний (сажа).
Суспензія пилу у повітрі має назву аерозоль. За фракціями (діаметром частинки): дуже крупно дисперсний ( >10 мкм), крупно дисперсні (> 8 мкм), середньої дисперсності (> 4 мкм), дрібнодисперсні (> 2 мкм), дуже дрібнодисперсні (0,3…0,5)
Всі апарати пиловловлювання – 5 классів.
І (0,3…0,5 мкм) ІІ (> 2 мкм ) ІІІ (> 4 мкм ) ІV ( > 8 мкм ) V ( > 10 мкм )
Таблиця 2 – Класифікація методів очищення викидів промислових підприємств
|
Механічні методи |
Фізико-хімічні методи |
Хімічні методи |
|
|
Сухе пиловловлювання |
Мокре пиловловлювання |
для газів |
- хемосорбція - пряме спалювання - термічне окислення - каталітичне окислення - каталітичне відновлення - каталітичний розклад |
|
- механічні фільтри (тканинні, не тканинні, керамічні, волокнисті, пластмасові) - циклонні сепаратори - електрофільтри |
- зрошувальні пристрої - порожнисті й насадкові скруббери - барботажні й пінні апарати -ударно-інерційні пиловловлювачі |
- адсорбція - абсорбція |
І. Механічне очищення викидів
1. Сухе пиловловлювання
Пилоосаджувателі
Частинки пилу Ǿ >100мкм Е = 30/40%, це грубе очищення (перед очищення).
Рис. 5 – Перегородчатий пилоосаджувач.
Тканинні пиловловлювачі
Рис.6 - Рукавний фільтр
Частини пилу > 1000мкм, Е = 50-70%. Діаметр рукавів 10…30 см. Пожежонебезпечні!
Нетканинні пиловловлювачі
Рулонний (войлок) повстяний, фетровий, Е=80%
Рис.7 – Руллонний пиловловлювач
Волокнисті, керамічні фільтри
Рис. 8 – Волокнисті пиловловлювачі
1 секція – грубі волокна; 2 секція – тонкі волокна
Масляні фільтри
Рис. 9 – Масляний фільтр
Циклони
Частинки пилу 25мкм від 10мкм та >. Е = 70 / 90%. Тангенційний вхід, кут 10-150. Потік обертається по спіралі, пил налипає на стіни і випадає у пилозбирач. Можна поступово з’єднати декілька циклонів в батарейний мультициклон, Е = 95%
Рис.10- Циклон
Установлюють в кормоцехах при наявності кормодробарок, у зернопереробних цехах, у тарних цехах.
Електрофільтри
Рис.11 – Електрофільтр
= 0,01…100мкм, Е = 99,9%. Застосовують для тонкого очищення. Вони вловлюють пил дрібний, дим, туман. Електрофільтр складається з коронуючого ( негативного і осаджувального (позитивного) електродів). Живиться постійним струмом високої напруги = 100 тис. В
Під впливом високої напруги повітря іонізується і світиться голубим світлом ( як екран телевізора). Заряджені частинки осідають на частинках пилу, а ті на електродах. Очищаються великі об’єми пило газових сумішей 3 t до 400-450 ºС.
2. Мокре пиловловлювання
Мокрі ефективніші від сухих, але тут пил перетворюється у мокрий шлам, поряд шламова каналізація і очищення цієї рідини.
Насадкові – коли на гратах накидані насадки і на них налипає пил, який змивається водою вниз (кільця, дерев’яні чи металеві рейки, обрізки).
Порожнистий форсунковий скрубер.
Скруббери працюють за правилом протитечії: газ знизу в гору, а вбирна рідина розпилюється форсунками зверху вниз.
вихід
Н2О на зрошення
шлам
Рис. 12 – Скрубер (Е = 96 – 98%)
У барботажних апаратах використовується принцип барботажу (пробулькування) газу крізь рідину. Це ефективно для пилу діаметром 5 мкм. Барботаж використовується і в пінних апаратах. Для створення піни в них у вбирну рідину додаються поверхнево-активні речовини (ПАР). Їх Е = 97/99 %
Ударно-інерційні пиловловлювачі працюють за принципом інерційного осадження частинок. У середині в них є пластинки або кільця, об які ударяється газ. Пил осідає. Зверху він зрошується водою.
