Иван Жмыхов, А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко
Основы экологии

Предисловие

   На современном этапе развития человеческого общества важнейшее значение приобретает экологическая грамотность населения и особенно специалистов. Наряду с умением сохранять природу, рационально использовать ее ресурсы в производственной деятельности, специалист должен прогнозировать возможные изменения окружающей среды и связанные с ними последствия.
   Предлагаемое читателю учебное пособие «Основы экологии», подготовленное А. А. Челноковым, Л. Ф. Ющенко и И. Н. Жмыховым, в большой мере отвечает этой задаче. Оно подготовлено на основе систематизации обширного материала, используемого авторами в своей учебной и научной деятельности.
   Книга является попыткой приблизить учебную дисциплину к производству и вооружить специалистов реальными знаниями, необходимыми им для эффективной производственной деятельности.
   В пособии представлен комплекс специальных знаний в области общей экологии, комплексного и рационального использования природных ресурсов, механизма административного и экономического управления природопользованием, экологического права, средозащитной техники и технологии. Достаточно четко и доходчиво рассмотрены вопросы нормирования качества окружающей среды, выбросов, сбросов, образования отходов. Примечательно, что в пособии нашли отражение такие проблемы неблагоприятного воздействия на окружающую среду, как шум, вибрация, электромагнитные поля и др., приведены новые разработки в области защиты окружающей среды.
   Большой заслугой авторов учебного пособия является проблемное изложение материала, что несомненно будет побуждать и способствовать активизации обучения и развития у читателей творческого мышления. Поскольку высшее образование Беларуси находится в преддверии вступления в Болонский процесс, широкий спектр рассматриваемых в учебном пособии экологических вопросов окажет неоценимую помощь студентам в самостоятельном изучении различных дисциплин экологического цикла.
   Предлагаемое учебное пособие представляет собой фундаментальный вклад в учебную литературу по проблемам экологии и рационального природопользования, поэтому его издание является чрезвычайно актуальным.
   Приведенный в пособии материал будет полезен не только студентам и слушателям системы постдипломного образования, но и специалистам служб охраны окружающей среды предприятий и организаций всех отраслей экономики при решении экологических проблем, проектных организаций, органов государственного и ведомственного управления, надзора и контроля, а также всем, кому небезразлично будущее цивилизации.

Академик Национальной академии наук Беларуси Ф. Н. Капуцкий

От авторов

   К началу XXI в. наша планета оказалась в преддверии глобального экологического кризиса, так как своей технократической деятельностью человек нарушил сбалансированность многих биосферных процессов на Земле. Если на ранних этапах социально-экономического развития человечества потенциал природы был достаточным для компенсации антропогенного давления, то в настоящее время эта способность природной среды подходит к рубежу исчерпания. Поэтому решение проблем охраны окружающей среды становится приоритетным для развития цивилизации.
   Национальная стратегия устойчивого развития Беларуси предполагает планомерный стабильный социально-экономический рост с учетом рационального использования природных ресурсов и сохранения благоприятной окружающей среды для настоящего и будущих поколений. Переход к устойчивому развитию должен в перспективе решить проблему паритета социально-экономического и экологического развития, повышения качества жизни человечества. Достижение равновесия экологических и экономических ценностей возможно только при условии совершенствования хозяйственных механизмов, институционных преобразований, формирования общественного мнения и понимания экологических проблем.
   Решение поставленной задачи в значительной степени зависит от подготовленности специалистов в области экологических знаний. Руководителям и специалистам необходимо владеть научными основами экологической безопасности, а также способами их практического применения для устранения негативного воздействия производства на окружающую природную среду.
   В настоящее время в учреждениях высшего образования Республики Беларусь в зависимости от профиля специальностей в учебные планы введены различные экологические дисциплины: «Основы экологии», «Основы экологии и экономика природопользования», «Основы экологии и контроль состояния окружающей среды», «Основы промышленной экологии», «Отраслевая экология» и др. В основе этих дисциплин традиционно лежат вопросы общей экологии и охраны природы (дисциплины прошлого столетия), т. е. преобладает природно-ресурсный подход к преподаванию этого предмета.
   Анализ содержания многих действующих программ дисциплин экологического цикла в технических учебных заведениях республики показывает, что они не всегда отражают существующее состояние этой деятельности в реальном секторе экономики и проектной работе. Например, в Беларуси хорошо разработаны правовой, экономический и административный механизмы управления окружающей средой в соответствии с Концепцией национальной безопасности, Концепцией государственной политики Республики Беларусь в области охраны окружающей среды, Национальной стратегией устойчивого социально-экономического развития Республики Беларусь на период до 2020 г. и другими основополагающими документами. В республике уже сотни предприятий разработали системы управления окружающей средой, сертифицируют свою продукцию экологическими знаками соответствия, создали соответствующие службы, организовали обучение, инструктажи и производственный контроль в области охраны окружающей среды и многое другое. Некоторые предприятия ушли еще дальше – создали интегрированные службы охраны труда и окружающей среды с соответствующими объединенными системами управления. Но, к сожалению, в высшей школе все это осталось за рамками действующих учебных программ дисциплин экологического цикла.
   Предлагаемое учебное пособие является первой попыткой приблизить учебную дисциплину к производству и вооружить будущих специалистов реальными знаниями, необходимыми им для эффективной производственной деятельности.
   Изучение дисциплины должно содействовать овладению студентами комплексом специальных знаний в области общей экологии, комплексного и рационального использования природных ресурсов, механизма административного и экономического управления природопользованием, экономики природопользования, экологического права, техники и технологии защиты окружающей среды.
   Учебное пособие составлено авторами на основе курсов лекций различных экологических дисциплин, читаемых в Белорусском национальном техническом университете, Белорусском государственном технологическом университете (Белорусском технологическом институте им. С. М. Кирова), Могилевском государственном университете продовольствия, Институте повышения квалификации и переподготовки руководителей и специалистов промышленности «Кадры индустрии» Министерства промышленности Республики Беларусь, Республиканском учебном центре подготовки, повышения квалификации и переподготовки кадров в области охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь и других, а также по авторским материалам проектирования в области экологической безопасности.
   Материал учебного пособия составлен на основе действующих законодательных и нормативных документов по охране окружающей среды и рациональному природопользованию. Поскольку в некоторых главах пособия по существу изложен материал самостоятельных дисциплин, которым посвящена обширная специальная литература, в нем приводятся лишь сведения, необходимые для усвоения общих закономерностей, относящихся к предмету изучения. Более полную информацию по рассматриваемым вопросам можно получить из оригинальных документов по соответствующим ссылкам в тексте пособия, а также в литературе, которая использовалась при подготовке пособия и приведена в библиографическом списке.
   Пособие составлено для студентов технологических и технических специальностей учреждений высшего образования, но по объему справочно-информационного материала может быть полезно для специалистов, занимающихся проблемами экологической безопасности, слушателям системы последипломного образования, магистрантам, а также широкому кругу читателей, которым небезразлично будущее нашей страны и планеты в целом.
   Признательность за доброжелательное и критическое отношение к рукописи авторы выражают преподавателям Могилевского государственного университета продовольствия А. Ф. Мирончику, К. К. Юращику, В. Н. Цапу (кафедры ОТ и Э), И. А. Будкуте (кафедра химической технологии высокомолекулярных соединений), начальнику отдела охраны окружающей среды ОАО «Могилевхимволокно» Г. Н. Гулиной, начальнику Могилевского комплексного отдела ОАО «ГИАП» Ю. В. Кашлевскому, директору Института повышения квалификации и переподготовки кадров Брестского государственного технического университета Н. П. Яловой, а также рецензентам: профессору Белорусского государственного экономического университета, доктору биологических наук (по специальности «Экология») К. Ф. Саевичу; кандидату технических наук профессору кафедры инженерной экологии и химии Брестского государственного технического университета К. Ф. Строкачу и заведующему этой же кафедры кандидату технических наук, доценту С. В. Басову. Хорошо мотивированные замечания и пожелания, содержащиеся в рецензиях, способствовали улучшению качества пособия.
   Особую благодарность авторы выражают академику НАН Беларуси Ф. Н. Капуцкому за его доброжелательное отношение к рукописи.
   Авторы надеются, что настоящее учебное пособие поможет специалистам ориентироваться в рассматриваемых проблемах и профессионально принимать экологобезопасные решения в производственной деятельности. Отзывы, замечания и предложения просим направлять по адресу: издательство «Вышэйшая школа», пр. Победителей, 11, 220048, Минск.

Авторы

Введение

//-- Предмет, задачи и методы современной экологии --//
   В начале третьего тысячелетия нашей эры человечество переживает сложнейший этап своей биографии. Никогда прежде наш земной дом не подвергался таким политическим, физическим и духовным перегрузкам, потому что никогда прежде человек не собирал такую тяжкую дань с природы и не оказывался таким уязвимым перед той технической мощью, которую сам же и создал. Нависла угроза существования разумной жизни на нашей планете, сохранить ее – главная задача всего общества на ближайшее время. Для решения этой проблемы человечество должно объединить все свои интеллектуальные и экономические усилия, забыть религиозные, национальные, политические распри или навсегда уйти в небытие. Поэтому в Концепции национальной безопасности Республики Беларусь большое место отведено рассмотрению внутренних и внешних экологических угроз государству.
   В связи с этим в качестве инструмента для решения проблемы выживания и сохранения оптимальной природной среды появилась наука – экология (от греч. oikos – дом, жилище и logos – учение, мысль), призванная выявлять закономерности взаимосвязи природы и общества, природы и человека, оценивать состояние природной среды, прогнозировать ее изменения, вырабатывать конкретные механизмы регулирования и оптимизации взаимодействия между человеческой цивилизацией и природой, а самое главное, на современном этапе она определяет стратегию дальнейшего движения нашей цивилизации.
   Подобно тому как четкая постановка проблемы уже содержит определенное ее решение, так и точное название новой области науки уже крайне существенно для ее становления и развития, поскольку устанавливает объект, предмет, методы и направления исследований.
   Достижения научно-технического прогресса, с одной стороны, способствуют удовлетворению всевозрастающих потребностей общества в целом и каждого индивида в отдельности, с другой стороны, заведомо отрицательно воздействуют на процессы, протекающие в биосфере, ведут к нарушению ее стабильности. Все технологические процессы и операции до недавнего времени разрабатывались безо всякой оглядки на их воздействие на окружающую среду. Поэтому потребовалось всего лишь несколько десятков лет промышленной революции, чтобы разрушить или дестабилизировать биосферные механизмы, привести к нарушению исторически сложившихся закономерностей в живой природе. Именно выяснение границ гомеостатического равновесия, за пределами которых жизнь в нашем понимании невозможна, анализ воздействия научно-технической революции на устойчивость биосферы и разработка стратегии восстановления являются одной из основных задач современной экологии.
   Возникновение экологии как науки было неизбежным, так как к середине XIХ в. накопился колоссальный фактический и теоретический материал, полученный за время великих географических открытий и передела мира. Кроме того, бурное развитие промышленности уже показало те изменения во флоре и фауне, к которым приводит хозяйственная деятельность. Необходима была совершенно новая наука, которая сумела бы соединить все известные естественноисторические, естественные и философские знания в единую систему, объясняющую устройство нашего мира и те изменения, которые в нем происходят.
   Название новой науки «экология», предложенное Геккелем, оказалось очень удачным, получило всеобщее признание и быстро распространилось в научном мире. В первые же годы своего существования как самостоятельной науки экология подтвердила высокую эффективность в области теории и практики.
   За последнее столетие неизмеримо выросли не только масштабы человеческой деятельности, но и масштабы экологических исследований, их теоретический и методический уровень. Стало характерным внедрение в экологию энергетической оценки анализируемых процессов, системного анализа, математического моделирования, использование точнейшей аппаратуры не только в лабораторных условиях, но и непосредственно в полевых наблюдениях, непрерывного мониторинга состояния окружающей среды с одновременной математической обработкой полученных данных и т. д.
   Объектом экологических исследований служат отдельные виды, видовые популяции и сообщества. В соответствии с этим в настоящее время в экологии выделилось три основных направления:
   • экология видов (аутэкология);
   • экология популяций (демэкология);
   • экология биоценозов (синэкология, или биоценология), анализирующая отношение между особями, относящимися к разным видам данной группировки организмов (сообщества), а также между этими организмами и окружающей средой.
   Таким образом, предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и в пространстве.
   В рамках общей экологии выделились и самостоятельно существуют такие направления, как почвенная и сельскохозяйственная экология, экология растений, экология животных, экология человека и др.
   Современная экология вышла за рамки сугубо биологической науки и превратилась в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой, она возводится в ранг обобщающей науки, которая включает в себя экологические направления разных отраслей знаний.
   В настоящее время экология трактуется как отрасль естественных наук, исследующая исторически сложившиеся взаимодействия организмов с окружающей их физико-химической, биотической и антропогенной средой на уровнях видов, видовых популяций, биогеоценозов и биосферы в целом для раскрытия закономерностей указанных процессов и решения актуальных задач хозяйственной деятельности, здравоохранения, охраны природы.
   Поэтому представляется в корне неправильным использование таких выражений, как «хорошая (плохая) экология» или «здоровая экология», встречающихся, к сожалению, не только в массовой, но и в научной литературе. Экология не может быть плохой или хорошей, так как это всего лишь название науки, которая бесстрастно исследует явления, причины и следствия.
   Для достижения упомянутых целей в экологии используются разнообразные методы исследований и анализа полученных данных, находящиеся в тесной взаимосвязи. Так как в экологии приходится изучать как сам организм, так и окружающую его среду, то совершенно естественно, что экологические исследования носят комплексный характер и осуществляются путем сочетания всех известных науке методов (физико-химических, химических, биологических, биохимических, системного анализа, математического моделирования и др.).
   В полевых и лабораторных экологических исследованиях все большее значение приобретает использование современной техники – дистанционной и аэрокосмической телерадиометрии, радиотренинга, ночных наблюдений в инфракрасных лучах и т. д. В поле зрения эколога организм и среда его обитания обязательно находятся вместе. Поэтому экологические исследования неизбежно сопряжены с применением разнообразных методов и технических приемов, зачастую весьма сложных, учитывающих биологические особенности организмов, их поведения и условий обитания.
   Знания, накопленные в рамках экологии, позволяют сделать вывод о том, что возврат к дотехногенной биосфере невозможен, и человечество, если оно надеется сохраниться на планете и жить в достаточно комфортных условиях, должно идти вперед от изуродованной его руками техносферы к преобразованной его мыслью и осознанными желаниями ноосфере. В этой связи неимоверно возрастает роль экологии как науки, способной разработать стратегию и тактику такого перехода.
   Изучение дисциплины «Основы экологии» является обязательным элементом фундаментальной подготовки специалистов и основой того, что выпускники учреждений высшего образования смогут в ходе своей профессиональной деятельности осуществлять интеллектуальное, образовательное и инженерное обеспечение устойчивого состояния окружающей среды, биологического разнообразия и природно-ресурсного потенциала государства.
   Цель дисциплины – формирование у студентов специальных знаний, связанных с закономерностями развития биосферы, техносферы и ноосферы, рационального использования природных ресурсов, обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития Республики Беларусь в интересах настоящего и будущих поколений.
   Главная задача дисциплины – формирование экологического мировоззрения будущих специалистов, которое позволит им профессионально анализировать и оценивать собственную производственную деятельность в отношении к окружающей природной среде и принимать экологически обоснованные решения.
   Конкретные задачи дисциплины – дать специалистам теоретические знания и практические навыки, необходимые для реализации следующих направлений деятельности:
   • формирование системных знаний по проблемам охраны окружающей среды в процессе промышленного производства, умений прогнозировать результаты воздействия производства на природную среду;
   • формирование экологического сознания, воспитание экологической культуры, чувства ответственности, а также рационального и бережного отношения к использованию природных ресурсов;
   • развитие потребности лично участвовать в природоохранной деятельности, в том числе и в пропаганде знаний в области охраны окружающей среды;
   • ознакомление с новыми, перспективными, экологически чистыми ресурсо– и энергосберегающими методами природопользования.
   В результате освоения дисциплины студентам необходимо знать:
   • закономерности развития жизни на Земле, принципы устройства и функционирования биосферы;
   • основные проблемы взаимоотношений человека, общества и окружающей среды;
   • важнейшие законы классической экологии;
   • основные экологические проблемы и мероприятия по охране окружающей среды в отрасли;
   • виды мониторинга и нормирование качества окружающей среды;
   • экологические требования к размещению и проектированию промышленных и иных объектов;
   • направления государственной политики в области рационального природопользования, охраны окружающей среды;
   • экономические рычаги управления природопользованием;
   • законодательные и другие нормативные правовые акты в области рационального природопользования, охраны окружающей среды;
   • систему экологического контроля и государственного управления;
   • значение международного сотрудничества в решении глобальных и региональных экологических проблем;
   • экологические понятия, термины и определения;
   • классификацию и состояние природных ресурсов;
   • виды природопользования;
   • классификацию источников загрязнения окружающей среды;
   • экологическую характеристику производства;
   • нормирование выбросов и сбросов вредных веществ в природную среду;
   • основные принципы защиты окружающей среды.
   Студенты должны уметь:
   • проводить экологическую оценку технических и технологических решений;
   • обосновывать основные нормативы допустимого воздействия на окружающую среду;
   • выбирать необходимое оборудование для очистки газовоздушных выбросов и сточных вод;
   • прогнозировать последствия техногенного воздействия на окружающую среду;
   • определять экологические аспекты, связанные с производственной деятельностью;
   • пользоваться различными источниками информации в области охраны окружающей среды и осуществлять пропаганду экологических и природоохранных знаний в профессиональной деятельности;
   • организовывать мониторинг состояния окружающей среды;
   • давать экономическую оценку природных ресурсов, ущерба от загрязнения окружающей среды.
   В экологии, как в большинстве других дисциплин, термины и определения стандартизированы, что является достаточно важным при рассмотрении правовых взаимоотношений между хозяйственными субъектами. Поэтому в пособии должное внимание уделяется терминологии. Наиболее важными предмето-образующими являются:
   • природная среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов;
   • окружающая среда – совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов;
   • благоприятная окружающая среда – окружающая среда, качество которой обеспечивает экологическую безопасность, устойчивое функционирование естественных экологических систем, иных природных и природно-антропогенных объектов;
   • компоненты природной среды – земля (включая почвы), недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир, а также озоновый слой и околоземное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности благоприятные условия для существования жизни на земле;
   • охрана окружающей среды (природоохранная деятельность) – деятельность государственных органов, общественных объединений, иных юридических лиц и граждан, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение загрязнения, деградации, повреждения, истощения, разрушения, уничтожения и иного вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности и ликвидацию ее последствий;
   • экологическая безопасность – состояние защищенности окружающей среды, жизни и здоровья граждан от возможного вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
   • экологический риск – вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для окружающей среды и вызванного вредным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера;
   • требования в области охраны окружающей среды (природоохранные требования, требования экологической безопасности) – предъявляемые к хозяйственной и другой деятельности обязательные условия, ограничения или их совокупность, установленные законами, нормативными правовыми актами, нормативами в области охраны окружающей среды, государственными стандартами и иными техническими нормативными правовыми актами.
   Дисциплина «Основы экологии» является естественнонаучной дисциплиной и базируется на знаниях, полученных студентами по биологии, химии, физике и специальным предметам.