ІІ. Фізико-хімічне очищення
Пристосовані для очищення газодимових викидів
Адсорбційний метод ґрунтується на поверхневому вбиранні газоподібних молекул твердими адсорбентами за рахунок міжмолекулярних сил. Увібрані речовини можна виділити десорбцією і знову використовувати у виробництві. Регенерація адсорбентів здійснюється перегрітою парою.
Адсорбенти: активоване вугілля, силікагель, алюмогелі, неоліти, пористе скло.
вихід
вхід
шлам
Рис. 13 – Адсорбер
Абсорція – це процес хімічного зв’язування забруднюючої речовини при пропусканні очищуваного газу через рідкий вбирач. Внаслідок цього утворюється нові хімічні речовини в розчині.
Рис. 14 – Схема адсорбции
Цей засіб:
SO3 (сірчано-магнієвий метод) - H2SO4
SO2 + MgO MgSO3 вапняний метод
CaO+SO2 CaSO3
2. кислотні тумани
3. Вентиляційне, повітря з гальванічних і травильних відділень.
Е = 90 / 95 % H2O, MgO, CaO, CaCO3, KMnO4 – речовини хімічні в якості абсорбентів.
ІІІ. Хімічне очищення
Хемосорбція – хімічне зв’язування шкідливих речовин. Очищуваний газ промивається розчином речовини; з яким він хімічно взаємодіє. Приклад: для вбирання оксидів азоту NOx застосовується гідрооксид Ca – Ca( OH)2 торф. Утворюється добриво, да є Ca (NO3)2 , NH4NO2, NH4NO3
Пряме спалювання – дуже енергоємке і неекономічне. Приклад: спалювання вуглеводів у факелі на крекінг-заводі (нафтопереробні заводи).
Термічне окиснення – спалювання очищувального газу в полумї спеціального пальника.
Каталітичне окиснення – перетворення токсичних речовин у нетоксичні. Приклад: каталітичне окислення оксиду вуглецю СО.
2СО + О2 → 2СО2 здійснюється з каталізатором СuО, МnО2, Al2O3 чи інших. Патрон з каталізаторами прикріпляють до алюмінієвої труби автомобіля. Каталітичне відновлення NO2 до N2 → в присутності Pt, Au, радію , паладію та інші.
Термокаталітичне спалення
Очищеня газових потоків з токсичними і НПР альдегідами, кетони, меркаптани NH3; H2S; діоксин (сміттєспалювання). Утворюється H2O; CO2; Nox.
Рис. 15 – Термокаталітична піч
Біологічний метод очищення стічних вод застосовується для повного вилучення з них органічних речовин, оскільки від деяких з них неможливо позбутися жодними іншими методами.
Метод біологічного очищення ґрунтується на використані діяльності різних мікроорганізмів. Це здійснюється в присутності кисню, це – аеробний процес(А), без доступу кисню – анаеробний(Б).
А. Аеробне очищення здійснюється у природних (поле зрошення, поля фільтрації, біологічні ставки) та штучних умовах (біофільтри, аеротенки, аераційні канали, біоконтактори)
Природне аеробне очищення – ґрунтовий метод біологічного очищення. На полях зрошення не тільки очищується ст. в., але й вирощуються с/г культури, тут утилізуються комунальні ст. в., азотнотукових заводів, капролактаму, сульфат целюлози, харчової промисловості .
Якщо на ділянках не вирощується рослини, а тільки очищується ст. в., то це поля фільтрації – потребують більше площі рівної, добре фільтруючої.
Біологічні ставки влаштовують каскадом з 3-5 площ глибиною 1-1,5м , щоб вода краще прогрівалася. Процес самоочищення = 20 днів. Б. ст. використовуються після штучного очищення як буфер перед водоймою.
Біоочищення у штучних умовах:
Біофільтри – це залізобетонні резервуари ( Н = 1,5 -2 ), високі (2 – 4 м ), баштові (10-20 м) з = до 30м. На днищі резервуара укладається щебінь, гальку, керамзит або решітчасті пластмасові блоки. На поверхні частинок фільтра поступово зростає біологічна плівка, яку заселюють мікроорганізми, котрі живляться органічними речовинами стічних вод і тим самим очищають їх,перетворюють органічні на мінеральні речовини.
Класифікація
ТТВ – типова технологія водо охорони – 3 засоби:
-ПБО – повна біологічне очищення;
-ПБОС – повне біологічне очищення з поліпшеним очищенням від фосфору;
-ПБОН – повне біологічне очищення з нітрифікацією та денітрифікацією.
Таблиця 3 –Методи очищення стічних, забруднених, промислових вод
|
Механічні й механічно - хімічні |
Хімічні й фізико-хімічні |
Біохімічні |
|
- відстоювання - спливання - фільтрування - флотація |
- хімічна обробка - екстракція - адсорбція - електроліз - іонообмін - термічна обробка - озонування |
- аеробна обробка - анаеробна обробка |
Аеробні мікроорганізми ( нітрофікуючі бактерії ) окислюють NH4 до NO2 і далі до NO3, далі анаеробні відщеплюють кисень О2 від NO2 і вдруге ним окислюють органічні речовини. Це – денітрифікація.
ПТВ – передова технологія водоохорони – доповнення до ТТВ:
- фільтрування на зернистих фільтрах;
- фільтрування на зернистих фільтрах та аерировані ставки;
- фільтрація;
- флотація з обробкою в біоставках;
- віддувка NH3 у градирнях десорбції + фільтрування;
- фільтрування та обробка в іонообмінювальних колонах з клиноптилолітом
НТВ- найкраща технологія водоохорони -2 засоби:
- адсорбція на вугільних фільтрах після десорбції + фільтрування;
- адсорбція на вугільних фільтрах після фільтрування та обробки в іонообмінювальних колонах.
Метод механічного очищення полягає в механічному вилученні із стічних вод нерозчинних домішок з допомогою решіток, сит, вловлювачів піщаної фракції ( пісковловлювачі ) відстійників, фільтраційних установок, жировловлювачів, нафтовловлювачів, флотаторів.
Тут задержують каміння, залізо, дерево, та інші відходи.
Рис. 16 – Пісковловлювач
Пісковловлювач використовують при G ст. в. > 100м3/добу, піску 0,15…0,25мм; кількість піску = 0,02 л/добу на 1 людину вологість його W = 60 %; ρ (густина) = 1,5 т/м3 65г/доби на людину.
Типи споруди: горизонтальна з прямим рухом води,
V max = 0.3м/с з тангенціальним рухом;
V min = 0,15м/с вертикальні керовані;
T= 30/60с
U0 = 18.7 - 24.2 мм/с
Відстійник – тут осідають важкі частинки, (завислі частини) легкі речовини спливають на поверхню. Механічне очищення побутових ст. в. Е до 60%. У промислових Е до 95% нерозчинних домішок. Основне, це довести завислі частинки до 60-150 мг/л, якщо далі йде біохімічне очищення, бо біоокислювання не можуть прийняти більше. Е засіб відстоювання з пре аерацією.
Типи споруд: вертикальні, горизонтальні, радіальні, 2-х ярусні та інші.
Розрахунок ведеться по кінетиці випадаючих речовин. Час відстою 1-2 години, Е = 20-70% (~50%).
Біофільтри доцільно використовувати на півдні з м’яким кліматом; Len повинно бути не > ніж 400 – 500 мг О2 л, частіш 1 Len = 220 мгО2/л
Аеротенки – виникли з 1887р. – це залізобетонний резервуар довжиною 30 – 100м та шириною 3 – 10м, глибиною 3 – 5м. В ньому повільно тече ст. в. та активний мул. Для кращого контакту їх постійно подається повітря, для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів.