Глава 1. Правовые и организационные основы экологической безопасности

1.1. Основные направления и принципы государственной политики в области охраны окружающей среды

   В Республике Беларусь основным направлением государственной политики в области охраны окружающей среды является осуществление прав граждан республики на благоприятную для жизнедеятельности среду обитания, прав будущих поколений на пользование природно-ресурсным потенциалом без снижения комфортности существования и права на компенсацию ущерба, нанесенного здоровью или имуществу граждан в результате изменения качества окружающей среды. Документом, обеспечивающим права граждан на безопасную среду обитания, является Конституция Республики Беларусь (ст. 34, 44, 45, 46, 55).
   • Основные направления государственной экологической политики определены Концепцией государственной политики Республики Беларусь в области охраны окружающей среды, утвержденной Верховным Советом Республики Беларусь 06.09.1995 г., Национальной стратегией устойчивого социально-экономического развития Республики Беларусь на период до 2020 г. (НСУР–2020), Стратегией в области охраны окружающей среды Республики Беларусь на период до 2020 г., Водной стратегией Республики Беларусь на период до 2020 г., Национальным планом выполнения обязательств, принятых Республикой Беларусь по реализации положений Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях, в 2011–2015 гг., закреплены в законе «Об охране окружающей среды» и других законодательных актах. Кроме того, в Концепции национальной безопасности Республики Беларусь, утвержденной Указом Президента Республики Беларусь № 575 от 09.11.2010 г. основными национальными интересами в экологической сфере являются:
   • обеспечение экологически благоприятных условий жизнедеятельности граждан;
   • преодоление негативных последствий радиоактивного загрязнения территории страны и иных чрезвычайных ситуаций, реабилитация экологически нарушенных территорий;
   • устойчивое природно-ресурсное обеспечение социально-экономического развития страны;
   • рациональное использование природно-ресурсного потенциала, сохранение биологического и ландшафтного разнообразия, экологического равновесия природных систем;
   • содействие поддержанию глобального и регионального экологического равновесия.
   Основные источники угроз национальной безопасности страны заключаются в следующем:
   • радиоактивное, химическое и биологическое загрязнение почв, земель, вод, недр, растительности и атмосферы;
   • высокая концентрация на территории республики экологически опасных объектов, их размещение вблизи жилых зон и систем жизнеобеспечения;
   • образование больших объемов отходов производства и потребления при низкой степени их вторичного использования, повышенные уровни выбросов и сбросов загрязняющих веществ;
   • деградация земель, лесов и природных комплексов, истощение минерально-сырьевых, водных и биологических ресурсов;
   • недостаточное развитие правовых и экономических механизмов обеспечения экологической безопасности, систем учета природных ресурсов, мониторинга чрезвычайных ситуаций и качества окружающей среды;
   • глобальное изменение окружающей природной среды, трансграничный перенос загрязняющих веществ на территорию страны;
   • размещение вблизи границ крупных экологически опасных объектов, захоронение ядерных отходов на сопредельных территориях.
   Основополагающими принципами государственной политики в области охраны окружающей среды являются:
   • государственная собственность на все виды природных ресурсов, которая предусматривает возможность передачи их в соответствии с существующим законодательством в постоянное либо временное пользование от дельным юридическим и физическим лицам. Однако земля, как особый вид природных ресурсов, может находиться как в государственной, так и в частной собственности;
   • охрана окружающей среды, объектов живой и неживой природы на всей территории республики в сочетании с созданием системы особо охраняемых территорий, полностью либо частично выведенных из хозяйственного оборота в природоохранных целях;
   • законодательно обеспеченная, финансируемая из государственного бюджета система государственного контроля за состоянием окружающей среды, охраной и использованием природных ресурсов, качеством продуктов питания, безопасностью промышленной и сельскохозяйственной продукции для окружающей среды и здоровья населения с обязательным разделением по всем звеньям системы контрольных и природопользовательских функций;
   • законодательно обеспеченная система государствен ной экологической экспертизы проектируемых, строящихся и действующих хозяйственных объектов, подтвержденная экономической и правовой ответственностью за невыполнение ее требований или игнорирование ее проведения;
   • привлечение к делу охраны окружающей среды и контроля за ее состоянием широких слоев населения, общественных организаций и движений; поддержка на государственном уровне общественных организаций и движений, занимающихся проблемами охраны живой и неживой природы, здоровья человека и качества окружающей среды;
   • экономический механизм обеспечения охраны окружающей среды;
   • система мер уголовной и административной ответственности за нарушение природоохранного законодательства при условии обязательного возмещения ущерба, нанесенного здоровью граждан или их имуществу за счет нарушителя;
   • совершенствование законодательной базы, системы возмещения потерь виновными в загрязнении окружающей среды на внутригосударственном и международном уровнях;
   • участие в решении глобальных экологических проблем.
   Одним из направлений государственной политики является обеспечение населения информацией о состоянии природной среды и принимаемых соответствующими министерствами и ведомствами мерах по ее оздоровлению. Оперативная информация о состоянии природной среды обычно доводится до населения средствами массовой информации, а также через ведомственные издания.

1.2. Национальная стратегия устойчивого развития страны

   В настоящее время человечество столкнулось с противоречиями между растущими потребностями мирового сообщества и невозможностью биосферы их обеспечить. Богатства природы, ее способность поддерживать развитие общества и возможности ее самовосстановления оказались небезграничными. Возросшая мощь экономики стала разрушительной силой для биосферы и человека. Возникла реальная угроза жизненно важным интересам будущих поколений человечества. Например, согласно многочисленным компьютерным моделям развития общества, разведанных энергоресурсов человечеству хватит не более чем на 110–120 лет.
   Выход из сложившегося положения возможен только в рамках устойчивого (стабильного) социально-экономического развития, восстанавливающего естественные экосистемы до уровней, гарантирующих их стабильность.
   Под устойчивым развитием следует понимать глобально управляемое развитие всего мирового сообщества с целью сохранения биосферы и существования человечества, его непрерывного развития. Устойчивым может быть только мировое сообщество в целом, ибо биосфера и ноосфера – единый организм планеты Земля.
   Устойчивое развитие – это такое развитие, при котором удовлетворение нужд нынешнего поколения происходит без ущемления возможностей будущих поколений удовлетворять свои потребности. В социально устойчивом обществе запасы капитала, уровень технологий и численность населения должны обеспечивать достаточный и гарантированный материальный уровень жизни для всех.
   При управлении процессом перехода к устойчивому развитию общества, определенного в 1987 г. Международной комиссией по окружающей среде и развитию (МКОСР), в качестве целевых и лимитирующих параметров в экологической сфере принимаются уровни удельного (на душу населения и единицу валового национального продукта (ВНП)) потребления энергии и других ресурсов, образования выбросов, сбросов и отходов, а также показатели качества атмосферы, вод, территорий.
   Основным показателем качества жизни человека является продолжительность его жизни, которая, в свою очередь, зависит от объема валового внутреннего продукта (ВВП) на душу населения в стране и энергообеспеченности (табл. 1.1).

   Таблица 1.1.Характеристика некоторых стран по отдельным показателям устойчивого развития (на 1990 г.)

   Как видно из табл. 1.1, продолжительность жизни населения различных по уровню развития стран пропорциональна удельным показателям энергообеспеченности и валового внутреннего продукта.
   Ряд стран с высоким уровнем энергообеспеченности, такие как Норвегия – 25 083, Швеция – 17 130, Исландия – 18 221 кВт × ч/чел., характеризуются еще бо́льшей продолжительностью жизни населения (75–78 лет). Таким образом, при повышении энергообеспеченности страны возрастает ВВП, что улучшает качество жизни и, соответственно, увеличивает продолжительность жизни людей.
   За последние 100 лет в масштабах всей планеты постепенно сформировалось понимание, что уже сейчас настало время коренным образом изменять свое отношение к биосфере, ее ресурсам, а также начинать борьбу за их сохранение и восстановление. В противном случае человек, как биологический вид, может просто исчезнуть с лица Земли.
   Мировым сообществом разработаны программные международные документы, которые должны обеспечить устойчивость глобального социально-экономического развития и сохранения качеств окружающей среды, ее ресурсов. Это, прежде всего, «Повестка дня на XXI век» (Рио-де-Жанейро, 1992), а также ряд конвенций и протоколов по защите и охране окружающей среды.
   Необходимость устойчивого развития актуальна и для нашей республики, экономика которой долгое время являлась составной частью экономики бывшего СССР, имела и имеет чрезвычайно высокую зависимость от поставок энергоносителей, сырья и иных жизненно важных производственных ресурсов из других стран и, прежде всего, из России.
   Большая роль в государственной политике в области охраны окружающей среды отводится формированию целостной системы планирования соответствующих мероприятий.
   Наиболее масштабным документом в этом плане на сегодняшний день является НСУР–2020, разработанная в соответствии с Законом Республики Беларусь «О государственном прогнозировании и программах социально-экономического развития Республики Беларусь».
   Впервые НСУР Республики Беларусь была разработана и одобрена Правительством страны в 1997 г. (НСУР–97). Она основывалась на идейных принципах и методологических подходах «Повестки дня на XXI век», определенных Конференцией Организации Объединенных Наций (ООН) по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992).
   НСУР–2020 учла изменения, произошедшие в стране и мире за последние годы, а также важнейшие программные документы, принятые в Республике Беларусь, новые международные соглашения, в том числе Декларацию тысячелетия ООН, принятую Генеральной Ассамблеей в 2000 г., Политическую декларацию и План выполнения решений Всемирной встречи на высшем уровне по устойчивому развитию в Йоханнесбурге (2002) и др.
   В НСУР–2020 дальнейшее развитие получили основные положения действующих прогнозных документов, таких, как Комплексный прогноз научно-технического прогресса на 2001–2020 гг., Программа развития промышленного комплекса Республики Беларусь на 1998–2015 гг., Программа структурной перестройки и повышения конкурентоспособности экономики Республики Беларусь, Концепция национальной безопасности Республики Беларусь и других государственных целевых и отраслевых программ.
   В НСУР–2020 большое внимание уделено особенностям прогнозного периода, дальнейшей реализации «Повестки дня на XXI век», гармонизации социального, экономического и экологического развития как равноценных взаимодополняющих составляющих в едином сбалансированном комплексе «человек – окружающая среда – экономика».
   Учитывая опыт реализации НСУР–97, «Повестки дня на XXI век», итоговых документов Всемирного саммита в Йоханнесбурге, национальная стратегия строится на следующих принципах устойчивого развития:
   • человек – цель прогресса; уровень человеческого развития – мера зрелости общества, государства, его социально-экономической политики;
   • повышение уровня благосостояния нации, преодоление бедности, изменение структур потребления;
   • приоритетное развитие систем здравоохранения, образования, науки, культуры – важнейших сфер духовной жизни общества, факторов долгосрочного роста производительной, творческой активности народа, эволюции народного хозяйства;
   • улучшение демографической ситуации, содействие устойчивому развитию поселений;
   • переход на природоохранный, ресурсосберегающий, инновационный тип развития экономики;
   • усиление взаимосвязи экономики и экологии, формирование эколого-ориентированной экономической системы, развитие ее в пределах хозяйственной емкости эко систем;
   • рациональное природопользование, предполагающее нерасточительное расходование возобновляемых и максимально возможное уменьшение потребления невозобновляемых ресурсов, расширение использования вторичных ресурсов, безопасную утилизацию отходов;
   • развитие международного сотрудничества и социального партнерства в целях сохранения, защиты и восстановления экосистем;
   • экологизация мировоззрения человека, систем образования, воспитания, морали с учетом новых цивилизационных ценностей;
   • ведущая роль государства в осуществлении целей и задач устойчивого развития, совершенствование систем управления, политических механизмов принятия и реализации решений;
   • повышение скоординированности и эффективности деятельности государства, частного бизнеса и гражданского общества.
   Указанные принципы служат идейными ориентирами, методологическим каркасом построения НСУР–2020 и ее разделов.
   Переход к устойчивому развитию потребует скоординированных действий во всех сферах жизни общества, адекватной переориентации социальных, экономических и экологических институтов государства, регулирующая роль которого в таких преобразованиях будет определяющей.

1.3. Государственное управление и контроль в области охраны окружающей среды

   Государственное управление в области охраны окружающей среды осуществляется Президентом Республики Беларусь, Советом Министров Республики Беларусь, Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь (далее – Минприроды) и его территориальными органами, иными специально уполномоченными республиканскими органами государственного управления и их территориальными органами, местными Советами депутатов, исполнительными и распорядительными органами в пределах их компетенции.
   Президент Республики Беларусь, являясь Главой государства, на основе и в соответствии с Конституцией Республики Беларусь издает декреты, указы, распоряжения по вопросам охраны окружающей среды, имеющие обязательную силу на всей территории страны. Непосредственно или через создаваемые им органы осуществляет контроль за соблюдением природоохранного законодательства.
   Правительство – Совет Министров Республики Беларусь – осуществляет исполнительную власть в Республике Беларусь, реализует государственную экологическую политику, разработку и исполнение государственных эко логических программ и крупных природоохранных мероприятий, координирует деятельность в области охраны окружающей среды и природопользования министерств и иных республиканских органов государственного управления, осуществляет международное сотрудничество в этой области.
   Местные исполнительные и распорядительные органы – областные, районные, городские, поселковые, сельские исполнительные комитеты – несут ответственность за состояние окружающей среды на соответствующих территориях, выполнение государственных экологических программ и иных природоохранных мероприятий; разрабатывают и утверждают местные программы охраны природы, организуют их выполнение, обеспечивают их материально-техническое снабжение.
   Все вышеперечисленные институты относятся к органам управления общей компетенции.
   Иными специально уполномоченными государственными органами управления (органы специальной компетенции) в рамках своего направления деятельности являются:
   • Минприроды;
   • Министерство здравоохранения Республики Беларусь (далее – Минздрав);
   • Министерство по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь (далее – МЧС);
   • Министерство лесного хозяйства Республики Беларусь;
   • Министерство внутренних дел Республики Беларусь;
   • Управление делами Президента Республики Беларусь;
   • Государственный таможенный комитет Республики Беларусь;
   • Департамент по гидрометеорологии Минприроды;
   • Комитет по земельным ресурсам, геодезии и картографии при Совете Министров Республики Беларусь.
   Республиканским органом государственного управления и контроля является Минприроды. Главные его задачи определены Положением о министерстве:
   • разработка и проведение единой государственной политики в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов;
   • комплексное управление природоохранной деятельностью в республике, координация работы в этом направлении других республиканских органов государственного управления и юридических лиц;
   • организация государственного контроля в области охраны окружающей среды и природопользования;
   • осуществление международного сотрудничества и др.
   Контроль является важнейшей правовой мерой обеспечения рационального использования природных ресурсов, выполняющий предупредительную, информационную и карательную функции. Задачами контроля являются установление, пресечение и предупреждение совершенных физическими и юридическими лицами нарушений норм экологической безопасности и охраны окружающей среды. В области охраны окружающей среды осуществляется государственный, ведомственный, производственный и общественный контроль.
   Государственный контроль осуществляется Минприроды, а также вышеуказанными специально уполномоченными органами, наделенными правами государственного контроля.
   Ведомственный контроль осуществляется органами государственного управления либо организациями в целях проверки соблюдения подчиненными им юридическими лицами экологического законодательства, выполнения отраслевых программ и мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охраны окружающей среды, а также исполнения предписаний Минприроды и других органов.
   Производственный контроль должны осуществлять все юридические лица и индивидуальные предприниматели, если их хозяйственная и иная деятельность оказывает воздействие на окружающую среду.
   Общественный контроль производится общественными инспекторами охраны природы, общественными объединениями, осуществляющими свою деятельность в области охраны окружающей среды, а также гражданами в соответствии с законодательством Республики Беларусь. Возможность участия общественности в принятии экологически значимых решений закреплена на международно-правовом уровне Орхусской конвенцией о доступе к информации, участии общественности в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды, утвержденной Указом Президента Республики Беларусь от 14.12.1998 г. Причем понятие «общественность» Орхусская конвенция определяет как «одно или более чем одно физическое или юридическое лицо». Таким образом, граждане могут осуществлять общественный контроль в области охраны окружающей среды как единолично, так и путем объединения группы лиц без специальной регистрации и обретения правосубъектности.
   Аналитический (лабораторный) контроль является составной частью всех видов контроля. Он проводится для оценки количественных и качественных характеристик выбросов в атмосферный воздух и сбросов в поверхностные и подземные воды загрязняющих веществ, а также загрязнения земель (включая почвы) и состава отходов.
   Аналитический контроль, который проводится в рамках государственного контроля, является государственным аналитическим контролем. Как правило, он проводится Минприроды и его территориальными органами.
   Ведомственный аналитический контроль осуществляется министерствами, ведомствами, объединениями за счет собственных средств.
   Производственный аналитический контроль осуществляется юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями самостоятельно также за счет собственных средств.
   Общий государственный надзор за соблюдением законодательства осуществляется Прокуратурой Республики Беларусь. Споры, возникающие при рассмотрении дел по нарушению законодательства, разрешаются судами в установленном законодательством порядке.