Аеробні мікроорганізми – є нітрофікуючі бактерії. Під їх впливом здійснюється окислення азоту амонійних сполук, внаслідок чого утворюється сіль азотистої кислоти ( нітрити ), а при подальшому окисленні солі лужних кислот (нітрати ), таким чином йде процес нітрифікації. Цей процес відкритий у 1870 р. тобто, коли є NO3 – це добра ознака.
Стічні води в аеротенку очищуються методом «чистих культур» або за допомогою «активного мулу».
«Чиста культура» - це спеціально вирощена популяція мікроорганізмів, які руйнують певні речовини (є на фенол, роданіди, ціаніди).
Активний мул – це скупчення різних бактерій, які є зооглейними утвореннями, зовні схожими з гідроксидом Fe. У присутності O2 вони поглинають органічні речовини та окисляють їх. Приріст активного мулу виводяться із аеротенку у вторинні відстійники і потім знов → регенераторі. Після регенерації, де є тільки O2, відпочинок, немає їжі , тобто ст. в. готові на роботи.
Рис. 17 – Аеротенки
Одноступеневий. Е= 50-70 %; 2-х ступ. – 95%; tаерації – 2…24 год. Hроб 3-6 м. Витрата О2 =мгО2/мгБПК; Велика потреба у О2.
Б) Анаеробне окиснення ( очищення ) без доступу кисню.
Підлягають ст. в дуже концентровані за органічним забрудненням або осади ст. в. – сирий осад з первинних відстійників та надлишковий активний мул. 2 температурних режими: термофільний (t=53°C), мезофільний (t = 37°C). Обігрів парою з котельні . Механічне переміщування. Вбиваються патогени та яйця гельмінтів ( t = 53o C)
Рис. 18 – Метантенки
Завантаження
1)подача осадів та мулу;
2)розвантаження з різних горизонтів;
3) паропроводи;
4) мішалка.
Д= 24 м; H = 20 м; Герметичність обвалювань піском
Зброджений осад має добрі властивості органічного добрива. Тут є Na, P, K, N та мікроелементи. Його підсушують на мулових площадках до W≈60% Його направляють на с/г поля, що дає добрі врожаї.
Питання для самоперевірки:
1. Механічне очищення;
2. Фізико-хімічне очищення;
3. Хімічне очищення.
Література: [ 1 – 10 ].
Лекція № 6. Екологізація економіки і перехід до сталого розвитку
1. Концепція стратегії національної екологічної політики України
2. Аналіз попередніх досліджень екологізації в Україні.
3. Здобутки екологізації економіки та розвиток цього напрямку.
Глобальна екологічна криза спонукає людство до екологізації всіх сфер діяльності. Тому віднедавна чинник екологізації дедалі актуалізується і набуває пріоритетності у міждержавних відносинах.
Із розвитком цивілізації, бурхливим зростанням чисельності населення Землі обсягів виробництва та його відходів, проблеми взаємин суспільства і природи дедалі актуалізуються.
До найактуальніших питань життєвого середовища людства належать деградація довкілля, виснаження природних ресурсів і екологічна безпека. Ці чинники набули особливого значення наприкінці XX - початку XXI ст. У багатьох країнах деградація біосфери призвела до великомасштабних природних катаклізмів, погіршення якості життя та здоров'я громадян. З огляду на це, виникає потреба розроблення методологічних засад регіональної та глобальної екологізації економіки та виробничих і невиробничих сфер і, відповідно, ефективного механізму практичної їх реалізації.
Варто зазначити, що Кабінет Міністрів України 17 жовтня 2007 р. ухвалив Концепцію стратегії національної екологічної політики України на період до 2020 року. Ця Концепція спрямована на екологізацію економіки, поліпшення екологічної ситуації, раціональне використання та відтворення природних ресурсів, гарантували екологічну безпеку, послідовне зниження екологічних ризиків для здоров'я людини, введення системи екологічного маркування товарів і продуктів харчування, приведення якості питної води відповідно до європейських стандартів, підвищення якості повітря, запобігання змінам клімату шляхом технічного переоснащення виробничого комплексу та введення енергоефективних і ресурсоощадних технологій тощо. Але, зважаючи на політичну нестабільність в державі, цього документу досі не затвердила Верховна Рада України.