1.4. Законодательные и иные нормативные правовые акты по охране окружающей среды

1.4.1. Основные положения законодательства

   Задачами законодательства Республики Беларусь об охране окружающей среды являются: обеспечение безопасного для жизни и здоровья людей состояния окружающей среды; предотвращение вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной или иной деятельности; регулирование отношений в области охраны, использования и воспроизводства природных ресурсов; сохранение природных ресурсов, генетического фонда живой природы; охрана естественных богатств, природного окружения, ландшафтов и других природных комплексов.
   Законодательство в области охраны окружающей среды определяет права и обязанности организаций, учреждений, общественных объединений и граждан по обеспечению условий безопасного проживания на территории республики, а также гарантии государства прав граждан на здоровую и благоприятную для жизни окружающую среду; компетенцию специально уполномоченных государственных и иных органов в области охраны окружающей среды; лимиты на пользование природными ресурсами; платежи за пользование природными ресурсами; экологические требования к хозяйственной и иной деятельности; особенности контроля и надзора в области охраны окружающей среды, а также ответственность природопользователей за нарушение природоохранного законодательства.
   Объектами природы, подлежащими охране, являются как вовлеченные, так и неиспользуемые напрямую, либо в данный период времени, виды природных ресурсов, к которым относятся: климатические ресурсы, атмосфера (включая озоновый слой); земля и ее недра, почва; воды (поверхностные, подземные, почвенная влага); растительный и животный мир в их видовом разнообразии во всех сферах обитания и произрастания; типичные и редкие ландшафты, а также иные природные объекты как компоненты экологических систем в биосфере.
   Учитывая сложность экологического законодательства, а также большое количество других действующих в этой области нормативных документов, необходимо четко представлять систему нормативно-правового обеспечения охраны окружающей среды. Это особенно может быть важным при рассмотрении экологических проступков в судебных органах.
   В соответствии с Законом Республики Беларусь «О нормативных правовых актах Республики Беларусь» к нормативным правовым актам (НПА) относятся официальные документы установленной формы, содержащие общеобязательные правила поведения, рассчитанные на неопределенный круг лиц и неоднократное применение. Все действующие НПА приведены в единую систему, характеризующуюся внутренней согласованностью и обеспечивающую правовое регулирование общественных отношений путем определения их иерархии, основой которой во всей системе законодательства является юридическая сила НПА.
   В Беларуси определена следующая иерархия НПА:
   • Конституция Республики Беларусь – Основной Закон Республики Беларусь, имеющий высшую юридическую силу и закрепляющий основополагающие принципы и нормы правового регулирования важнейших общественных отношений;
   • Решение референдума – НПА, регулирующий важнейшие вопросы государственной и общественной жизни, принятый республиканским или местным референдумом;
   • Программный закон – закон, принимаемый в установленном Конституцией Республики Беларусь порядке и по определенным ею вопросам;
   • Кодекс Республики Беларусь (кодифицированный НПА) – закон, обеспечивающий полное системное регулирование определенной области общественных отношений;
   • Закон Республики Беларусь – НПА, закрепляющий принципы и нормы регулирования наиболее важных общественных отношений;
   • Декрет Президента Республики Беларусь – НПА Главы государства, имеющий силу закона, издаваемый в соответствии с Конституцией Республики Беларусь на основании делегированных ему Парламентом законодательных полномочий либо в случаях особой необходимости (временный декрет) для регулирования наиболее важных общественных отношений;
   • Указ Президента Республики Беларусь – НПА Главы государства, издаваемый в целях реализации его полномочий и устанавливающий (изменяющий, отменяющий) определенные правовые нормы;
   • Директива Президента Республики Беларусь – указ программного характера, издаваемый Главой государства в целях системного решения вопросов, имеющих приоритетное политическое, социальное и экономическое значение;
   • Постановления палат Парламента (Национального собрания Республики Беларусь) – НПА, принимаемые палатами Парламента (Национального собрания Республики Беларусь) в случаях, предусмотренных Конституцией Республики Беларусь;
   • Постановление Совета Министров Республики Беларусь – НПА Правительства Республики Беларусь;
   • Акты Конституционного Суда Республики Беларусь, Верховного Суда Республики Беларусь (постановления Пленума Верховного Суда Республики Беларусь), Высшего Хозяйственного Суда Республики Беларусь (постановления Пленума Высшего Хозяйственного Суда Республики Беларусь), Генерального прокурора Республики Беларусь и других государственных органов управления – НПА, принимаемые в пределах их компетенции по регулированию общественных отношений, установленных Конституцией Республики Беларусь.
   Следует иметь в виду, что НПА вышестоящего государственного органа (должностного лица) имеет большую юридическую силу по отношению к НПА нижестоящего государственного органа (должностного лица).
   Вновь принятый НПА обладает большей юридической силой по отношению к ранее принятому (изданному) по тому же вопросу НПА того же государственного органа (должностного лица).
   Конституция Республики Беларусь обладает высшей юридической силой. Законы, декреты, указы и иные акты государственных органов (должностных лиц) принимаются (издаются) на основе и в соответствии с Конституцией Республики Беларусь. В случае расхождения закона, декрета, указа или иного НПА с Конституцией Республики Беларусь действует Конституция Республики Беларусь.
   Основу законодательства Республики Беларусь в области охраны окружающей среды и природопользования составляют:
   • Конституция Республики Беларусь (ст. 34, 46, 55);
   • Кодексы Республики Беларусь – о земле, о недрах, водный, лесной и др.;
   • Законы Республики Беларусь – «Об охране окружающей среды», «Об охране атмосферного воздуха», «О государственной экологической экспертизе», «Об обращении с отходами», «О санитарно-эпидемическом благополучии населения», «О животном мире», «О возобновляемых источниках энергии», «О гидрометеорологической деятельности», «О растительном мире», «Об охране озонового слоя», «Об особо охраняемых природных территориях и объектах», «Об отходах», «О питьевом водоснабжении», «Об оценке соответствия требованиям технических нормативных актов в области технического нормирования и стандартизации», «О техническом нормировании и стандартизации», «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», «О радиационной безопасности населения», «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», «О здравоохранении», «О предприятиях» и др.;
   • Декреты и Указы Президента Республики Беларусь – Указы Президента Республики Беларусь «О таксах для определения размера возмещения вреда, причиненного окружающей среде» № 348 от 24.06.2008 г. с изменениями № 618 от 03.12.2010 г., а также «О критериях отнесения хозяйственной и иной деятельности, которая оказывает вредное воздействие на окружающую среду, к экологически опасной деятельности» № 349 от 24.06.2008 г. и др.
   Предотвращение чрезвычайных ситуаций на территории страны регулируют законы «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», «О перевозке опасных грузов».
   Правовой основой организации работ по охране окружающей среды в республике является Конституция Республики Беларусь (ст. 46), которая гарантирует право граждан на благоприятную окружающую среду и на возмещение вреда, причиненного нарушением этого права. В соответствии с этой же статьей государство осуществляет контроль за рациональным использованием природных ресурсов в целях защиты и улучшения условий жизни, а также охраны и восстановления окружающей среды. В ст. 55 декларируется, что охрана природной среды – долг каждого.
   Систему экологического законодательства консолидирует Закон Республики Беларусь «Об охране окружающей среды», в ст. 3 которого определены основные задачи законодательства Республики Беларусь в этой области:
   • обеспечение благоприятной окружающей среды;
   • регулирование отношений в области охраны природных ресурсов, их использования и воспроизводства;
   • предотвращение вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности;
   • улучшение качества окружающей среды;
   • обеспечение рационального использования природных ресурсов и др.
   Кроме того, Республика Беларусь является участницей более 20 международных конвенций в области охраны окружающей среды. За последнее десятилетие ею заключено более 40 международных двусторонних и многосторонних договоров.

1.4.2. Технические нормативные правовые акты

   Конкретные нормы экологической безопасности регламентируются техническими нормативными правовыми актами (ТНПА), к которым относятся: технические регламенты; технические кодексы установившейся практики; стандарты, в том числе государственные стандарты Республики Беларусь (СТБ, ГОСТ); стандарты организаций; технические условия; авиационные правила; зоогигиенические, ветеринарные, ветеринарно-санитарные нормы и правила; санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы; государственные классификаторы технико-экономической информации; формы государственных статистических наблюдений и указания по их заполнению и другие документы, утвержденные в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь.
   К специальным ТНПА в области природопользования и охраны окружающей среды относятся технические регламенты (ТР), технические кодексы установившейся практики (ТКП), государственные, межгосударственные и международные стандарты, строительные нормы и правила (СНиП), строительные нормы Республики Беларусь (СНБ), санитарные правила и нормы (СанПиН), гигиенические нормативы (ГН), руководящие документы (РД), республиканские допустимые уровни (РДУ), правила, инструкции и др.
   Технический регламент – это ТНПА, устанавливающий непосредственно и (или) путем ссылки на ТКП или ГОСТ (СТБ) Республики Беларусь обязательные для соблюдения технические требования, связанные с безопасностью продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации, а также утилизации или оказания услуг. Таким образом, ТР определяет требования безопасности ко всему жизненному циклу продукции.
   Технический кодекс установившейся практики представляет собой ТНПА, содержащий основанные на результатах установившейся практики технические требования к процессам разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказанию услуг. В настоящее время в Беларуси действуют более сотни ТКП, регламентирующих различные вопросы в области охраны окружающей среды.
   Стандарт – это ТНПА, разработанный в процессе стандартизации на основе согласия большинства заинтересованных субъектов технического нормирования и стандартизации и содержащий технические требования к продукции, процессам ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказанию услуг.
   Основные требования в области охраны окружающей среды и природопользования разработаны в специальной системе стандартов Республики Беларусь, которая представляет собой комплекс взаимосвязанных стандартов, направленных на охрану окружающей среды, сохранение, восстановление и рациональное использования природных ресурсов. СТБ 17.00.00–01–2008 устанавливает основные положения этой системы, определяет основные объекты стандартизации и классификацию стандартов в области охраны окружающей среды.
   Стандарты и ТКП в области охраны окружающей среды и природопользования систематизированы по блокам, представленным в табл. 1.2.

   Таблица 1.2.Классификация стандартов и ТКП в области охраны окружающей среды

В зависимости от характера стандартизируемого объекта стандарты подразделяются на группы (табл. 1.3.).

Таблица 1.3.Классификация групп стандартов в области охраны окружающей среды

Обозначение стандартов системы стандартов в области охраны окружающей среды и природопользования состоит из индекса (вид стандарта), номера системы (17.) по межгосударственному классификатору, номера блока, номера группы, порядкового номера стандарта и цифр, указывающих год утверждения либо пересмотра стандарта (рис. 1.1).

   Рис. 1.1. Блок-схема стандартов Республики Беларусь в области охраны окружающей среды и природопользования

   Кроме того, в республике действуют многие базовые стандарты в области охраны природы, принятые в годы СССР. В соответствии со ст. 1 Закона Республики Беларусь «О применении на территории Республики Беларусь законодательства СССР» акты законодательства СССР применяются в случае отсутствия законодательства Республики Беларусь, регламентирующего соответствующие общественные отношения.
   Например, ГОСТ 17.0.0.01 устанавливает назначение, классификацию и структуру стандартов в системе стандартов в области охраны природы.
   Многие направления охраны окружающей среды регламентируются другими международными, межгосударственными и государственными НПА, ТНПА, утвержденными специально уполномоченными государственными органами, а также отраслевыми и локальными ТНПА.
   Таким образом, по уровню принятия документов в области охраны окружающей среды их условно можно разделить на международные, государственные (межотраслевые), отраслевые и локальные (документация системы управления окружающей средой, экологические паспорта предприятий, инструкции по производственному контролю в области охраны окружающей среды, инструкции по обращению с отходами и др.).

1.5. Права и обязанности природопользователей по охране окружающей среды

   Права и обязанности природопользователей установлены Конституцией Республики Беларусь, Законом Республики Беларусь «Об охране окружающей среды», Водным кодексом Республики Беларусь, Законами Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха», «Об обращении с отходами», другими законами и ТНПА.
   В ст. 12 Закона Республики Беларусь «Об охране окружающей среды» установлены следующие основные права и обязанности граждан в области охраны окружающей среды.
   Каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду и на возмещение вреда, причиненного нарушением этого права, а также на получение, хранение и распространение полной, достоверной и своевременной информации о состоянии окружающей среды.
   Граждане имеют право:
   • создавать в соответствии с законодательством Республики Беларусь общественные объединения, осуществляющие свою деятельность в области охраны окружающей среды, и общественные фонды охраны природы;
   • обращаться в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь, в органы государственного управления, иные организации и к должностным лицам для получения полной, достоверной и своевременной информации о состоянии окружающей среды и мерах по ее охране;
   • принимать участие в подготовке и обсуждении материалов по оценке воздействия на окружающую среду планируемой хозяйственной и иной деятельности;
   • вносить предложения о проведении общественной экологической экспертизы и участвовать в ее проведении в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь;
   • оказывать содействие государственным органам в решении вопросов охраны окружающей среды;
   • осуществлять общественный контроль в области охраны окружающей среды;
   • обращаться в государственные органы с жалобами, заявлениями и предложениями по вопросам, касающимся охраны окружающей среды, вредного воздействия на окружающую среду, и получать своевременные и обоснованные ответы;
   • предъявлять в суд иски о возмещении вреда, причиненного их жизни, здоровью, имуществу в результате вредного воздействия на окружающую среду.
   Право на благоприятную окружающую среду принадлежит гражданину от рождения и подлежит защите как личное имущественное право, не связанное с имущественным, в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь. Моральный вред, причиненный гражданину нарушением его права на благоприятную окружающую среду, подлежит компенсации в соответствии с законодательством.
   К обязанностям граждан относятся:
   • соблюдение законодательства Республики Беларусь об охране окружающей среды;
   • повышение экологической культуры, содействие воспитанию подрастающего поколения в этой области;
   • охрана природной среды и бережное рациональное использование природных ресурсов;
   • выполнение требований в области обращения с отходами;
   • выполнение требований пожарной безопасности;
   • соблюдение правил охоты и рыболовства;
   • выполнение требований, установленных в целях борьбы с бытовым шумом в помещениях, на улицах, во дворах, на территории садоводческих товариществ (кооперативов), в местах отдыха и иных общественных местах;
   • выполнение предписаний органов и должностных лиц, осуществляющих государственный контроль в области охраны окружающей среды;
   • возмещение в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь, вреда, причиненного их действиями окружающей среде.
   Законодательством Республики Беларусь могут быть определены иные права и обязанности граждан в области охраны окружающей среды. Предприятия, учреждения, организации и другие субъекты хозяйствования, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух, вредным воздействием на него физических и иных факторов, обязаны:
   • соблюдать законодательство об охране атмосферного воздуха и действующие в этой области нормы и правила;
   • обеспечивать выполнение республиканских и местных программ, проектов и мероприятий по охране атмосферного воздуха;
   • планировать и осуществлять мероприятия, направленные на предупреждение и ликвидацию загрязнения атмосферного воздуха;
   • информировать государственные органы, осуществляющие государственный контроль в области охраны атмосферного воздуха, об аварийных ситуациях, о нарушениях технологических процессов, которые могут вызвать загрязнение атмосферного воздуха и создать угрозу здоровью населения;
   • проводить обучение работников по вопросам охраны и рационального использования атмосферного воздуха;
   • проводить работы по проектированию и строительству объектов, зданий и сооружений, изменению объема и профиля действующих производств, технологий и видов сырья только после получения положительного заключения государственной экологической экспертизы;
   • обеспечивать контроль за объемом и составом загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, и уровнями вредного физического и иного воздействия на него; принимать необходимые меры по соблюдению технологических процессов и выполнению требований по охране атмосферного воздуха, рациональному его потреблению;
   • обеспечивать соблюдение установленных нормативов качества атмосферного воздуха на основе соблюдения технологических процессов, надежной и эффективной работы очистных сооружений, установок и средств контроля;
   • производить выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух по разрешению, выдаваемому республиканским органом государственного управления по природным ресурсам и охране окружающей среды или его территориальными органами в пределах их компетенции;
   • обеспечивать соблюдение правил транспортирования и хранения веществ и материалов с целью недопущения загрязнения ими атмосферного воздуха;
   • приостанавливать или полностью прекращать производство в случае невозможности соблюдения нормативов и стандартов по охране атмосферного воздуха.
   Аналогичные обязанности установлены соответствующими НПА по другим направлениям деятельности – обращению с отходами производства и потребления, водопотреблению и водоотведению, лесо-, землепользованию, использованию минеральных ресурсов и др.

1.6. Ответственность за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды и природопользования

   В соответствии со ст. 98 Закона Республики Беларусь «Об охране окружающей среды» правонарушениями в области охраны окружающей среды являются:
   • нарушение НПА в области охраны окружающей среды и природопользования;
   • нарушение требований экологической безопасности;
   • нарушение порядка реализации проектных решений планируемой хозяйственной и иной деятельности, подлежащих государственной экологической экспертизе;
   • нарушение правил безопасности при обращении с опасными химическими или иными веществами и отходами;
   • нарушение правил охоты;
   • разжигание костров в запрещенных местах и еще многие другие деяния, подробно рассмотренные в специальных законодательных актах (см. п. 1.3).
   Нарушение законодательства в области охраны окружающей среды влечет дисциплинарную, материальную, административную и уголовную ответственность. Привлечение лиц к ответственности не освобождает их от возмещения вреда, причиненного в результате вредного воздействия на окружающую среду, и выполнения мероприятий по ее охране.
   Применение дисциплинарной ответственности регламентировано Трудовым кодексом Республики Беларусь (ст. 197–204). Сущность дисциплинарной ответственности выражается в наложении на виновного работника дисциплинарного взыскания за невыполнение служебных обязанностей, связанных с охраной окружающей среды и природопользования, которые определены в должностных инструкциях.
   К нарушителям могут быть применены следующие виды взысканий – замечание, выговор, увольнение. Законодательством и уставами предприятий могут быть установлены иные виды дисциплинарных взысканий, например, перевод на нижеоплачиваемую работу на определенный срок или понижение в должности. Независимо от применения мер дисциплинарного взыскания нарушители могут лишаться премий, им могут быть изменены сроки предоставления трудовых отпусков и пр. Виды и порядок применения таких мер определяются правилами внутреннего трудового распорядка, коллективными договорами, соглашениями и другими локальными актами.
   Кроме того, ст. 400–409 Трудового кодекса предусмотрено, что нарушители законодательства в области охраны окружающей среды могут быть привлечены к материальной ответственности. Этот вид ответственности отличается от имущественной ответственности, предусмотренной гражданским законодательством. В данном случае материальная ответственность выражается в обязанности работника возместить в установленном порядке и установленных размерах вред, причиненный по его вине организации в результате ненадлежащего исполнения своих трудовых обязанностей. Например, материальную ответственность несут работники, по вине которых организация понесла расходы по возмещению вреда, причиненного правонарушением в области охраны окружающей среды.
   Административная ответственность выражается в применении уполномоченным государственным органом мер административного взыскания за совершение административных проступков. Кодекс об административных правонарушениях в Республики Беларусь (КОАП) определяет составы административных проступков, при совершении которых наступает административная ответственность; компетенцию органов, привлекающих нарушителей к этому виду ответственности; виды административных взысканий; особенности привлечения субъектов к административной ответственности и т. п.
   К административной ответственности могут быть привлечены физические и должностные лица.
   В настоящее время применяются следующие виды административных взысканий – предупреждение, штраф, конфискация предмета (орудия) совершения правонарушения, лишения специальных прав, например права на охоту.
   Предупреждение как мера административного взыскания выносится в письменной форме должностным лицом в виде постановления по окончании рассмотрения дела. Размер штрафа устанавливается должностным лицом, рассматривающим правонарушение. В некоторых случаях нарушители могут освобождаться от штрафных санкций ввиду малозначительности правонарушения. В случае неуплаты штрафа нарушителем в установленный срок в организацию направляется постановление о наложении штрафа для его принудительного удержания из заработной платы, стипендии, пенсии нарушителя. Конфискация предмета, явившегося орудием совершения или непосредственно объектом административного правонарушения, состоит в принудительном безвозмездном обращении его в собственность государства. Лишение прав охоты применяется на срок до пяти лет за грубое или систематическое нарушение порядка пользования этим правом. Срок лишения такого права не может быть менее пятнадцати дней.
   Уголовная ответственность наступает за представляющие общественную опасность правонарушения против экологической безопасности и природной среды. Такими преступлениями признаются совершенные умышленно или по неосторожности общественно опасные деяния, причинившие или способные причинить вред земле, водам, недрам, лесам, животному и растительному миру, атмосфере и другим природным объектам.
   В соответствии с Уголовным кодексом Республики Беларусь (ст. 131, 263–283) уголовная ответственность предусмотрена за следующие преступления:
   • экоцид – умышленное массовое уничтожение растительного или животного мира, либо отравление атмосферы или водных ресурсов, либо совершение иных умышленных действий, способных вызвать экологическую катастрофу;
   • умышленное уничтожение или повреждение особо охраняемых природных объектов;
   • нарушение режима особо охраняемых природных территорий и объектов;
   • нарушение требований экологической безопасности;
   • прием в эксплуатацию экологически опасных объектов;
   • непринятие мер по ликвидации последствий нарушения экологического законодательства;
   • сокрытие либо умышленное искажение сведений о загрязнении окружающей среды;
   • порча земель, уничтожение либо повреждение торфяников;
   • нарушение правил охраны недр;
   • загрязнение или засорение вод, нарушение правил водопользования;
   • загрязнение атмосферы;
   • загрязнение леса, уничтожение или повреждение леса по неосторожности, незаконная порубка деревьев и кустарников;
   • нарушение правил безопасности при обращении с экологически опасными веществами и отходами;
   • нарушение правил безопасности при обращении с микробиологическими, другими биологическими агентами или токсинами;
   • нарушение правил борьбы с сорной растительностью, болезнями и вредителями растений;
   • незаконная добыча рыбы или водных животных;
   • незаконная охота, нарушение правил охраны рыбных ресурсов и водных животных.
   Крупным размером ущерба, предусматривающего ответственность за совершение правонарушений в области охраны окружающей среды, признается размер ущерба на сумму в двести пятьдесят раз и более превышающий размер базовой величины, установленной на день совершения преступления. К особо крупным размерам относится ущерб в тысячу и более раз превышающий размер базовой величины.
   При нарушении требований экологического законодательства работа отдельных производств, цехов и иных объектов может быть ограничена или приостановлена по решению Минприроды или его территориальных органов, местных исполнительных и распорядительных органов и иных уполномоченных органов государственного управления либо по решению суда в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь.
   Приостановка производственной деятельности не допускается для непрерывных технологических процессов, когда она может привести к аварийным ситуациям. В этом случае органы Минприроды передают материалы в прокуратуру для привлечения виновных лиц к ответственности в соответствии с действующим законодательством.

1.7. Организация экологического мониторинга

   Мониторинг окружающей среды представляет собой систему наблюдений за состоянием окружающей среды для своевременной оценки возможных изменений физических, химических и биологических процессов, уровня загрязнения атмосферного воздуха, почвы, водных и других природных объектов, предупреждения и устранения негативных явлений, а также обеспечения заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об окружающей среде и прогнозе ее состояния. Экологический мониторинг является основным инструментом для решения проблем взаимодействия человека и окружающей среды, ресурсо– и энергосбережения, рационального природопользования и других вопросов хозяйственной деятельности.
   Интерпретация термина «мониторинг» (от лат. monitor – наблюдающий, предостерегающий) очень хорошо подходит к современному пониманию задачи мониторинга окружающей среды: наблюдение за состоянием экосистем, контроль их динамики и прогноз возможных изменений с целью управления ими.
   Данные мониторинга необходимы для разработки конкретных мер по предупреждению критических, опасных и вредных для экосистемы и здоровья человека ситуаций, сохранения популяций организмов и их сообществ. В общем виде мониторинг окружающей среды можно представить в виде блок-схемы (рис. 1.2).

   Рис. 1.2. Блок-схема мониторинга окружающей среды

   Объектами мониторинга экосистем являются: их структура, динамика и ритмика; биосферные станции и заповедники; загрязнение почвы, воды и воздуха; изменение газовых составляющих атмосферы.
   В зависимости от характера и объема задач, решаемых мониторингом, различают следующие его виды:
   • локальный (импактный) – контролирует выбросы предприятий, оценивает степень загрязнения промышленных и прилегающих к ним территорий в локальном масштабе;
   • региональный — предназначен для сбора и анализа данных о загрязнении среды на всей территории региона, проведения научных исследований и разработки рекомендаций по охране окружающей среды в данном регионе;
   • фоновый – предназначен для фиксации фонового состояния окружающей среды, осуществляется в рамках программы «Человек и биосфера». Он проводится, как правило, на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность. Все превышения концентраций загрязняющих веществ над фоновыми регистрируются и контролируются соответствующими органами экологического надзора;
   • национальный – направлен на получение информации от региональных систем, от искусственных спутников Земли и космических орбитальных станций, предназначен для раз работки комплексных мер по охране окружающей среды государства;
   • глобальный – используется для исследований и охраны природы в рамках международных соглашений.
   Контроль за состоянием окружающей среды может быть непрерывным, периодическим и с помощью экспресс-методов. Он базируется на физико-химических, спектральных, хроматографических, оптических, лазерных и радиометрических анализах воздуха, воды или почвы. Кроме того, экологический мониторинг осуществляется методами подсчета видов растений на определенной территории и учета поголовья диких животных и птиц, учета гнездований птиц и изучения путей их миграции.
   Национальная система мониторинга окружающей среды (НСМОС), созданная в 1993 г., является структурным элементом мониторинга стран СНГ и Европы. Включает в себя медицинский, биологический, импактный и комплексный экологический мониторинг.
   На структурной схеме организации НСМОС показаны основные исполнители мониторинга (рис. 1.3).
   Мониторинг атмосферного воздуха заключается в наблюдениях за региональными и глобальными потоками загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, атмосферных осадках и снежном покрове в 18 городах, в которых проживает 81,3 % населения республики. Всего контролируется 32 вещества, в том числе оксид углерода, диоксиды азота и серы, взвешенные вещества, формальдегид, фенол.
   Мониторинг поверхностных вод состоит из наблюдений за естественными водоемами и водотоками. Гидрохимические наблюдения ведутся на 83 водных объектах. С ними в комплексе на 74 объектах ведутся гидробиологические исследования. Определяется концентрация в воде 80 веществ, степень загрязнения природных водных объектов и его прогноз.
   Радиационный мониторинг включает в себя наблюдения за мощностью экспозиционной дозы гамма-излучения, за уровнем радиоактивных выпадений из приземного слоя атмосферы, за содержанием радиоактивных аэрозолей в воздухе. Кроме того, контролируется радиоактивное загрязнение вод и почв, лесной и сельскохозяйственной растительности, продуктов питания.
   Мониторинг животного мира проводится с целью контроля за популяциями и сообществами наиболее показательных (массовых) видов животных – диких копытных и птиц, а также фиксирования биоразнообразия в республике. Для этого отмечают видовой состав, плотность, экологическое распределение наиболее массовых видов животных и птиц.

   Рис. 1.3. Структурная схема организации Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь

   Мониторинг подземных вод включает в себя 34 поста фонового ранга и 36 постов регионального ранга. Объектами исследования являются скважины подземных вод. В состав контролируемых показателей входят основные ионы, железо, марганец, фтор, соединения азота, растворенные органические вещества, пестициды и тяжелые металлы.
   Локальный мониторинг проводится в целях наблюдения за источниками вредного воздействия на окружающую среду и состоянием окружающей среды в районе их расположения, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды и вредного воздействия на нее. В состав локального мониторинга входят наблюдения за источниками атмосферного воздуха (соблюдение нормативов допустимых выбросов), за сбросом сточных вод в поверхностные и подземные воды (соблюдение нормативов допустимых сбросов), земли (включая почвы) в районе расположения выявленных или потенциальных источников их загрязнения.
   Исполнителями являются природопользователи, осуществляющие эксплуатацию источников вредного воздействия на окружающую среду. Локальный мониторинг проводится в соответствии с Инструкцией о порядке проведения локального мониторинга окружающей среды юридическими лицами, осуществляющими эксплуатацию источников вредного воздействия на окружающую среду, утвержденной Постановлением Минприроды № 20 от 22.07.2004 г. Методическое руководство проведением локального мониторинга осуществляют Минприроды и его территориальные органы.
   Мониторинг озонового слоя осуществляется на двух станциях в Минске, где ведутся наблюдения за общим содержанием атмосферного озона, его вертикальным распределением, регистрируются биологически активное ультрафиолетовое излучение и состояние озонового слоя над территорией республики. Все полученные данные передаются в Мировой банк данных по озону, а также в Росгидромет в соответствии с международными соглашениями, подписанными Республикой Беларусь.
   Мониторинг лесов осуществляется на всей территории республики. В качестве базовой технологии мониторинга объектами наблюдений являются крупные массивы лесов (16×16, 8×8 или 4×4 км) около крупных городов. Контролируется процент дефолиации (опадания листвы) листьев и хвои, их цвет, степень повреждения листового аппарата, процент усыхающих ветвей, содержание основных элементов питания в листве и хвое, состав лесной подстилки и лесных почв и т. д. Здесь же проводится эколого-мелиоративный мониторинг земель в составе Гослесфонда Беларуси, целью которого является выявление изменений, происходящих на лесных заболоченных землях под влиянием мелиорации с целью разработки эффективных мероприятий по лесохозяйственному использованию мелиорированных земель.
   Мониторинг земель (почв) состоит из мониторинга земельного фонда (контроль за структурой земельного фонда, его качественного состояния по видам и категориям земель), агропочвенного мониторинга (контроль за свойствами почв, эрозионными процессами, влиянием удобрений и осушения) и мониторинга агротехногенно-загрязненных почв (контроль за загрязнением почв в городах, в придорожных полосах, сельскохозяйственных угодий пестицидами и за глобальным фоновым загрязнением почв республики).
   Геофизический мониторинг проводится с целью исследования и наблюдения за геомагнитным и гравитационным полями, их динамикой. Контролируются магнитные бури, уровни сейсмического шума, фазы сейсмических волн и др.
   Объектами мониторинга растительного мира являются растительные сообщества на лугах (мониторинг луговой растительности) и в наиболее крупных озерных водоемах и водотоках (мониторинг высшей водной растительности). Определяются видовой состав, плотность популяции, продуктивность, численность и т. д.
   Программы наблюдений при организации мониторинга формируются по принципу выбора приоритетных загрязняющих веществ или интегральных характеристик процессов, явлений и т. п. Определение приоритетов зависит от цели и задач конкретных программ: например, в региональном мониторинге приоритет отдается городам, водным объектам – источникам питьевого водоснабжения и местам нерестилищ рыб. В отношении сред наблюдений в первую очередь исследуют атмосферный воздух и воду пресных водоемов. Приоритетность ингредиентов определяется с учетом критериев, отражающих токсические, радиоактивные или болезнетворные свойства веществ, а также объемов их поступления в окружающую среду, способности к трансформации, степень воздействия на живые организмы и др.
   Составной частью глобального мониторинга являются геоинформационные системы (ГИС), представляющие собой компьютерную систему сбора (в том числе и с помощью космических аппаратов) информации, ее хранения, выборки, анализа и графического отображения для геоэкологических исследований, составления ландшафтных карт, карт загрязненности территорий, состояния окружающей среды, почвы, лесов и других объектов. Для этого используются следующие виды мониторинга:
   • аэрокосмическая съемка (фотографическая, телевизионная, радиолокационная, инфракрасная, многозональная, радиометрическая, радиационная, СВЧ и др.) с высоты 600–1000 км с использованием искусственных спутников Земли;
   • аэрокосмовизуальная съемка с высоты 250–300 км с космических кораблей в масштабах 1: 200 000–1: 2 000 000;
   • космовизуальные наблюдения с космических кораблей;
   • съемка с высоты 10–20 км в масштабах 1: 50 000–1: 200 000 с самолетов, воздушных шаров для детальных исследований;
   • аэровизуальные наблюдения с самолетов или вертолетов для оперативного анализа происходящих изменений.
   Современные ГИС базируются на получении объективной космической информации с помощью фотосистем с высокой разрешающей способностью, причем за 3–5 мин съемки со спутника можно получить фотографическое изображение территории, которую пришлось бы снимать с самолета в течение двух лет.
   Кроме того, на космических снимках можно выявить структуры, которые не видны или незаметны при обычных методах наблюдений (например, места глубинных разломов). В Москве ГИС используют для разработки градостроительного кадастра, территориальной схемы охраны природы, зонирования территорий, проектов детальной планировки и других целей.
   В Санкт-Петербурге с помощью ГИС выявлено влияние геопатогенных зон, расположенных в местах разломов земной коры, на заболеваемость населения раком.
   Высокий спрос на ГИС привел к созданию глобальных хранилищ баз данных, к которым каждый пользователь может получить доступ. Наиболее известна в мире система «GeoMedia» корпорации «Intergraph», предназначенная для профессиональных организаций, нуждающихся в получении пространственных данных ГИС в своей работе.

1.8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды

   Глобальные экологические проблемы затрагивают жизненные интересы всего человечества и требуют для своего решения коллективных усилий всех государств и мирового сообщества в целом. Основы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды разработаны в Стокгольмской декларации 1972 г., среди которых можно выделить следующие принципы:
   • неотъемлемый суверенитет над природными ресурсами;
   • непричинение вреда природной среде;
   • право на благоприятную окружающую среду;
   • устойчивое развитие;
   • международная ответственность за причиненный ущерб;
   • оценка и предотвращение трансграничных экологических последствий планируемой деятельности;
   • запрещение экологической агрессии, экоцида;
   • регулярный обмен информацией об экологической ситуации на национальном и региональном уровнях и др.
   Республика Беларусь является стороной как двусторонних, так и многосторонних соглашений в области охраны окружающей среды. Особое место среди них занимают общие договоры, посвященные вопросам, представляющим интерес для международного сообщества государств, и направленных на создание общепризнанных норм международного права.
   Основными направлениями международного сотрудничества Республики Беларусь в области охраны окружающей среды являются:
   • обеспечение выполнения обязательств, принятых в соответствии с международными договорами в области охраны окружающей среды;
   • проработка вопросов о присоединении Республики Беларусь к новым многосторонним международным договорам и расширении участия страны в общеевропейских процессах;
   • расширение договорно-правовых основ сотрудничества в области охраны окружающей среды с государствами – членами Европейского союза и другими странами регионов Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии и Северной Африки;
   • развитие и совершенствование двусторонних отношений с сопредельными государствами в области:
   – трансграничных охраняемых природных комплексов и объектов и совместных механизмов управления ими;
   – управления бассейнами трансграничных рек, подземными водными бассейнами и другими видами разделяемых природных ресурсов;
   – сохранения и регулирования биоразнообразия;
   – трансграничного мониторинга и обмена информацией о состоянии окружающей среды;
   – совершенствования системы подготовки кадров на многосторонней и двусторонней основе, а также обмена специалистами в рамках взаимодействия с международными организациями и странами-партнерами;
   – формирования долгосрочного стратегического партнерства с международными финансовыми организациями, странами-донорами, совершенствование системы подготовки инвестиционных проектов и проектов международной технической помощи.
   Беларусь на постоянной основе поддерживает контакты с рядом межправительственных организаций: Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирной метеорологической организацией (ВМО), Всемирной организаци ей здравоохранения (ВОЗ), Европейской экономической комиссией ООН по вопросам охраны окружающей среды и водным ресурсам (ЕЭК ООН), Программой развития ООН (ПРООН), Всемирным банком и Глобальным экологическим фондом (ГЭФ), Исполнительным органом Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, Международной справочной системой источников информации по окружающей среде, Организацией экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), Комиссией европейского сообщества и др.
   За последние годы значительно расширилось сотрудничество с такими крупными международными организациями, как Совет Европы, Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Всемирный банк, Евробанк, Международный союз охраны природы (МСОП) и др.
   Подписаны и реализуются межправительственные соглашения о сотрудничестве в области охраны окружающей среды с Латвией, Литовской Республикой, Польшей, Российской Федерацией и Украиной, межведомственные – с Польшей, Данией, Молдовой, Литвой и Болгарией.
   Активно развивается сотрудничество между странами – участниками МЭС. Подписаны Соглашение по информационному сотрудничеству в области экологии и охраны окружающей природной среды, Устав Межгосударственного экологического информационного агентства «Экоинформ» и др.
   Республика Беларусь является Стороной 13 глобальных и 9 региональных международных соглашений, а также 34 двусторонних и многосторонних договоров.
   Республика Беларусь является Стороной 13 глобальных и 9 региональных международных соглашений, а также 34 двусторонних и многосторонних договоров.
   К настоящему времени подписаны и ратифицированы следующие конвенции и протоколы:
   • Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979);
   • Протокол Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния 1979 г., касающийся долгосрочного финансирования совместной программы наблюдения и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе (ЕМЕП) (1984);
   • Протокол о сокращении выбросов серы и их трансграничных потоков по меньшей мере на 30 % (1985);
   • Протокол об ограничении выбросов оксидов азота или их трансграничных потоков (1988);
   • Венская Конвенция об охране озонового слоя (1986);
   • Монреальский Протокол о веществах, разрушающих озоновый слой (1988);
   • Конвенция ООН о биологическом разнообразии (1993);
   • Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС) (1999);
   • Йоханнесбургская декларация по устойчивому развитию (2002);
   • Рамсарская Конвенция по водно-болотным угодьям (1999);
   • Базельская Конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением (1999);
   • Рамочная Конвенция и Киотский протокол к Рамочной конвенции ООН об изменении климата (1996; 2005);
   • Конвенция о доступе к информации, участию общественности в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды (1998);
   • Стокгольмская Конвенция о стойких органических загрязнителях (2004);
   • Конвенция об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (Эспо, 1991; 2006) и др.
   Практические мероприятия по реализации вышеперечисленных конвенций и протоколов в республике осуществляются Правительством Республики Беларусь совместно с заинтересованными министерствами и ведомствами, что в конечном итоге способствует определенному улучшению экологической обстановки.
   Выполняя принятые на себя обязательства в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, Беларусь ведет постоянную работу по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от предприятий и других объектов хозяйственной деятельности. Выполнены требования Протокола по ограничению выбросов оксидов азота, они снижены на территории республики до уровня 1987 г., утверждена Республиканская Программа по сокращению использования озоноразрушающих веществ, одобренная Правительством Республики Беларусь и Всемирным банком.
   В республике с целью выполнения обязательств, вытекающих из положений Конвенции о биологическом разнообразии, разработан проект Стратегии сохранения биоразнообразия Республики Беларусь. Проводится многоплановая работа по выработке политики и стратегии для реализации подписанной Конвенции по оценке воздействия на окружающую среду. С этой целью принят ряд законодательных актов, обязывающих заказчиков объектов хозяйственной деятельности проводить на предпроектной стадии оценку воздействия на окружающую среду (ОВОС).
   Во исполнение требований Конвенции и вышеуказанных законодательных актов в республике разработана национальная процедура оценки воздействия планируемой деятельности на окружающую среду, которая увязана с положениями Конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте.
   Республикой Беларусь при поддержке Всемирного банка осуществляется международный проект Глобального экологического фонда «Первоочередные мероприятия по выполнению Стокгольмской Конвенции о стойких органических загрязнителях (СОЗ) в Республике Беларусь». В результате реализации данного проекта разработан и утвержден Национальный план выполнения положений Стокгольмской Конвенции, ставший основной государственной программой действий по предотвращению и минимизации отрицательного влияния СОЗ на окружающую среду и здоровье населения. Итогом выполнения этой программы станет полное прекращение производства и применения СОЗ, уничтожение их запасов, а также предотвращение появления новых стойких органических загрязнителей в окружающей среде.
   Особенно большое внимание в международном сотрудничестве уделяется вопросам укрепления приграничного взаимодействия с сопредельными странами: Украиной, Польшей, Литвой и др. Приоритетным направлением сотрудничества с этими странами является охрана трансграничных водных объектов от загрязнения и осуществление совместного мониторинга их состояния.
   В области международного технического сотрудничества в течение последних лет активно проводилась работа по реализации проектов международной технической помощи, в ходе которой в страну привлечены финансовые средства ПРООН/ ГЭФ, Всемирного банка и Европейской комиссии.
   Республика выполняет все двусторонние правительственные и межведомственные соглашения и протоколы к ним в области охраны окружающей среды в рамках межгосударственного экологического совета стран СНГ.
   В 1978 г. XIV Генеральная ассамблея МСОП одобрила и приняла Всемирную стратегию охраны природы. Республика Беларусь также приняла этот документ и планомерно выполняет его основные положения на своей территории.