Зростання економіки, бажання задовольняти свої потреби і бажання людина зобов'язана вносити в межі екологічних можливостей нашої планети. Наведені шляхи отримали назву "сталий розвиток", тобто такий розвиток суспільства, який задовольняє потреби нинішніх поколінь і в той же час не ставить під загрозу можливості наступних людських поколінь задовольняти свої потреби.
У наш час важливою умовою сталого розвитку окремої країни, світової економіки в цілому, підвищення ефективності механізму міжнародних економічних відносин є екологізація процесів виробництва, перехід всієї системи господарського відтворення людства на принципи, які відповідають завданню збереження навколишнього середовища.
Така постанова питання означає радикальну оптимізацію користування ресурсами під час господарської діяльності та споживання, виробництво таких пріоритетів розвитку, що органічно поєднують фінансову результативність господарської діяльності з її екологічними дослідженнями. Особливо це стосується економіки України, яка характеризується вкрай нераціональним і неефективним споживанням ресурсів, надзвичайно несприятливими екологічними умовами життя, ускладненням функціонування господарських систем через їх енергетичні та сировинні витрати.
Усе це обумовлює актуальність теми дослідження, необхідність у концептуальному обґрунтуванні основних напрямків екологізації сучасного господарського розвитку, науково-технічного прогресу як на глобальному рівні, у масштабах окремої країни, так і на регіональному рівні.
Аналіз попередніх досліджень. Нинішню екологічну ситуацію в Україні можна охарактеризувати як кризову, що формувалася протягом тривалого періоду через нехтування об'єктивними законами розвитку та відтворення природно-ресурсного комплексу України. Відбувалися структурні деформації народного господарства, за яких перевага надавалася розвитку в Україні сировинно-видобувних, найбільш екологічно небезпечних галузей промисловості.
Екологічна складова в проекті урядової Програми України спрямована на максимальну екологізацію української економіки та перехід до сталого розвитку суспільства в перспективі. Як відомо, сталий розвиток передбачає обов'язкову узгодженість економічного, екологічного та людського розвитку таким чином, щоб від покоління до покоління не зменшувалися якість і безпека життя людей, не погіршувався стан довкілля й відбувався соціальний прогрес. Така екологізація не може звужуватися до тих чи інших природоохоронних заходів. Її зміст і призначення полягають у превентивному захисті довкілля безпосередньо в рамках виробничої діяльності, тобто всередині економічної системи, а не за її межами. Тож ефективна природоохоронна політика має і мусить здійснюватися, передусім, у контексті соціально-економічних перетворень, спрямованих на забезпечення сталого розвитку. При цьому прямі природоохоронні заходи не замінюють, а органічно доповнюють екологічно сприятливий режим господарювання.
У Програмі діяльності Уряду сприятиме раціональному використанню і відтворенню природно-ресурсного потенціалу, формуванню передумов для переходу на засади екологічного управління і сталого розвитку.
Екологізація економіки та свідомості суспільства не є абсолютно новою проблемою. Практичне відображення екологічності тісно пов'язано, в першу чергу, з державним регулюванням процесів природокористування. Новим у даній проблемі є еквівалентність обміну між державою, природою та людиною, яка базується на законодавчих, організаційно-технічних рішеннях. Ця проблема на сучасному етапі є дуже гострою. Вона була сформована протягом двох століть і нині набула свого критичного значення. Тому існує об'єктивна необхідність втручання держави в природно-екологічну сферу з метою досягнення збалансованого стану, держава також повинна закласти основи глобального еколого-економічного партнерства між суб'єктами підприємництва, між іноземними партнерами, на рівні планетарного співробітництва заради виживання і подальшого розвитку України, а також всієї цивілізації.
Україна повинна намагатися відповідним чином реагувати на суспільні проблеми і підтримувати прогресивні світові ініціативи та рішення: вступати у різні міжнародні союзи, товариства, підписувати угоди, наприклад, такі як підписала в Ріо-де-Жанейро 1992 року "Порядок денний на XXI століття" і Конвенцію про охорону біологічного різноманіття. Сьогодні, на межі третього тисячоліття, Україна намагається стати державою, надійним партнером,щодо вирішення глобальних і регіональних проблем у європейському і світовому співтоваристві. Багатий природно-ресурсний потенціал, високоосвічене населення, розвинуті індустрія та інфраструктура створюють всі необхідні передумови для впровадження в Україні вимог даної Конвенції.
Україна є учасницею декількох десятків (близько 50) міжнародних еколого-економічних конвенцій та двосторонніх угод: Договір про заборону випробування ядерної зброї в атмосфері, космічному просторі й під водою (Москва, 1963); Конвенція про заборону розроблення, виробництва та нагромадження запасів біологічної і токсичної зброї, їх знищення (Лондон,Москва, Вашингтон, 1972; ратифіковано 1975 р.); Конвенція про запобігання забрудненню моря скидами відходів та інших матеріалів (Лондон, 1972; ратифіковано 1975 р.); Конвенція про охорону світової культурної та природної спадщини (Париж, 1972; ратифіковано _1988р.); Конвенція про заборону військового та іншого ворожого використання засобів впливу на навколишнє середовище (Женева, 1976; ратифіковано 1978 р.); Конвенція про транскордонне забруднення повітря на великі відстані (Женева, 1979; ратифіковано 1980 р.); Конвенція про контроль транскордонних перевезень токсичних відходів та їх видалення (Базель (Швейцарія), 1989); Конвенція про транскордонний вплив промислових аварій (Гельсінкі, 1992); Конвенція про охорону та використання транскордонних водотоків і міжнародних озер (Гельсінкі, 1992) і багато ін.
Головними здобутками міжнародної співпраці України у сфері екологізації економіки є:
− відображення національних інтересів і позиції держави в директивних документах і рішеннях форумів міжнародних міжурядових організацій;
− розширення сфери міжнародної співпраці завдяки укладенню нових угод, договорів та програм;
− утвердження міжнародно-політичного авторитету України та вдосконалення національно-правової бази;
− підвищення екологічної кваліфікації (правової, технологічної) та методології управління, спрямованої на покращення екологічної ситуації в Україні;
− отримання завдяки міжнародній співпраці допомоги у сфері охорони довкілля тощо.
Як свідчить досвід, проводити ефективну політику невиснажливого розвитку в державі досить важко, навіть за умов процвітаючої економіки. Тим складнішою виглядає ця проблема в Україні, відновленій державі, яка переживає успадковану глибоку системну кризу і змушена одночасно вирішувати безліч проблем: економічних, соціальних, екологічних.
В Україні на прилеглих до кордону територіях діє шість єврорегіонів (Карпатський, Верхній Прут, Нижній Дунай, Дніпро, Буг і Слобожанщина). Прикордонні території суміжних держав мають багато спільних рис не лише у природно-географічному, а й у еколого-економічному, геополітичному та інших аспектах.
Транскордонні еколого-економічні відносини мають низку особливостей, зумовлених наявністю кордону та його облаштування, потребою міждержавної регіонально-прикордонної еколого-економічної та еколого-інформаційної співпраці, міжнародної екологічної безпеки, використанням природних ресурсів тощо.
Проблеми міжнародної екологізації економіки, а також проблеми співпраці між сусідніми державами (на різних рівнях - обласних, регіональних чи загально державних), засвідчують, що значну увагу варто приділяти вивченню еколого-економічного стану саме прикордонних територій. Це зумовлено тим, що людська діяльність на прикордонних територіях держави може негативно впливати на стан довкілля, здоров'я громадян і екологічну безпеку всіх громадян.
З 1991 року економічні і екологічні реформи в України спрямовані на досягнення спочатку компромісу між виробничим і природним потенціалом, а згодом - на перехід до гармонійного їх співіснування в інтересах людей.
В основу формування нової політики було покладено базовий принцип, згідно якого екологічна безпека держави стає важливим елементом і складовою національної і глобальної безпеки.