Контрольные вопросы и задания

   1. Назовите и охарактеризуйте основные направления и принципы государственной политики в области охраны окружающей среды.
   2. Как увязаны направления государственной политики в области охраны окружающей среды с Концепцией экологической безопасности Беларуси?
   3. Что такое устойчивое развитие?
   4. В чем заключается НСУР страны?
   5. Прокомментируйте основные принципы устойчивого развития страны.
   6. Какие основные задачи решает законодательство Республики Беларусь об охране окружающей среды?
   7. Какие документы относятся к НПА и их иерархия?
   8. Дайте характеристику ТНПА.
   9. Опишите структуру построения стандартов (ГОСТ и СТБ), а также ТКП.
   10. Каковы основные права и обязанности природопользователей по охране окружающей среды?
   11. Какие органы осуществляют государственное управление и контроль в области охраны окружающей среды?
   12. Какие виды контроля осуществляются в области охраны окружающей среды?
   13. Дайте характеристику структуры и организации экологического мониторинга в стране.
   14. Назовите и охарактеризуйте виды ответственности за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды и природопользования.
   15. Какие вы знаете основные направления международного сотрудничества Республики Беларусь в области охраны окружающей среды?
   16. Как в Республике Беларусь осуществляется международное сотрудничество в области охраны окружающей среды?
   17. Перечислите основные международные документы в области охраны окружающей среды.

Глава 2. Организация работы по охране окружающей среды на предприятии

2.1. Система управления окружающей средой на производстве

   За последнее время ведущими отечественными предприятиями накоплен большой опыт предотвращения отрицательного воздействия на окружающую среду при одновременном увеличении объемов производства, снижении удельных расходов сырья и материалов, экономии энергоресурсов, улучшении качества продукции. Такие результаты обеспечиваются эффективным управлением окружающей средой, являющимся важным фактором решения основных производственных задач организации, и тесно связанным с системой менеджмента качества.
   Согласно СТБ ИСО 14050-2010 «Управление окружающей средой. Термины и определения» система управления окружающей средой (СУОС) – часть системы административного управления организации, используемая для разработки и осуществления ее экологической политики и управления ее экологическими аспектами. Данная система включает структуру организации, планирование деятельности, ответственность, практическую деятельность, процедуры, процессы и ресурсы, необходимые для разработки, внедрения, реализации, анализа и поддержания экологической политики.
   Для разработки СУОС используются международные стандарты серии ИСО 14000, в частности, СТБ ИСО 14001-2005 «Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению». Модель СУОС представлена на рис. 2.1.

   Рис. 2.1. Модель СУОС

   Алгоритм внедрения СУОС предприятия реализуется в следующем порядке.
   1. Предварительное обучение высшего руководства и ведущих специалистов в области требований природоохранного законодательства.
   2. Предварительная оценка (аудит). Проведение этой работы целесообразно поручить компетентному органу по сертификации систем менеджмента охраны окружающей среды.
   На этом этапе оценивается реальное состояние предприятия, выявляются значимые экологические аспекты его деятельности, определяется «уровень несоответствия» требованиям стандарта ИСО 14001 и законодательным требованиям.
   После ознакомления руководства, специалистов с требованиями ИСО 14001 и предварительной оценки экологического состояния предприятия можно приступать к разработке СУОС.
   3. Разработка Экологической политики (стратегические цели, приоритеты). Ответственность за определение и реализацию Экологической политики несет высшее руководство. Экологическая политика должна доводиться до сведения всех работающих в организации, а также предприятий и лиц, взаимодействующих с этой организацией.
   4. Планирование. Для разработки плана следует предпринять следующие действия:
   • идентифицировать требования законодательных актов и других ТНПА, распространяющихся на предприятие;
   • идентифицировать экологические риски, оценить их воздействие на окружающую среду;
   • разработать целевые и плановые экологические показатели;
   • разработать программу охраны окружающей среды.
   При планировании необходимо установить систему приоритетов и очередность выполнения задач в соответствии с остротой проблем. Программа охраны окружающей среды должна предусматривать ресурсы для их выполнения и периодически пересматриваться.
   5. Внедрение и функционирование СУОС. При этом предусматривается:
   • распределение обязанностей;
   • обеспечение необходимыми ресурсами;
   • повышение уровня компетентности персонала;
   • установление и поддержание в рабочем состоянии внутренних и внешних связей;
   • документирование системы и управление документацией;
   • обеспечение управления операциями (процессами);
   • обеспечение готовности к аварийным ситуациям.
   В структурном подразделении назначается ответственное лицо за обеспечение функционирования СУОС.
   6. Проведение проверок и корректирующие действия. В процессе функционирования СУОС необходимо подтверждать результативность системы, проводить мониторинг и соответствующие измерения.
   Система предусматривает предупреждающие действия, пропорциональные важности рисков, соразмерные выявленным воздействиям на окружающую среду. Все несоответствия должны быть идентифицированы и зарегистрированы. Необходимо определить круг лиц, обладающих полномочиями принимать решения и несущих ответственность за работу с несоответствиями. Все принятые решения должны заноситься в реестр «Регистрация данных по вопросам охраны окружающей среды» с конкретными сведениями по каждому внесенному документу.
   7. При функционировании СУОС необходимо обеспечить периодическое проведение внутренних аудитов на соответствие действующему законодательству.
   8. Анализ со стороны руководства. Периодически руководство анализирует эффективность функционирования СУОС и принимает необходимые корректирующие действия.
   По желанию природопользователя СУОС может быть сертифицирована аккредитованным органом по экологической сертификации на соответствие требованиям НПА и ТНПА в области охраны окружающей среды. Порядок сертификации СУОС определен одноименным ТКП 5.1.17-2008.
   Для подтверждения экологической сертификации заявителю выдается сертификат с правом использования экологического знака соответствия по СТБ 1458–2004, который оповещает о проведении всех необходимых процедур по подтверждению соответствия СУОС требованиям НПА в области охраны окружающей среды и природопользования (рис. 2.2).
   Экологический знак соответствия наносится на групповую потребительскую тару, может использоваться при оформлении товаросопроводительной документации, рекламных материалов и фирменных бланков; выдается заявителю на три года, действие которого необходимо ежегодно подтверждать.

   Рис. 2.2. Экологический знак соответствия для СУОС

   Иногда управление окружающей средой и соответствующие системы для краткости называют экологическим менеджментом или системами экологического менеджмента. Однако экологический менеджмент представляет собой более широкую си стему отношений и одновременно совокупность методов, управляющих решением многообразных природно-ресурсных и экологических проблем, возникающих на различных уровнях экономической иерархии – от предприятия до общенациональной и глобальной экономики.
   Экологический менеджмент обосновывает методы ресурсосбережения и минимизации экологических рисков и тем самым повышает уровень экологической безопасности производства и потребления продукции. Он позволяет выявлять пути сокращения издержек и освоения новых рынков, что приводит к повышению конкурентоспособности объектов экономики, а для регионов и стран – повышать качество окружающей природной среды, поддерживать биологическое разнообразие и богатство природных ресурсов с учетом интересов настоящего и будущих поколений.
   Таким образом, экологический менеджмент – это тип управления, принципиально ориентированный на формирование и развитие экологического производства и экологической культуры жизнедеятельности человека.
   Особое значение имеет внедрение на предприятиях современных информационных технологий, программного обеспечения для ЭВМ, позволяющего поднять систему экологического менеджмента на современный уровень. При этом отпадает необходимость в большом количестве бумажных документов, и в то же время каждый работник предприятия своевременно получает информацию в полном объеме.

2.2. Экологическая служба организации

   Структура экологической службы природопользователя, состав и численность работников определяются его руководителем в зависимости от характера хозяйственной (иной) деятельности, видов и объемов потребления природных ресурсов, количества структурных подразделений и всех видов негативного воздействия на окружающую среду.
   Наиболее целесообразно создавать экологическую службу организации (ЭСО) в форме самостоятельного подразделения на наиболее крупных, градообразующих предприятиях, которая может состоять из специалистов в области экологического менеджмента во главе с руководителем службы – ведущим инженером-экологом.
   Руководитель такой службы обычно подчиняется непосредственно работодателю или по его поручению одному из руководителей организации (по соответствующему приказу руководителя природопользователя).
   На таких предприятиях ведущий инженер-эколог осуществляет свою работу совместно с заведующим центральной заводской лабораторией по контролю параметров окружающей среды и качества продукции (при наличии таковой), а также с работниками, ответственными в подразделениях предприятия за вопросы охраны окружающей среды.
   Экологическая служба организации может быть следующих типов:
   • дифференцированного, где каждый работник отвечает за конкретный вид воздействия на окружающую среду;
   • интегрированного;
   • смешанного.
   Дифференцированный тип ЭСО будет состоять из работников, которые курируют вопросы охраны атмосферного воздуха; охраны и рационального использования водных ресурсов; обращения с отходами производства и потребления; охраны и рационального использования ресурсов литосферы. К достоинствам ЭСО этого типа можно отнести доскональное изучение требований и возможностей в определенной области охраны окружающей среды.
   Работники ЭСО интегрированного типа совместно разрабатывают и реализуют мероприятия, связанные с охраной окружающей среды и рациональным природопользованием. Такой тип ЭСО наиболее целесообразен для средних и мелких организаций.
   Работники ЭСО смешанного типа могут выполнять обязанности, связанные с контролем различных видов воздействий на окружающую среду, и заниматься экологическими проблемами определенных технологий.
   Однако при любой ЭСО важен комплексный подход к осуществлению эффективного управления окружающей средой, в том числе при разработке экологической политики организации, определении основных целей и задач в сфере производственной деятельности, а также в мотивации и контроле.
   Основными задачами ЭСО являются:
   • внедрение комплексного природопользования, включая экологически обоснованные методы использования атмосферных, земельных, водных, минеральных, лесных и других ресурсов;
   • внедрение ресурсосберегающих технологий во всех сферах хозяйственной деятельности;
   • оснащение организации современным природоохранным оборудованием и приборами контроля;
   • развитие системы использования вторичных ресурсов, в том числе переработки отходов;
   • широкое использование экологического аудита;
   • разработка методик по определению экологических рисков;
   • учет в приоритетном порядке интересов и безопасности населения при решении вопросов о потенциально опасных производствах и видах деятельности;
   • организация производственного экологического контроля;
   • разработка системы чрезвычайного реагирования и системы оповещения на экологически опасных объектах, а также при чрезвычайных ситуациях с негативными экологическими последствиями.
   При осуществлении текущей деятельности руководители ЭСО действуют в соответствии с действующими ТНПА. Работники ЭСО несут ответственность за выполнение своих обязанностей в соответствии с положением об ЭСО и должностными инструкциями. В соответствии с этим на предприятии приказом может быть определено лицо, которое отвечает за организацию работы в области защиты окружающей среды от негативного воздействия данного предприятия, или создано соответствующее подразделение.
   Юридическая ответственность лица, выполняющего обязанности по работе в области охраны окружающей среды, наступает после подписания этим лицом приказа руководителя предприятия и должностной инструкции, соответствующей выполняемым обязанностям.

2.3. Организация производственного контроля в области охраны окружающей среды

   Одним из инструментов функционирования СУОС предприятия является организация производственного экологического контроля (ПЭК). Он проводится в соответствии с Инструкцией об организации производственного контроля в области охраны окружающей среды, утвержденной Постановлением Минприроды № 4 от 17.03.2004 г.
   Производственный экологический контроль включает в себя контроль за использованием и охраной земель (включая почву), недр, состояния и качества поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, лесов, озонового слоя, объектов растительного и животного мира, особо охраняемых природных территорий, типичных и редких природных ландшафтов, контроль за обращением с отходами.
   Проведение ПЭК на предприятии является обязательным требованием экологической безопасности производства, несоблюдение которого влечет за собой ответственность в соответствии с действующим законодательством Республики Беларусь. Организация и ведение ПЭК обязательно для всех природопользователей, как юридических лиц, так и индивидуальных предпринимателей.
   Руководитель юридического лица (природопользователя) должен назначить ответственное должностное лицо за проведением ПЭК. При необходимости руководитель имеет право создать структурное подразделение для организации ПЭК. Это подразделение подчиняется непосредственно руководителю предприятия или его заместителю, ответственному по приказу за организацию ПЭК. Структура подразделения, состав и численность работников определяет руководитель предприятия в зависимости от вида хозяйственной деятельности, объема выполнения работ по организации и проведению ПЭК, количества производственных объектов. На это подразделение запрещается возлагать иные обязанности, не связанные с проведением ПЭК. Отсутствие у природопользователя специального подразделения по ПЭК не освобождает его от проведения контроля в полном объеме.
   Производственный контроль должен осуществляться всеми природопользователями самостоятельно, а при необходимости – с привлечением организаций, имеющих право проводить соответствующие измерения в области охраны окружающей среды.
   Производственный экологический контроль осуществляется природопользователями за счет собственных средств, но разрешается привлекать сторонние средства, не запрещенные законодательством Республики Беларусь.
   Основными задачами ПЭК на предприятии является контроль:
   • за выполнением и соблюдением требований законодательства Республики Беларусь об охране окружающей среды;
   • проведением обучения, инструктажа и проверки знаний в области охраны окружающей среды и природопользования;
   • выполнением мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды, предписаний специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды;
   • соблюдением лимитов добычи природных ресурсов и эффективностью их использования;
   • обращением с опасными веществами, отходами;
   • работой природоохранного оборудования и сооружений;
   • степенью готовности к аварийным ситуациям, наличием и техническим состоянием оборудования по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
   • состоянием окружающей среды в зоне воздействия на нее хозяйственной и иной деятельности природопользователя;
   • получением информации для составления документации по охране окружающей среды и ее ведением;
   • своевременным предоставлением сведений о состоянии и загрязнении окружающей среды, в том числе аварийном, об источниках загрязнения, о состоянии природных ресурсов, об их использовании и охране;
   • соблюдением природопользователем нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросов сточных вод и лимитов размещения отходов производства;
   • номенклатурой и количеством загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду от хозяйственной и иной деятельности природопользователя;
   • обеспечением своевременной разработки (пересмотра) природопользователем нормативов в области охраны окружающей среды;
   • соблюдением режима охраны и использования особо охраняемых природных территорий (при их наличии);
   • проведением локального мониторинга окружающей среды.
   Производственный экологический контроль может быть плановым и внеплановым.
   Плановый ПЭК должен осуществляться согласно плану проверок, разработанному подразделением и утвержденному руководителем юридического лица (природопользователя).
   Внеплановый ПЭК осуществляется с целью выявления нарушений природопользователем установленных нормативов в области охраны окружающей среды, других требований законодательства Республики Беларусь об охране окружающей среды, невыполнения предъявленных в установленном порядке требований государственных органов и иных организаций, осуществляющих государственный и ведомственный контроль в области охраны окружающей среды.
   По результатам ПЭК составляются соответствующие производственные акты, выдаются должностным лицам предписания об устранении нарушений законодательства об охране окружающей среды и информируется руководитель природопользователя для принятия им мер воздействия на виновное лицо. ПЭК осуществляется в порядке, установленном Инструкцией по осуществлению производственного контроля в области охраны окружающей среды, которая разрабатывается природопользователем применительно к собственному производству, утверждается руководителем предприятия и согласовывается в соответствующих органах государственного контроля и надзора.
   В Инструкции устанавливается порядок осуществления ПЭК, включая производственный аналитический контроль, в соответствии со спецификой деятельности природопользователя и состоянием окружающей среды в районе воздействия данного предприятия (организации).
   К инструкции прилагаются:
   • приказ о назначении должностного лица, ответственного за проведение ПЭК, или о создании соответствующего подразделения;
   • копии аттестата аккредитации аналитической лаборатории, осуществляющей измерения в области охраны окружающей среды (при наличии);
   • справка Минприроды о включении аналитической лаборатории в журнал учета.
   В инструкцию природопользователь обязан внести дополнения в двухмесячный срок в случаях:
   • строительства, реконструкции, расширения, технического перевооружения, модернизации, изменения профиля производства, повлекших образование новых источников и (или) изменение уровня негативного воздействия предприятия на окружающую среду;
   • изменения требований природоохранного законодательства Республики Беларусь, нормативной технической базы в области охраны окружающей среды.
   В иных случаях необходимость внесения изменений в Инструкцию решается по согласованию с согласующим органом.
   Ответственный за проведение ПЭК подчиняется непосредственно руководителю предприятия и обязан немедленно уведомлять его обо всех нарушениях положений Инструкции о ПЭК, аварийных ситуациях и иных действиях, способных нанести вред окружающей среде, а также сообщать о них в территориальные государственные органы контроля и надзора за состоянием окружающей среды.
   Кроме ПЭК на предприятии может быть организован общественный экологический контроль. Общественный контроль в области охраны окружающей среды осуществляется общественными организациями, трудовыми коллективами и ставит своей задачей проведение общественной проверки соблюдения юридическими лицами и гражданами природоохранного законодательства, а также выполнения мероприятий по охране, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.
   Порядок организации общественного контроля регулируется законодательством Республики Беларусь, уставами общественных организаций.

2.4. Экологическая сертификация

   Республика Беларусь активно выступает со своими товарами и услугами на международном рынке. Одним из основных условий международной торговли является экологическая безопасность товаров и услуг. Без сертификата соответствия на экологическую безопасность ни один товар (услуга) в современных условиях не могут быть выпущены на зарубежный рынок.
   Сертификация является действенным инструментом реализации государственной политики в области охраны окружающей среды. Экологическая сертификация – это деятельность, осуществляемая органом по экологической сертификации, аккредитованным в Системе аккредитации Республики Беларусь, по подтверждению соответствия объектов оценки требованиям НПА, в том числе ТНПА, в области охраны окружающей среды.
   В условиях рыночной экономики сертификация является практически единственным средством защиты потребителя от недобросовестности изготовителей и продавцов, реализующих продукцию, небезопасную для человека и окружающей среды. Для реализации своей продукции на территории Республики Беларусь изготовитель должен обеспечить соблюдение обязательных требований белорусских государственных стандартов, а если продукция подлежит обязательной сертификации, то и иметь сертификат, подтверждающий ее соответствие установленным требованиям экологической безопасности.
   В соответствии с ТКП 5.1.15-2008 «Экологическая сертификация. Основные положения» сертификация может быть обязательной или добровольной. Обязательная сертификация – это форма подтверждения соответствия объектов экологической оценки соответствия, включенных в Перечень продукции, услуг, персонала и иных объектов оценки соответствия, подлежащих обязательному подтверждению соответствия в Республике Беларусь, осуществляемая аккредитованным органом по экологической сертификации. Добровольная сертификация – это форма подтверждения соответствия объектов экологической оценки соответствия, осуществляемая аккредитованным органом по экологической сертификации по инициативе заявителя. При проведении такой сертификации заявитель сам определяет перечень ТНПА, а также номенклатуру показателей с обязательным включением требований безопасности, на соответствие которым осуществляется добровольная сертификация.
   Целями экологической сертификации являются:
   • удостоверение соответствия объектов экологической оценки соответствия требованиям НПА и ТНПА в области охраны окружающей среды;
   • защита потребителей от приобретения (использования) продукции и услуг, в том числе импортных, представляющих опасность для окружающей среды;
   • предотвращение загрязнения окружающей среды при производстве, использовании и переработке всех видов продукции;
   • содействие внедрению экологически безопасных производств, технологических процессов и оборудования;
   • содействие экспорту и повышение конкурентоспособности отечественной продукции;
   • выполнение международных обязательств страны в области охраны окружающей среды.
   Экологическая сертификация основана на следующих принципах:
   • открытость – отсутствие ограничений для заявителей на экологическую сертификацию, а также ограничений на доступ к информации о правилах экологической сертификации, деятельности и компетентности органов по экологической сертификации;
   • независимость – исключение влияния заинтересованных юридических или физических лиц на результаты экологической сертификации;
   • объективность – исключение предоставления преимуществ каким-либо заявителям на экологическую сертификацию;
   • компетентность – участники экологической сертификации должны обладать необходимой квалификацией, средствами и полномочиями для выполнения возложенных на них задач.
   Организационную структуру Национальной системы подтверждения соответствия в области экологической сертификации образуют:
   • Госстандарт – Национальный орган по оценке соответствия Республики Беларусь;
   • Минприроды – уполномоченный орган в области охраны окружающей среды;
   • аккредитованные органы по экологической сертификации СУОС, продукции, услуг в области охраны окружающей среды, а также по оценке компетентности персонала в выполнении услуг в этой сфере;
   • организационно-методический центр по экологической сертификации;
   • штат экспертов-аудиторов по экологической сертификации.
   Порядок экологической сертификации услуг в области охраны окружающей среды определен одноименным ТКП 5.1.07-2007.
   После завершения всех процедур орган по экологической сертификации принимает решение о выдаче экологического сертификата соответствия со сроком действия 3 года.
   В настоящее время в республике активно внедряется система маркировки продукции экологическим знаком соответствия по СТБ 1458–2004 и правилам Национальной системы сертификации Республики Беларусь. Изображение экологического знака соответствия представляет собой контур листка темно-зеленого цвета на фоне круга, разделенного на две половины: в верхней половине, выполненной голубым цветом, расположен белый диск, нижняя половина окрашена в светло-зеленый цвет (рис. 2.3). Буквенный код органа, реализующего программу экологической маркировки, наносят симметрично относительно вертикальной оси знака на месте букв xxx под графическим изображением (см. рис. 2.3, а, б).

   Рис. 2.3. Экологический знак соответствия: а – для групп однородной продукции; б – для групп продукции, не имеющей аналогов в Республике Беларусь; ххх – цифровой код органа по экологической маркировке

   Этими знаками можно маркировать продукцию, эксплуатационную документацию, рекламные материалы заявителя.
   Стандарт также предусматривает маркировку экологическими знаками соответствия СУОС и услуг в этой области деятельности. Экологический знак соответствия предназначен для информирования потребителей и других заинтересованных сторон о подтверждении соответствия продукции в рамках Национальной системы подтверждения соответствия Республики Беларусь.

2.5. Экологическая паспортизация

   В соответствии с действующим экологическим законодательством на все действующие и проектируемые объекты хозяйственной деятельности должны быть составлены экологические паспорта предприятий. Экологический паспорт предприятия предназначен:
   • для осуществления государственного контроля за соблюдением субъектами хозяйственной и иной деятельности нормативов в области охраны окружающей среды, в том числе технологических, и иных требований в области охраны окружающей среды;
   • комплексного учета используемых природных и вторичных ресурсов;
   • определения уровня влияния производства на окружающую среду;
   • определения соответствия уровня производства наилучшим доступным техническим образцам.
   Согласно Инструкции по ведению экологического паспорта предприятия, утвержденной Постановлением Минприроды № 107 от 01.12.2008 г., в паспорте содержится комплекс данных, выраженных через систему показателей, отражающих уровень использования предприятием природных ресурсов и степень воздействия его хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду.
   Экологический паспорт разрабатывается предприятием либо специализированной организацией на договорной основе, утверждается руководителем и передается в территориальный орган Минприроды.
   В экологический паспорт предприятия должна быть включена также вся информация об арендаторах (при наличии арендных отношений) с указанием занимаемых площадей и вида деятельности. Каждый арендатор обязан самостоятельно за собственные средства разработать и вести экологический паспорт своего предприятия.
   В экологический паспорт природопользователь обязан свое временно вносить дополнения (изменения):
   • при реконструкции, расширении, техническом перевооружении, модернизации, изменении профиля и технологии производства;
   • по состоянию на 1 января года, следующего за отчетным;
   • по письменным замечаниям и предложениям Минприроды или его территориальных органов по утвержденному экологическому паспорту природопользователя;
   • при изменении (дополнении) данных, внесенных в экологический паспорт предприятия, в том числе информации об арендаторах.
   Изменения и дополнения в экологический паспорт предприятия в одном экземпляре передаются природопользователем в соответствующий территориальный орган Минприроды.
   За полноту и достоверность сведений, отраженных в экологическом паспорте предприятия, а также изменения и дополнения к нему, несет ответственность руководитель предприятия, утвердивший этот документ.
   Экологический паспорт действующего предприятия разрабатывается на срок эксплуатации предприятия по форме, утвержденной Приказом Минприроды № 342-ОД от 27.11.2009 г.
   К экологическому паспорту предприятия должны прилагаться оригиналы или копии всей исходной документации, подтверждающей достоверность приведенных данных и сведений, заверенные руководителем предприятия или его заместителя. Перечень необходимых приложений приводится в Инструкции по ведению экологического паспорта предприятия. Также в составе экологического паспорта предприятия должен быть лист регистрации изменений, которые в него вносятся на протяжении действия предприятия.

2.6. Экологический аудит

   Одним из важных рычагов экологизации управления действующих предприятий является экологический аудит. Экологический аудит представляет собой независимую комплексную документированную проверку соблюдения юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность, требований, в том числе НПА и ТНПА, в области охраны окружающей среды, требований международных стандартов и подготовку рекомендаций по снижению (предотвращению) вредного воздействия такой деятельности на окружающую среду.
   В соответствии со ст. 97 Закона Республики Беларусь «Об охране окружающей среды» экологический аудит проводится в целях обеспечения экологической безопасности, определения путей и способов уменьшения риска вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности путем независимой проверки такой деятельности на соответствие требованиям в области охраны окружающей среды и иным показателям, установленным законодательством Республики Беларусь. Экологический аудит проводится за счет средств экоаудируемого субъекта.
   Экологический аудит проводится:
   • в обязательном порядке в случаях, предусмотренных законодательными актами, например при приватизации предприятий, а также при банкротстве или ликвидации юридического лица, оказывающего вредное воздействие на окружающую среду.
   • в инициативном порядке по решению заказчика экологического аудита, определяющего цели, направленность и объекты экологического аудита.
   Экологический аудит проводится в форме:
   • полного экологического аудита, т. е. в форме комплексной проверки воздействий на окружающую среду всех направлений хозяйственной и иной деятельности экоаудируемого субъекта, связанных с природопользованием и охраной окружающей среды;
   • специализированного экологического аудита, т. е. в форме проверки воздействий на отдельные компоненты природной среды всех направлений хозяйственной и иной деятельности экоаудируемого субъекта, связанных с природопользованием и охраной окружающей среды.
   Экологический аудит проводится в виде:
   • проверки состояния окружающей среды в границах санитарно-защитной зоны объектов экоаудируемого субъекта, в процессе деятельности которого оказывается воздействие на окружающую среду;
   • проверки на соответствие требованиям законодательства в области охраны окружающей среды хозяйственной и иной деятельности экоаудируемого субъекта, а также сооружений, производств, цехов и иных объектов, эксплуатация которых оказывает или может оказать воздействие на состояние окружающей среды;
   • проверки документации (проектной, технической, технологической, эксплуатационной и др.) на соответствие законодательству в области охраны окружающей среды;
   • проверки соответствия инвестиционных проектов законодательству в области охраны окружающей среды;
   • оценки возможности возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
   • оценки вреда, нанесенного окружающей среде.
   Экологический аудит должен проводиться аудиторской организацией, имеющей на это специальное разрешение (лицензию), и аттестованными экологическими аудиторами в соответствии с Правилами проведения экологического аудита, утвержденными Минприроды № 19 от 27.03.2006 г.
   Экологическая аудиторская организация должна иметь:
   • лицензию на проведение экологического аудита;
   • перечень направлений, в отношении которых лицензиат проводит экологический аудит;
   • не менее трех аттестованных экологических аудиторов;
   • нежилое помещение, соответствующее санитарно-гигиеническим, противопожарным, иным требованиям ТНПА;
   • технические средства, в том числе оборудование и инструменты, необходимые для проведения экологического аудита в соответствии с НПА и ТНПА;
   • актуализированную базу данных правовой информации в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов;
   • книгу замечаний и предложений;
   • договоры на проведение экологического аудита и другие документы, подтверждающие факт его проведения в соответствии с законодательством;
   • пронумерованную, прошнурованную экоаудиторской организацией книгу регистрации договоров, скрепленную печатью экологической аудиторской организации и распорядительного органа по месту нахождения экологической аудиторской организации;
   • журнал проведения инструктажа по охране труда;
   • утвержденные руководителем экологической аудиторской организации локальные правовые акты, регулирующие порядок:
   – проведения экологического аудита и взаимоотношения с заказчиками экологического аудита;
   – внутреннего контроля за проведением экологического аудита экологическими аудиторами;
   – информирования заказчиков экологического аудита о деятельности экологической аудиторской организации и экологических аудиторов;
   – рассмотрения претензий заказчика экологического аудита;
   – обеспечения конфиденциальности информации, получаемой экологическими аудиторами при проведении экологического аудита;
   – обеспечения охраны труда экологических аудиторов, работающих на экологических аудируемых объектах.
   Экологический аудитор имеет право проводить экологический аудит в качестве индивидуального предпринимателя или в качестве работника экоаудиторской организации.
   Экологическая аудиторская организация должна обеспечить каждого экологического аудитора и технического эксперта, привлекаемого для проведения экологического аудита, идентификационной пластиковой карточкой, которая является документом, удостоверяющим его полномочия и предъявляемым по требованию заказчика экологического аудита и (или) экологического аудируемого субъекта либо должностных лиц государственных органов, которые в пределах своей компетенции контролируют проведение экологического аудита.
   Экологический аудит проводится:
   • при организации природоохранной деятельности на промышленных и иных предприятиях;
   • изменении формы собственности или управления;
   • заключении договоров на экологическое страхование;
   • финансировании крупных экологических мероприятий или программ;
   • инвестировании в природоохранную, хозяйственную и иную деятельность;
   • выдаче лицензий на отдельные виды деятельности.
   В настоящее время в Беларуси для осуществления экологического аудита сформирована правовая и нормативная база, которая активно используется при экологической сертификации производств, продукции, услуг, а также при реализации международных проектов.

2.7. Экологическое страхование

   Физическая и моральная изношенность технологического оборудования большинства крупнейших промышленных предприятий страны создает реальную угрозу возникновения техногенных экологических катастроф. Кроме того, не искоренены и экологические правонарушения, чреватые серьезными последствиями негативного характера для экономики и социальной сферы государства. Поэтому в соответствии со ст. 85 Закона Республики Беларусь «Об охране окружающей среды» планируется ввести обязательное экологическое страхование гражданской ответственности юридических лиц и индивидуальных предпринимателей по защите имущественных интересов граждан и организаций, а также страны и ее административно-территориальных единиц при причинении экологического вреда. Экологическое страхование осуществляется в соответствии с законодательством Республики Беларусь о страховании.
   Основной задачей экологического страхования является аккумулирование и перераспределение финансовых средств для их дальнейшего использования на реальное возмещение ущерба, причиненного окружающей среде, проведение предупредительных мероприятий, а также снижение расходов средств бюджетов всех уровней на ликвидацию последствий загрязнения окружающей среды вследствие аварийных или иных случаев. При этом бюджет освобождается от расходов на возмещение убытков, и появляется один из наиболее стабильных источников долгосрочных инвестиций в сферы, связанные с сохранением окружающей среды; проведением мероприятий по обеспечению защиты населения и территорий страны от негативного антропогенного воздействия; повышением экологической безопасности хозяйственной деятельности природопользователей; оздоровлением экологической обстановки в регионах.
   Экологическое страхование как система страхования различных видов рисков в сфере природопользования и охраны окружающей среды может осуществляться как в обязательной, так и добровольной форме. К таким видам относятся:
   • страхование ответственности хозяйствующих субъектов за вред, причиненный загрязнением окружающей среды;
   • страхование ответственности природопользователей за ненадлежащее выполнение обязательств по договорам природопользования;
   • страхование финансовых рисков природопользователей;
   • страхование природных ресурсов, на которые имеются права собственности;
   • страхование имущества юридических и физических лиц от негативного воздействия загрязненной окружающей среды;
   • страхование физических лиц от несчастных случаев и болезней в связи с вредным воздействием загрязненной окружающей среды.
   Страховая защита должна включать:
   • расходы на мероприятия по расчистке территории, которые необходимо произвести после страхового случая;
   • расходы на оценку затрат и составление сметы на проведение восстановительных работ;
   • расходы на восстановление природной среды в соответствии со сметой проведения восстановительных работ;
   • возмещение вреда, причиненного жизни и здоровью граждан в результате негативного воздействия загрязненной окружающей среды.
   Система экологического страхования может включать в себя следующие направления:
   • страхование ответственности, например ответственности предприятий и учреждений, являющихся источниками повышенной опасности за причинение вреда окружающей природной среде, ответственность перевозчика (опасных грузов) и др.;
   • имущественное страхование, например страхование земельных объектов на случай нанесения им вреда вследствие экологической аварии или катастрофы;
   • личное страхование граждан, например страхование жизни и здоровья работников предприятий и учреждений, относящихся к категории источников повышенной опасности. Оно является важной составляющей системы социальной защиты человека.
   Экологические риски могут быть вызваны не только аварийным, но и постепенным негативным воздействием объекта на окружающую среду. Эти изменения в окружающей среде могут проявляться в виде загрязнения отдельных ее компонентов, истощения или уничтожения природных ресурсов, деградации и разрушения местообитаний флоры и фауны, необратимых изменений естественных экологических систем, уничтожения в целом природных комплексов и ландшафтов.
   Обязательное страхование осуществляется в отношении риска ответственности за причинение вреда населению, а также в отношении жизни и здоровья определенных групп (категорий) граждан в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь. Обязательное экологическое страхование будет проводиться путем включения экологических рисков в перечень страховых рисков, подлежащих обязательному страхованию определенными категориями предприятий – источников повышенной экологической опасности.
   Опыт государств (Европейского союз) свидетельствует о том, что система страхования экологических рисков позволяет компенсировать до 40 % причиняемых убытков при сохранении достаточно высокой финансовой устойчивости страховых операций. К тому же заинтересованность страховщика в получении максимальной прибыли обеспечивает дополнительный мониторинг состояния природоохранного оборудования у страхователя.

Контрольные вопросы и задания

   1. В чем заключается СУОС?
   2. Какие основные обязанности ответственного должностного лица за функционирование СУОС в подразделении?
   3. Опишите структуру и основные задачи экологической службы природопользователя.
   4. Как организуют производственный контроль в области охраны окружающей среды на предприятии? Каковы его задачи?
   5. Каково содержание инструкции по организации ПЭК предприятия?
   6. Какие цели преследует экологическая сертификация? Назовите ее виды.
   7. Для чего предназначен экологический паспорт предприятия?
   8. Охарактеризуйте содержание и основные разделы экологического паспорта.
   9. Что представляет собой экологический аудит и для чего он проводится?
   10. Какие требования предъявляются к экологической аудиторской организации?
   11. Каковы основные задачи экологического страхования и его виды?