Виходячи з цього, в Україні розроблені "Основні напрями державної екологічної політики". Цей документ визначає не лише мету та пріоритетні завдання охорони довкілля, але й механізми їх реалізації, напрями гармонізації та інтеграції екологічної політики України в рамках процесу "Довкілля для Європи" та світовому екологічному процесі.
Саме на підставі цього документу в Україні сформовано цілісну систему регулювання і управління природокористуванням та охороною природи, екологічною безпекою, яка, за висновками міжнародних експертів, відповідає сучасним вимогам. У надзвичайно стислі терміни розроблено і оформлено правові засади для вирішення екологічних проблем, впроваджено економічний механізм природокористування, у відповідності з міжнародними вимогами створюється національна система стандартів щодо забезпечення екологічної безпеки та природокористування.
Охорона природи стала одним з основних пріоритетів України, оскільки збереження біологічного та ландшафтного різноманіття є основою, яка забезпечує можливість будь-якого природокористування та розвитку суспільства.
Ґрунтуючись на основних ідеях і принципах, які декларовані на конференції ООН із питань навколишнього середовища і розвитку (Ріо-де-Жанейро, 1992), Україна вважає доцільним перехід до сталого розвитку, за якого забезпечується збалансоване вирішення соціально-економічних завдань, проблем збереження сприятливого стану довкілля і природно-ресурсного потенціалу з метою задоволення життєвих потреб нинішнього і майбутніх поколінь.
Сталий розвиток - це процес гармонізації продуктивних сил, забезпечення задоволення необхідних потреб усіх членів суспільства за умови збереження й поетапного відтворення цілісності природного середовища, створення можливостей для рівноваги між його потенціалом і потребами людей усіх поколінь.
Основою сталого розвитку є паритетність відносин у тріаді людина - господарство - природа, що забезпечує перехід до такого способу взаємодії природи і суспільства, який характеризується як епоха ноосфери.
Основне завдання сталого розвитку України полягає у забезпеченні динамічного соціально-економічного зростання, збереженні навколишнього природного середовища і раціональному використанні природно-ресурсного потенціалу з метою задоволення потреб нинішнього і майбутніх поколінь через побудову високоефективної економічної системи, яка стимулює продуктивну працю, науково-технічних прогрес, має соціальну спрямованість.
Сталий розвиток повинен реалізовуватись у рамках ефективного функціонування ринкової системи та державного регулювання економіки, координації дій у всіх сферах життя суспільства.
На сьогодні необхідно зосередитися на таких пріоритетних напрямах формування умов сталого розвитку країни:
− реалізація інтегрованого підходу до формування політики держави в економічній, екологічній та соціальній сферах;
− об'єднання економічної та екологічної складових соціально-економічних реформ;
− впровадження інтегральних індикаторів сталого розвитку України.
Впровадження цих механізмів сприятиме посиленню координації дій органів державної влади, неурядових структур, підприємств різних форм власності при вирішенні проблем охорони довкілля та структурної перебудови економіки.
Стратегія сталого розвитку має сформувати основу для незворотного закріплення цілей та курсу соціально-економічних реформ країни, сприятиме демократизації суспільства та забезпеченню національної безпеки держави.
Політика сталого розвитку відповідає стратегічним цілям України на близьку та далеку перспективу.
На сьогодні в Україні немає жодного діючого урядового документу, який би проголошував на державному рівні паритетність екологічної та економічної стратегії.
Сталий розвиток потребує гарантії нашої економіки та суспільства для існування не руйнівного довкілля, від якого ми всі залежимо.
«Сталий розвиток в Україні − це процес розбудови держави на основі узгодження і гармонізації соціальної, економічної і екологічної складових з метою задоволення потреб сучасних і майбутніх поколінь. Сталий розвиток розглядається як такий, що не тільки породжує і сприяє економічному зростанню держави, а і справедливо розподіляє його результати, відновлює довкілля та сприяє подоланню бідності» (Концепція сталого розвитку України).
Екологічна ситуація в Україні носить загрозливий характер. Згідно даних Ради з вивчення продуктивних сил України НАНУ частка порівняно екологічно чистих територій становить лише 7% від загальної площі країни, умовно чистих - біля 8%. Малозабруднені території охоплюють лише 15%, забруднені та дуже забруднені - це 30 і 40% загальної площі країни.
Чорнобильська зона відчуження та райони з кризовою екологічною ситуацією (Донбас, Кривбас, Придніпров'я).
Рівень техногенного навантаження на природне середовище в Україні досить високий і перевищує аналогічний показник розвинутих держав у 4-5 разів. В Україні наявною є тенденція до руйнації довкілля та незворотних утрат природних ресурсів. Прогнозується ризик зростання кількості повеней, підтоплення міст, зсувних процесів. Згідно оцінок Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи збитки від підтоплення, зсувних і карстових процесів складають щорічно 350-400 млн. грн.
У державі постійно зменшується фінансування природоохоронної діяльності, що сприяє збільшенню ризику великомасштабних техногенних аварій і катастроф. Зменшуються інвестиції у природоохоронне будівництво, на капітальні вкладення природоохоронного призначення припадає біля 1,4% від загального обсягу інвестицій в економіку України.
Основні цілі, при екологізації економіки, - зменшення техногенного навантаження, підтримання природного потенціалу шляхом самовідновлення і режиму природних процесів у природі, скорочення втрат, комплексність видобування корисних компонентів, використання відходів в якості вторинного ресурсу. Доцільно розробити безвідходні технології, ефективні системи і техніку очищення, а також контрольно-вимірювальну апаратуру. Це дозволить налагодити виробництво корисної продукції з побічних компонентів і відходів галузей. Доцільно переглянути сформовані технологічні процеси, що завдають шкоди навколишньому середовищу.
Існує зв'язок між якістю продукції і якістю навколишнього середовища: чим вище якість продукції (з урахуванням екологічної оцінки використання відходів і результатів природоохоронної діяльності в процесі виробництва), тим вища якість навколишнього середовища.
Яким чином можна задовольнити потреби суспільства в належній якості навколишнього середовища? Подолання негативних впливів за допомогою обґрунтованої системи норм і нормативів, пов’язаних із ними розрахункових методів ГДВ, ГДС і середовищезахисних заходів; розумним (комплексним, економічним) використанням природних ресурсів, що відповідають екологічним особливостям певної території; екологічної орієнтації господарської діяльності, планування і обґрунтування управлінських рішень, що виражаються в прогресивних напрямках взаємодії природи і суспільства, екологічної атестації робочих місць, технології,що випускається.
Збиток, завданий природі при виробництві та споживанні продукції, - результат нераціонального природокористування. Виникла об'єктивна необхідність встановлення взаємозв'язків між результатами господарської діяльності та показниками екологічності продукції, що випускається, технологією її виробництва. Обґрунтування екологічності є невід'ємною частиною системи управління, що впливає на вибір пріоритетів у забезпеченні народного господарства природними ресурсами та послугами в межах передбачених об’ємів споживання.
Показники вартості повинні відображати результативність зусиль щодо зниження (або підвищення) техногенного навантаження на природу. За їхньою допомогою відбувається розрахунок екологічного збитку і оцінюється ефективність заходів щодо стабілізації режиму природокористування.
З переходом на шлях інтенсивного розвитку економіки важлива роль відводиться системі економічних показників, наділених найважливішими функціями господарської діяльності: планової, облікової, оцінюючої, контрольної та стимулюючої. Економічні показники повинні виражати кінцевий результат з урахуванням усіх фаз відтворювального процесу.
На сучасному етапі соціально-економічного розвитку головною метою державної економічної політики є збільшення національного багатства завдяки ефективному використанню природно-ресурсного, трудового та науково-технічного потенціалу країни.
Питання для самоперевірки
1. Концепція сталого розвитку в Україні.
2. Стан екологізації в Україні.
3. Цілі екологізації економіки.
4. Зв'язок між якістю продукції та якістю навколишньої середи.
Використана література: [11, 12]
Рекомендована література