Глава 3. Теоретические основы общей экологии

3.1. Формирование научных основ современной экологии

   Впервые термин экология был употреблен в 1866 г. Эрнстом Геккелем, который в следующих словах определил сущность новой науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, куда мы относим в широком смысле все «условия существования». Они частично органической, частично неорганической природы, но как те, так и другие… имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают их приспосабливаться к себе…» и далее: «Под экологией мы подразумеваем науку об экономии, о домашнем быте животных организмов. Она исследует общие отношения животных как к их неорганической, так и к органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые и непрямые контакты, или, одним словом, все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил как борьбу за существование. Эта экология (часто также неправильно обозначаемая как биология в узком смысле слова) до сих пор представляла главную составную часть так называемой естественной истории в обычном смысле слова».
   Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. Принято считать, что цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь, а также другие средства и орудия, позволяющие ему изменять среду своего обитания.
   Как и другие области знания, экология развивалась непрерывно, но неравномерно на протяжении истории человечества. Судя по дошедшим до нас орудиям охоты, наскальным рисункам, люди еще на заре становления человечества имели отдельные представления о повадках животных, образе их жизни, сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах произрастания растений, способах выращивания и ухода за ними.
   Некоторые сведения подобного рода находят в сохранившихся памятниках древнеегипетской, индийской, тибетской культур. Элементы экологии имеют место в эпических произведениях и легендах. Например, в древнеиндийских сказаниях «Махабхарата» (VI–II вв. до н. э.) даются сведения о повадках и образе жизни около 50 видов животных, сообщается об изменениях численности некоторых из них. В рукописных книгах Вавилонии есть описания способов обработки земли, указывается время посева культурных растений, перечисляются птицы и животные, вредные для земледелия. В китайских хрониках IV–II вв. до н. э. описываются условия произрастания различных сортов культурных растений.
   В трудах Гераклита (530–470 гг. до н. э.), Гиппократа (460–370 гг. до н. э.), Аристотеля (384–322 гг. до н. э.) и других ученых античного мира были сделаны дальнейшие обобщения экологических фактов.
   Аристотель в своей работе «История животных» описал более 500 видов известных ему животных, рассказал об их поведении. Так начинался первый этап развития науки – накопление фактического материала и первый опыт его систематизации. Теофраст Эрезийский (372–287 гг. до н. э.) описал влияние почвы и климата на структуру растений, наблюдаемое им на огромных пространствах Древнего Средиземноморья. В работах философа впервые было предложено разделить покрытосеменные растения на основные жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники, травы. В этот период была создана работа «Естественная история» Плиния Старшего (23–79 гг. н. э.).
   В Средние века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господством схоластики и богословия. Связь строения организмов с условиями среды толковалась как воплощение воли Бога. В этот период, затянувшийся на целое тысячелетие, только единичные труды содержат факты научного значения. Большинство же сведений имеют прикладной характер, опираются на описание целебных трав (Разес, 850–923 гг.; Авиценна, 980–1037 гг.), культивируемых растений и животных, на знакомство с природой далеких стран (Марко Поло, XIII в., Афанасий Никитин, XV в.).
   Началом новых веяний в науке в период позднего средневековья являются труды Альберта Великого (Альберт фон Больштедт, 1193–1280 гг.). В своих книгах о растениях он придает большое значение условиям их местообитания, где, помимо почвы, важное место уделяет «солнечному теплу», рассматривая причины «зимнего сна» у растений; размножение и рост организмов ставит в неразрывную связь с их питанием.
   Крупными сводами средневековых знаний о живой природе являлись «Поучение Владимира Мономаха» (XI в.), ходившее в списках на Руси, многотомное «Зеркало природы» Венсенаде Бове (XIII в.), «О поучениях и сходствах вещей» доминиканского монаха Иоанна Сиенского (начало XIV в.).
   Географические открытия в эпоху Возрождения, колонизация новых стран явились толчком к развитию биологических наук. Накопление и описание фактического материала – характерная черта естествознания этого периода. Однако, несмотря на то, что в суждениях о природе господствовали метафизические представления, в трудах многих естествоиспытателей имели место явные свидетельства экологических знаний. Они выражались в накоплении фактов о разнообразии живых организмов, их распространении, в выявлении особенностей строения растений и животных, обитавших в условиях той или иной среды, систематизации этих фактов.
   Первые систематики А. Цезальпин (1519–1603), Д. Рей (1623–1705), Ж. Турнефор (1656–1708) и другие уже утверждали, что растения зависят от условий произрастания или возделывания, географических и климатических особенностей мест их обитания и т. д.
   Сведения о поведении, повадках, обитании жизни животных, сопровождавшие описание их строения, называли «историей» жизни животных.
   Известный английский химик Р. Бойль (1627–1691) первым осуществил экологический эксперимент. Он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных.
   В XVII в. Ф. Реди экспериментально доказал невозможность самозарождения относительно сложных животных.
   В XVII–XVIII вв. в работах, посвященных отдельным группам живых организмов, экологические сведения зачастую составляли значительную часть (труды А. Реомюра о жизни насекомых, 1734; Л. Трамбле о гидрах и мшанках, 1744). Антон ван Левенгук, более известный как один из создателей микроскопа, был пионером в изучении пищевых цепей и регуляции численности организмов. В сочинениях английского ученого Р. Брэд ли прослеживается его четкое представление о биологической продуктивности.
   В XVIII в. С. П. Крашенинниковым, И. И. Лепехиным, П. С. Палласом и другими русскими географами и натуралистами в описании путешествий по России показана взаимосвязь изменения климата, животного и растительного мира в различных частях обширной страны. В своем капитальном труде «Зоография» Паллас описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц, а также такие биологические явления, как миграция, спячка, взаимоотношения родственных видов и т. д. По определению Б. Е. Райкова (1947), П. С. Палласа можно считать «одним из основателей экологии животных». О влиянии среды на организм высказывался М. В. Ломоносов. В трактате «О слоях земных» (1763) он писал: «…напрасно многие думают, что все, как мы видим, сначала создано творцом…» Изменения в неживой природе Ломоносов рассматривал как непосредственную причину изменений растительного и животного мира. По останкам вымерших форм (моллюски и насекомые) он судил об условиях их существования в прошлом.
   Во второй половине XVIII в. проблема влияния внешних условий на живые организмы нашла отражение в работах французского естествоиспытателя Ж.-Л. Л. Бюффона (1707–1788). Он считал возможным «перерождение» видов и полагал основными причинами превращения одного вида в другой влияние таких внешних факторов, как «температура, климат, качество пищи и гнет одомашнивания». В его основном труде «Естественная история» уже четко просматривается материалистический взгляд на неразрывность материи и движения. «Материя без движения никогда не существовала, – пишет он, – движение, следовательно, столь же старо, как и материя». Бюффон отрицал божественное происхождение Земли. Из «Естественной истории» взошли ростки эволюционизма Ж.-Б. Ламарка (1744–1829), выросло учение Ч. Дарвина. Создание эволюционной концепции развития природы – главное теоретическое достижение Ламарка. В работе «Философия зоологии» (1809) он дал эволюционное обоснование «лестницы существ». Ламарк считал влияние «внешних обстоятельств» одной из самых важных причин приспособительных изменений организмов, эволюции животных и растений.
   По мере развития зоологии и ботаники происходило накопление фактов экологического содержания, свидетельствующих, что к концу XVIII в. у естествоиспытателей начали складываться элементы особого, прогрессивного подхода к изучению явлений природы, изменений организмов в зависимости от окружающих условий, многообразия форм живого.
   Второй этап развития науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Подлинным основоположником экологии растений принято считать А. Гумбольдта (1769–1859), опубликовавшего в 1807 г. работу «Идеи о географии растений», где на основе своих многолетних наблюдений в Центральной и Южной Америке он показал значение климатических условий, особенно температурного фактора, для распределения растений. В сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных таксономических групп вырабатываются сходные «физиономические» формы, т. е. одинаковый внешний облик. По распределению и соотношению этих форм можно судить о специфике физико-географической среды.
   Появились первые специальные работы, посвященные влиянию климатических факторов на распространение и биологию животных.
   В 1832 г. О. Декандоль обосновал необходимость выделения особой научной дисциплины эпиррелогии, изучающей влияние на растения внешних условий и воздействие растений на окружающую среду или, говоря современным языком экологии, экологические факторы среды. Декандоль писал: «Растения не выбирают условия среды, они их выдерживают или умирают. Каждый вид, живущий в определенной местности, при известных условиях представляет как бы физиологический опыт, демонстрирующий нам способ воздействия теплоты, света, влажности и столь разнообразных модификаций этих факторов».
   Число таких факторов по мере расширения и углубления исследований по экологии растений возрастало, а оценка значимости отдельных из них изменялась.
   Русский ученый Э. А. Эверсман рассматривал организмы в тесном единстве с окружающей средой. В работе «Естественная история Оренбургского края» (1840) он четко делит факторы среды на абиотические и биотические, приводит примеры борьбы и конкуренции между организмами, между особями одного и разных видов.
   Экологическое направление в зоологии лучше других было сформулировано русским ученым К. Ф. Рулье (1814–1858). Он считал необходимостью развитие особого направления в зоологии, посвященного всестороннему изучению и объяснению жизни животных, их сложных взаимоотношений с окружающим миром. Он подчеркивал, что в зоологии, наряду с классификацией отдельных органов, нужно производить «разбор явлений образа жизни». Здесь следует различать явления жизни особи, т. е. выбор и запасание пищи, выбор и постройка жилища и т. д., а также «явления жизни общей»: взаимоотношения родителей и потомства, законы количественного размножения животных и отношения их к растениям, почве, физиологическим условиям среды. Вместе с этим следует изучать периодические явления в жизни животных – линьку, спячку, сезонные перемещения и др. Следовательно, Рулье разработал широкую систему экологического исследования животных, оставил после себя ряд трудов типичного экологического содержания.
   Научные работы Рулье оказали значительное влияние на направление и характер исследований его учеников и последователей Н. А. Северцова (1827–1885) и А. Н. Бекетова (1825–1902). Так, Северцов в книге «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гадов Воронежской губернии» впервые в России изложил глубокие экологические исследования животного мира отдельного региона.
   Таким образом, ученые начала XIX в. анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотношения между организмами, явления приспособляемости и приспособленности.
   Дальнейшее развитие науки экологии произошло на базе эволюционного учения Ч. Дарвина (1809–1882). Он по праву является одним из основоположников классической экологии. В книге «Происхождение видов» (1859) им показано, что «борьба за существование» в природе приводит к естественному отбору, т. е. является движущим фактором эволюции. Стало ясно, что взаимоотношения живых существ и связи их с неорганическими компонентами среды («борьба за существование») – большая самостоятельная область исследований.
   Победа эволюционного учения в биологии открыла, таким образом, третий этап в истории экологии, для которого характерно дальнейшее увеличение числа и глубины работ по экологическим проблемам. В этот период завершилось отделение экологии от других наук.
   Экология, родившись в недрах биогеографии, в конце XIX в., благодаря учению Дарвина, превратилась в науку об адаптациях организмов.
   Во второй половине XIX в. главным в экологии являлось изучение образа жизни животных и растений, их адаптивности к климатическим условиям: температуре, световому режиму, влажности и т. д. В этой области был сделан ряд важных обобщений и исследований. Датский ботаник Е. Варминг в книге «Экологическая география растений» (1895) излагает основы экологии растений, четко формулирует ее задачи. Рассмотрев основные положения экологии отдельных растений и растительных сообществ, он создал стройную систему фитоэкологических взглядов.
   А. Н. Бекетов в научной работе «География растений» (1896) впервые сформулировал понятие биологического комплекса как суммы внешних условий, установил связь особенностей анатомического и морфологического строения растений с их географическим распространением, указал на значение физиологических исследований в экологии. Им же были детально разработаны вопросы межвидовых и внутривидовых взаимоотношений организмов.
   В конце 70-х гг. XIX в. параллельно с данными исследованиями возникло новое направление. Немецкий гидробиолог К. Мебиус в 1877 г. на основе изучения устричных банок Северного моря обосновал представление о биоценозе, как о глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по Мебиусу, сформированы длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение какого-либо одного фактора биоценоза вызывает изменения в других факторах. Его работа «Устрицы и устричное хозяйство» положила начало биоценологическим исследованиям в природе.
   Изучение сообществ в дальнейшем обогатилось методами учета количественных соотношений организмов.
   Учение о растительных сообществах обособилось в отдельную область ботанической экологии. Значительная роль в этом принадлежит русским ученым С. И. Коржинскому и И. К. Пачоскому, назвавшим новую науку фитосоциологией, переименованную позднее в фитоценологию, а затем в геоботанику.
   К этому же периоду относится деятельность знаменитого русского ученого В. В. Докучаева (1846–1903). В своем труде «Учение о зонах природы» он писал, что ранее изучались отдельные тела, явления и стихии – вода, земля, но не их соотношения, не та генетическая вековечная и всегда закономерная связь, какая существует между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой природой, между растительными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом и даже духовным миром – с другой. Учение Докучаева о природных зонах имело исключительное значение для развития экологии. В целом его работы легли в основу геоботанических исследований, положили начало учению о ландшафтах, дали толчок широким исследованиям взаимоотношений растительности и почвы. Идея Докучаева о необходимости изучения закономерностей жизни природных комплексов получила дальнейшее развитие в учении В. Н. Сукачева о биогеоценозах.
   К началу XX в. оформились основные экологические школы гидробиологов, фитоценологов, ботаников и зоологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки.
   В 1910 г. на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений разделилась на экологию особей и экологию сообществ. По предложению швейцарского ботаника К. Шретера экология особей была названа аутэкологией (от греч. autos – сам и экология), а экология сообществ – синэкологией (от греч. syn – вместе). Такое же деление вскоре было принято и в зооэкологии.
   Появились первые экологические сводки: руководство к изучению экологии животных Ч. Адамса (1913), книга В. Шелфорда о сообществах наземных животных (1913), С. А. Зернова по гидробиологии (1913) и др.
   В 1913–1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы. Экологию начали преподавать в университетах.
   Авторитетнейший ученый России начала XX в., ботаник И. П. Бородин, выступая в 1910 г. на XII съезде русских естествоиспытателей и врачей с докладом «Об охране участков растительности, интересных с ботанико-географической точки зрения», страстно призывал своих коллег охранять природу и выполнять тем самым «наш нравственный долг», сравнивая это дело с охраной исторических памятников. Бородин особенно интересовался уникальными природными объектами. Любой памятник природы, неважно – большой или маленький, представляет собой, по его мнению, национальное сокровище. «Это такие же уники, как картины, например, Рафаэля – уничтожить их легко, но воссоздать нет возможности».
   Г. А. Кожевников (1917) утверждал, что к числу факторов, усугубляющих разрушительные последствия войны и революции, относятся вопиющая отсталость, бескультурье, отсутствие развитой технологии и какого-либо гражданского долга. Кожевников сформулировал три этапа становления отношения человека к природе. Россия, по его мнению, находится на переходной стадии от первого – первобытного, хищнического этапа ко второму, ориентированному на рост и развитие. Даже при отсутствии войны и социальных потрясений мощные структурные факторы должны были бы препятствовать быстрому переходу к третьему этапу, ориентированному на охрану природы. Кожевников, основываясь на данном утверждении, выступал за рационализацию и модернизацию экономики и ее социальной структуры.
   На четвертом этапе развития истории экологии после разносторонних исследований к 30-м гг. XX в. определились основные теоретические представления в области биоценологии: о границах и структуре биоценозов, степени устойчивости, возможности саморегуляции этих систем. Углублялись исследования взаимосвязей организмов, лежащих в основе существования биоценозов.
   Большой вклад в фитоценологические исследования внесли в России В. Н. Сукачев, Б. Н. Келлер, В. В. Алехин, А. Г. Раменский, А. П. Шенников, за рубежом – Ф. Клементс в США, К. Раункиер в Дании, Г. Дю Рие в Швеции, И. Браун-Бланк в Швейцарии. Ими были созданы разнообразные системы классификации растительности на основе морфологических (физиологических), эколого-морфологических, динамических и других особенностей сообществ, разработаны представления об экологических индикаторах, изучены структура, продуктивность, динамические связи фитоценозов.
   В 30–40-х гг. XX в. появились новые сводки по экологии животных, где излагались теоретические проблемы общей экологии: К. Фридерикса (1930), Ф. Боденгеймера (1935) и др.
   В развитие общей экологии значительный вклад внес Д. Н. Кашкаров (1878–1941). Ему принадлежат такие фундаментальные труды, как «Среда и общество», «Жизнь пустыни». Он является автором первого учебника в нашей стране по основам экологии животных (1938). По инициативе Кашкарова регулярно издавался сборник «Вопросы экологии и биоценологии».
   В этот же период оформилась новая область экологической науки – популяционная экология. Английский ученый Ч. Элтон в книге «Экология животных» (1927) переключает внимание с отдельного организма на популяцию как единицу, которую следует изучать самостоятельно. На этом уровне выявляются свои особенности экологических адаптаций и регуляций.
   На развитие популяционной экологии в нашей стране оказали влияние С. А. Северцов, Е. Н. Синская, И. Г. Серебряков, М. С. Гиляров, Н. П. Наумов, Г. А. Викторова, Т. А. Работнова, А. А. Уранова, С. С. Шварц и др.
   Е. Н. Синская (1948) провела исследования по выяснению экологического и географического полиморфизма видов растений. И. Г. Серебряковым была создана новая, более глубокая классификация жизненных форм. С. С. Гиляров (1949) выдвинул предположение, что почва послужила переходной средой в завоевании членистоногими суши.
   Исследования С. С. Шварца эволюционной экологии позвоночных животных привели к возникновению палеоэкологии, задачей которой является восстановление картины образа жизни вымерших форм.
   В начале 40-х гг. XX в. в экологии возникает новый подход к исследованиям природных экосистем. Г. Гаузе (1934) провозгласил свой знаменитый принцип конкурентного исключения, указав на важность трофических связей, как основного пути для потоков энергии через природные сообщества, что явилось весомым вкладом в появлении концепции экосистемы.
   Английский ученый А. Тенсли в 1935 г. в работе «Правильное и неправильное использование концепций и терминов в экологии растений» ввел в экологию термин экологическая система. Основное достижение Тенсли заключается в успешной попытке интегрировать биоценоз с биотопом на уровне новой функциональной единицы – экосистемы.
   В 1942 г. В. Н. Сукачев (1880–1967) обосновал представление о биогеоценозе. Здесь нашла отражение идея единства совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, лежащих в основе всего сообщества и окружающей неорганической среды – круговороте вещества и превращениях энергии.
   В 1942 г. американский ученый Р. Линдеман изложил основные методы расчета энергетического баланса экологических систем. С этого периода стали принципиально возможными расчеты и прогнозирование предельной продуктивности популяции и биоценозов в конкретных условиях среды. Начались работы по точному определению продуктивности водных сообществ (Г. Г. Винберг, 1936).
   Развитие экосистемного анализа привело к возрождению на новой экологической основе учения о биосфере, принадлежащего крупнейшему ученому В. И. Вернадскому, который в своих идеях намного опередил современную ему науку. В его интерпретации биосфера предстала как глобальная экосистема, стабильность и функционирование которой основаны на экологических законах обеспечения баланса вещества и энергии.
   В 50–90-е гг. XX в. вопросам экологии посвящены работы видных отечественных и зарубежных исследователей: Р. Дажо («Основы экологии», 1975), Р. Риклефса («Основы общей экологии», 1979), Ю. Одума («Основы экологии», 1975; «Экология», 1986), М. И. Будыко («Глобальная экология», 1977), Г. А. Новикова («Основы общей экологии и охраны природы», 1979), Ф. Рамада («Основы прикладной экологии», 1981), В. Тишлера («Сельскохозяйственная экология», 1971), С. Г. Спурра, Б. В. Барнеса («Лесная экология», 1984), В. А. Радкевича («Экология», 1983, 1997), Ю. А. Израэля («Экология и контроль природной среды», 1984), В. А. Ковды («Биогеохимия почвенного покрова», 1985), Дж. М. Андерсона («Экология и науки об окружающей среде: биосфера, экосистемы, человек», 1985), Г. В. Стадницкого, А. И. Родионова («Экология», 1988,1996), Н. Ф. Реймерса («Природопользование», 1990; «Экология», 1994), Г. Л. Тышкевич («Экология и агрономия», 1991), Н. М. Чернова, А. М. Былова («Экология», 1988), Т. А. Акимовой, В. В. Хаскина («Основы экоразвития», 1994; «Экология», 1998), В. Ф. Протасова, А. В. Молчанова («Экология, здоровье и природопользование в России», 1995), Н. М. Мамедова, И. Т. Суравегиной («Экология», 1996), К. М. Петрова («Общая экология», 1996), А. С. Степановских («Общая экология», 1996, 2000; «Экология», 1997, 2003; «Охрана окружающей среды», 1998, 2000) и др.
   Анализируя историю экологии как науки, нельзя не заметить, что развитие экологии задержалось минимум на пять-десять лет по сравнению с такими дисциплинами, как эмбриология и генетика. Причинами отставания экологии были:
   • недооценка существования фундаментальных законов, применяемых ко всему живому, таких же, как в физике, математике, других точных науках. Более того, известные нам фундаментальные законы развития материи являются, скорее, частными случаями законов экологии;
   • степень развития научных знаний, которая вынуждала ученых к изучению изолированных естественных явлений, как если бы они были независимы и не связаны друг с другом. Французский ученый О. Конт в своих трудах проводил мысль о жестких барьерах между науками. Для некоторых ученых такой подход стал привычным. Он вынуждал рассматривать предметы и явления вне существующих между ними взаимосвязей, тогда как системный подход – основное требование при рассмотрении научных фактов в совокупности. Эти искусственные барьеры рушатся в XX в. с появлением новых отраслей знания, сформировавшихся на основе слияния отдельных наук – физики и химии, химии и биологии;
   • отсутствие реальных перспектив ее развития вплоть до 30-х гг. XX в. Казалось, что эта наука в отличие, например, от медицины, не может иметь практического применения и должна ограничиваться чисто научными рамками, носить описательный характер.
   Однако в конце XX в. происходит неизбежная «экологизация» науки. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит вред окружающей среде, но и воздействует на нее отрицательно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.
   В настоящее время все большее значение приобретает защита окружающей среды от негативного воздействия человеческой деятельности, восстановление благоприятного для жизни и здоровья человека качества среды обитания, оптимизация взаимоотношений «человек – общество – природа».

3.2. Основные понятия, законы, правила и принципы экологии

   Современная экология, как любая другая фундаментальная наука, имеет собственную методологию, ряд основных понятий, терминов, определений, правил, принципов и четких законов.
   Биосфера (от греч. bios – жизнь, sphaira – шар) – оболочка планеты, состав, энергетика и организация которой обусловливаются взаимодействием ее компонентов (биогеноценотический покров Земли). Биосфера является естественной средой обитания любого живого организма.
   Естественная среда – это все живое и безжизненное, что окружает организмы, и с чем они взаимодействуют. Различают воздушную, водную и грунтовую среду, последним может быть и тело другого организма (для паразитирующих организмов).
   Экосистема (от греч. oikos – жилище, местопребывание; sustēma – целое) – единый естественный комплекс, образованный за большой период времени живыми организмами и средой обитания (атмосфера, почва, водоем и др.), в котором все компоненты тесно связаны обменом вещества и энергии. Экосистемой может стать лишь среда, где имеет место стабильность и четко функционирует внутренний круговорот вещества и энергии.
   Круговорот вещества и энергии – закономерный процесс многократного участия вещества и энергии этого вещества, космической, иных форм энергий в явлениях, протекающих в биосфере и определяющих характер этих явлений.
   Биогеоценоз (био… + гео … + греч. koinos – общий) – совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющая свою, особенную специфику и взаимодействие слагающих ее компонентов, определенный тип обмена веществом и энергией между собой и другими явлениями природы. Элементарными единицами биогеоценоза являются биоценоз и биотоп.
   Биоценоз – сообщество организмов (продуцентов, консументов и редуцентов), которые живут в границах одного биотопа, связанное определенными отношениями между собой и окружающей средой.
   Биотоп – естественное, относительно однородное пространство определенного естественного биоценоза. Биотоп включает в себя минеральное и органическое вещество, а также жизненное пространство определенного биотопа.
   В современной экологии различают биоценозы суши, воды, естественные и антропогенные, насыщенные и ненасыщенные, полночленные и неполночленные.
   Сообщество – это система взаимодействующих, дифференцированных по экологическим нишам видов животных и растений, часто конкурирующих между собой. Понятие «сообщество» зачастую употребляется в классической экологии, как синоним биоценоза.
   Популяция (от фр. papulation – население) – совокупность особей одного вида, имеющая общий генофонд и населяющая определенное пространство с относительно однородными условиями обитания. Все популяции имеют свойство, благодаря которому они поддерживают свою численность на оптимальном уровне в условиях среды. Этим свойством является гомеостаз.
   Гомеостаз (от греч. homios – подобный, statos – неподвижный) – состояние внутреннего динамического равновесия естественной системы (экосистемы), которое поддерживается регулярным восстановлением ее основных элементов и вещественно-энергетического состава, а также постоянным функциональным саморегулированием компонентов.
   Вид (биологический) – совокупность организмов с родственными морфологическими признаками, которые могут скрещиваться между собой и имеют общий генофонд. Это основная структурная единица в системе живых организмов. Виды имеют морфологические, физиолого-биохимические, эколого-географические (биогеографические) и генетические характеристики.
   Биомасса – выраженное в единицах массы или энергии количество живого вещества тех или иных организмов, приходящееся на единицу площади или объема.
   Живое вещество – совокупность тел живых организмов, населяющих землю.
   Продуктивность биологическая – скорость продуцирования биомассы популяцией или сообществом (экосистемой) на данной площади за единицу времени. Различают первичную – биомасса надземных и подземных органов, а также энергия и биогенные летучие вещества, производимые продуцентами на единице площади за единицу времени, и вторичную – биомасса, энергия и биогенные летучие вещества, производимые всеми консументами на единице площади за единицу времени.
   Катаценоз – заключительная стадия вымирания биотической общности, деградация биотической среды.
   Климакс (от греч. klimax – лестница) – заключительный этап развития биогеоценозов в данных условиях существования; завершающая довольно стойкая фаза (не изменяется на протяжении десятилетий) естественной биогеноценотической сукцессии, которая отвечает экологическим условиям данной местности в определенный период геологического времени.
   Сукцессия (от лат. succession – преемственность) – последовательное изменение биоценозов, которое возникает на одной и той же территории (биотопе) под влиянием естественных или антропогенных факторов.
   Энтропия (от греч. en – в, внутрь; tropē – поворот, превращение) – величина, характеризующая меру связанной энергии (∆S), которая в изотермических процессах не может превратиться в работу. Является мерой беспорядка в живых системах.
   Негэнтропия – величина, обратная энтропии; мера отдаленности от состояния энергетического равновесия, стремление к неравномерности. Негэнтропия увеличивается с возрастанием организованности системы [1 - Эти и целый ряд других понятий более широко будут раскрыты далее в соответствующих разделах и главах.].
   Основными экологическими законами являются:
   • биогенетический – онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза, в ходе которого индивидуальное развитие служит источником новых направлений эволюции, а она отражается на онтогенезе;
   • биогенной миграции атомов В. И. Вернадского – миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется живым веществом и в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом;
   • физико-химического единства живого вещества В. И. Вернадского – живое вещество физико-химически едино. При всей разноколичественности живых организмов они настолько физико-химически схожи, что вредное для одних не может быть абсолютно безразлично для других;
   • десяти процентов – среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой составляет 10 %. Как правило, 10 % энергии или вещества в энергетическом выражении не ведет к неблагоприятным последствиям для экосистемы и теряющего энергию трофического уровня;
   • закон Копа – новые группы организмов происходят не от высших глубокоспециализированных представителей предковых групп, а от малоспециализированных форм, сохраняющих эволюционную пластичность;
   • одного процента – изменение энергетики природной системы в пределах до 1 %, как правило, не выводит ее из равновесного состояния;
   • однонаправленности потока энергии – энергия, которую получает сообщество (биогеоценоз, экосистема) и которая усваивается продуцентами, вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго и последующих порядков, а затем редуцентам с падением потока энергии на каждом трофическом уровне в результате процессов, сопровождающих дыхание. В обратный поток поступает ничтожное количество энергии (не более 0,24 %), поэтому говорить о круговороте энергии нельзя;
   • соответствия условий среды генетической предопределенности организма – вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям;
   • экологической корреляции – в экосистеме все входящие в нее виды функционально соответствуют друг другу, и уничтожение одного вида или их группы всегда в конечном итоге ведет к исчезновению взаимосвязанных других видов. Вид никогда не исчезает один, но всегда вместе с взаимосвязанными формами.
   Существует еще ряд законов (правил, принципов) общей биологии, генетики, других естественнонаучных дисциплин, которые должны учитываться для осознания экологических процессов.
   Основные правила экологии:
   • адаптивной радиации – филогенез любой группы организмов сопровождается ее разделением (дивергенцией) на ряд отдельных дочерних стволов, виды которых осваивают различные экологические условия;
   • Аллена – выступающие части тела теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, поэтому они отдают меньше тепла в окружающую среду;
   • Бергмана – у теплокровных животных, подверженных географической изменчивости, в среднем размеры тела особей больше у популяций, живущих в более холодных частях ареала вида;
   • Вавилова – виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходным рядом наследственной изменчивости;
   • Мебиуса – Морозова – виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое системное целое;
   • географического оптимума – в центре видового ареала обычно существуют оптимальные для вида условия существования, ухудшающиеся к периферии области обитания вида;
   • обязательности заполнения экологических ниш – пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена;
   • необратимости эволюции – организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков, даже вернувшись в среду их обитания;
   • чередования главных направлений эволюции – в истории монофилетической группы организмов за периодом крупных эволюционных перестроек (ароморфоза) всегда наступает период частных приспособлений (аллогенеза, катагенеза, гипогенеза и т. д.). Освоение новой среды или крупные морфофизиологические преобразования всегда ведут к вспышке видообразования.
   Основные принципы экологии:
   • агрегации В. Олли – скопление особей, как правило, усиливает конкуренцию между ними за пищевые ресурсы и жизненное пространство, приводит к повышенной способности группы к выживанию, что связано с повышающейся при большой агрегации особей конкурентоспособности группы по отношению к другим видам;
   • исключения Гаузе – два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т. е., если они занимают одну и ту же экологическую нишу;
   • основателя – особь – основатель новой изолированной колонии или островной популяции несет в себе лишь незначительную часть генетической информации, заложенной в популяции (виде), откуда происходит особь-основатель;
   • Харди – Вайнберга (известный также как закон генетического равновесия) – при отсутствии внешнего давления какого-либо фактора частоты генов в бесконечно большой панмиктической популяции стабилизируются в течение одной смены поколений.
   Только знание основных законов, принципов и правил классической экологии, их осознанное применение на практике может обеспечить действенную охрану и защиту окружающей среды.

3.3. Среда обитания организмов, ее факторы

   Среда — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи могут оказывать отрицательное воздействие. Например, любое животное в лесу вступает в определенные взаимоотношения с пищей, водой, химическими соединениями, кислородом, без которых оно обойтись не может, в то время как ствол дерева, пень, кочка, валун на его жизнь не оказывают существенного влияния. Животное вступает с ними только во временные (укрытие от врага, непогоды), но не обязательные связи.
   Условия жизни, или условия существования – это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может. В процессе эволюции все живые организмы приспособились к конкретным условиям жизни. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.
   Приспособление организмов к среде носит название адаптации. Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях – от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем.
   Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.
   Виды, способные существовать только при небольших отклонениях от оптимальной величины фактора, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора – широкоприспособленными. Например, у организмов пресных вод, которые относятся к узкоспециализированным видам, нормальная жизнь сохраняется при низком содержании солей в среде. Для большинства обитателей морей, наоборот, нормальная жизнедеятельность сохраняется при высокой концентрации солей в окружающей среде. Отсюда пресноводные и морские виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. В то же время, например, трехиглой колюшке свойственна высокая экологическая пластичность, так как она может жить как в пресных, так и в соленых водах.
   Экологически выносливые виды называют эврибионтными (от греч. eurýs; biōn – широкий, живущий); маловыносливые – стенобионтными (от греч. stenos – узкий). Эврибионтность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительное время развивающиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, тогда как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными.
   Именно за счет адаптаций живые организмы оккупировали все возможные сферы обитания на планете, причем они должны были выработать как специфические биологические, так и поведенческие навыки жизни именно в конкретной среде обитания. Это их природная среда обитания.
   Антропогенная среда (от греч. antropos – человек) – это природная среда, измененная человеком.
   Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.
   Среда обитания организмов сформирована определенными экологическими факторами, одни из которых по отношению к живым организмам являются вредными, другие – безразличными.
   Экологические факторы – это любые элементы среды, способные оказывать влияние на живые организмы, или это те элементы окружающей среды, которые вызывают у живых организмов и их сообществ приспособительные реакции (адаптации).
   Влияние факторов среды определяется, прежде всего, их воздействием на обмен веществ у организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямодействующие и косвеннодействующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество в целом. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например, силой и диапазоном действия.
   Для разных видов растений и животных условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие – относительно сухую. Одни требуют сильной жары, другие лучше переносят более холодную среду и т. д.
   Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший эффект, т. е. условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он еще может существовать, – пессимумом.
   При выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. В большинстве случаев это некий диапазон температур, составляющий несколько градусов, поэтому лучше здесь говорить о зоне оптимума.
   Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости) или толерантности.
   Точки, ограничивающие его, т. е. максимальная и минимальная пригодная для жизни температура – это пределы устойчивости.
   Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т. е. речь идет о стрессовых зонах, или зонах угнетения, в рамках диапазона устойчивости (рис. 3.1).
   По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале усиливается стресс, в конечном итоге по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель. Подобные эксперименты можно провести и для проверки влияния других факторов. Результаты графически будут соответствовать кривой подобного же типа. Повторяемость наблюдаемых тенденций дает возможность сделать заключение, что здесь речь идет о фундаментальном биологическом принципе. Для каждого вида растений (животных) существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости или выносливости в отношении каждого средового фактора.

   Рис. 3.1. Зависимость действия экологического фактора от его интенсивности

   При значениях фактора, близких к пределам выносливости, или толерантности, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т. е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, и обычно определяют оптимум для отдельных показателей жизнедеятельности – скорости роста, выживаемости и т. п.
   Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением к названию фактора приставки «эври-» (от греч. eurys – широкий) или «стено-» (от греч. stenos – узкий). Например, по отношению к температуре различают эври– и стенотермные организмы, к концентрации солей – эври– и стеногалинные, к свету – эври– и стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эвриили стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору.
   Эврибионтность, как правило, способствует широкому распространению видов.
   Стенобионтность обычно ограничивает ареалы. В то же время, нередко благодаря высокой специализированности, стенобионтам принадлежат обширные территории.
   Все факторы среды взаимосвязаны, и среди них нет абсолютно безразличных для любого организма. Популяция и вид в целом реагируют на эти факторы, воспринимая их по-разному. Такая избирательность обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории.
   Многообразие экологических факторов среды обитания объединяют в группу абиотических, биотических и антропогенных факторов.
   Абиотические факторы (связанные с мертвым веществом) подразделяются на физические, или климатические (свет, температура воздуха и воды, влажность воздуха и почвы, ветер); эдафические, или почвенно-грунтовые (механический состав почв, их химические и физические свойства); топографические, или орографические (особенности рельефа местности), химические (соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.).
   Биотические факторы (связанные с живым веществом) представляют собой разнообразные формы влияния одних организмов на жизнедеятельность других. При этом одни организмы могут служить пищей для других (например, растения – для животных, жертва – для хищника), быть средой обитания (например, хозяин – для паразита), способствовать размножению и расселению (например, птицы и насекомые-опылители – для цветковых растений), оказывать механические, химические и другие воздействия.
   Антропогенные(антропические)факторы – это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.
   Большинство экологических факторов (температура, влажность, ветер, наличие пищи, хищники, паразиты, конкуренты и т. д.) отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Степень изменчивости каждого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер. Паразиты млекопитающих живут в условиях избытка пищи, тогда как для большинства хищников ее запасы меняются в соответствии с ростом или снижением численности жертв. Изменение факторов среды наблюдается в течение года и суток в зависимости от приливов и отливов в океане, при бурях, ливнях, обвалах, похолодании или потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке и т. д.
   Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль в минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных растений, но свет не оказывает заметного влияния на жизнедеятельность гетеротрофных организмов (грибов и высших животных).
   Экологические факторы действуют на организмы по-разному. Они могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфологические и анатомические изменения организмов.

3.3.1. Абиотические факторы

   Абиотические факторы среды – это такие силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов.
   Абиотические факторы в значительной мере определяют свойства и качество биосферы. В своем взаимодействии со средой все организмы должны поддерживать известное равновесие, или гомеостаз.
   Потребность того или иного вида, например, в тепловой или лучистой энергии, расходуемой на процессы жизнедеятельности, должна находиться в строгом соответствии с наличием данного ресурса в данном месте в данное время и поступлением его извне или образованием внутри организма. Нарушение баланса между поступлением и расходованием необходимого ресурса неизбежно ведет к летальным последствиям для организма.
   Абиотические факторы действуют на организм разными путями. В самом простом случае имеет место простое влияние: без прямого воздействия солнечного света в зеленом растении прекращается фотосинтез, солнечные лучи действуют на лежащую на камне ящерицу, и ее тело нагревается и т. д. Чаще абиотические факторы влияют на организмы опосредованно или косвенно, причем порой через многие промежуточные звенья. Например, длительное сочетание высокой температуры воздуха с его низкой влажностью и отсутствием осадков приводит к засухе. В результате засухи на обширных пространствах выгорает травянистая растительность, гибнут деревья и кустарники, травоядные животные либо погибают, либо вынуждены мигрировать на значительные расстояния. Это, в свою очередь, сказывается на состоянии популяций хищников и трупоедов, их поведении и образе жизни.
   Результаты влияния абиотических факторов могут сильно различаться в зависимости от того, как они действуют – раздельно или в совокупности. Например, зимой даже не очень сильный мороз при высокой влажности воздуха и наличии ветра становится весьма ощутимым, а во многих случаях весьма опасным, так как такое сочетание климатических факторов ведет за собой повышенное излучение теплоты с поверхности тела и может привести к значительному переохлаждению организма вплоть до его гибели. Даже летом во время дождя мелкие хищные животные с интенсивным обменом веществ после полного намокания шерсти нередко погибают от переохлаждения.
   Среди абиотических факторов особенно важное значение имеют климатические условия: лучистая энергия, свет, температура, влажность воздуха, осадки, снежный покров, атмосферное давление, газовый состав атмосферы, движение воздуха и ветер, атмосферное электричество.
   Климатические факторы оказывают и прямое, и косвенное влияние на живое вещество биосферы. Но, в свою очередь, живое вещество в значительной мере формирует климат нашей планеты. Например, в дубовом лесу умеренной зоны до поверхности земли доходит только 3,5 % количества света, падающего на вершины крон; в вязово-кленовом лесу – лишь 0,4 %, а во влажном тропическом лесу – 0,1–0,2 %. Картофельная ботва на поле задерживает до 97 % световой энергии. Под растительным покровом значительно изменяется и температурный режим. Суточные и сезонные колебания температуры сокращаются, и в целом температурные условия становятся более умеренными, эти различия сказываются и на средних годовых температурах. Так, среднегодовая температура воздуха в плотном лесном массиве в среднем на 4,2–7,3 °С выше, чем в окружающем его открытом пространстве.
   Наличие растительного покрова резко снижает скорость ветра. Если на опушке традиционного для нашей республики сосново-березового леса средней сомкнутости скорость ветра принять за 100 %, то уже на расстоянии 70 м от нее скорость ветра составит всего 23 % от первоначальной. Даже на лугу, когда на высоте 1,5 м скорость ветра составляет 7,6 м/с, в травяном покрове она немногим превышает 1 м/с, а в 7–8 см над землей наблюдается полный штиль.
   Растительность весьма интенсивно задерживает выпадающие осадки. Это зависит от состава древесных пород, сомкнутости крон, развития ярусов, а также от силы и интенсивности выпадения осадков.
   Наряду с разного рода климатическими факторами очень важную роль в формировании биосферы играют почвенно-грунтовые условия, или так называемые эдафические факторы. Почва имеет огромное значение в жизни живых существ на нашей планете. Именно почва явилась той промежуточной средой, которая обеспечила выход жизненных форм из водной среды на сушу и их адаптацию к новым условиям существования. Эдафические факторы деятельно участвовали в эволюции органического мира и одновременно развивались и трансформировались под его воздействием.
   По сравнению с другими абиотическими факторами эдафические факторы обладают исключительным своеобразием. Во-первых, в отличие от климатических факторов, они не только прямо или косвенно воздействуют на организмы, но одновременно служат постоянной или временной средой обитания для многих видов живых существ разного уровня организации, т. е. относятся к средообразующим экологическим факторам. Во-вторых, почва представляет продукт динамического взаимодействия между первичными и вторичными горными породами, климатом и органическим миром, а в настоящее время и человеческой деятельностью. В-третьих, в связи с указанными выше обстоятельствами эдафические факторы находятся как бы на грани абиотических факторов с биотическими. Поэтому иногда почву называют биокосным телом. Эдафические факторы изменчивы в пространстве. Это можно проследить по ландшафтным зонам в соответствии с общим законом зональности В. В. Докучаева, а также по эдафическим условиям, которые могут весьма сильно отличаться друг от друга в пределах одной зоны, даже на соседних участках с неодинаковым рельефом, растительностью, микроклиматом. Все эти особенности так или иначе сказываются на органическом мире (на растительности непосредственно, а на животных – и прямо, и косвенно) и в значительной степени формируют биосферу.

3.3.2. Биотические факторы

   Согласно определению В. И. Вернадского, живым веществом называется совокупность живых организмов, выраженная в весе (массе), химическом составе, количестве энергии и в характере пространства. «Живое вещество охватывает всю биосферу, ее создает и изменяет… оно является самой большой силой в биосфере и определяет все идущие в ней процессы и развивает огромную свободную энергию…».
   Совокупность всех живых организмов нашей планеты образует живую природу, являющуюся наряду с мертвой природой (косным веществом) одной из составляющих биосферы.
   Живая природа образована из разного по своему виду и составу живого вещества, которое распределено на поверхности континентов и островов, в пресных и соленых водах и т. д.
   Живое вещество биосферы представлено огромным количеством чрезвычайно разнообразных организмов, однако все они могут быть систематизированы, прежде всего, по способу получения и использования энергии, что и определяет их роль и место в биосфере. По этому признаку все живые организмы могут быть либо продуцентами (производителями), либо консументами (потребителями), либо редуцентами (разрушителями).
   Кроме того, по способу питания живые организмы подразделяются на автотрофные и гетеротрофные.
   Автотрофные организмы – это организмы, способные синтезировать все необходимые им органические вещества из неорганических, используя в качестве источника энергии свет или некоторые неорганические соединения. В зависимости от вида используемой энергии они подразделяются на фото– и хемотрофные организмы.
   Основные автотрофы на Земле – это зеленые растения (фототрофы). Они являются основным источником свободного кислорода в атмосфере, и они же создают и наибольшее количество органического вещества, т. е. являются истинными продуцентами.
   Хемотрофные организмы – это организмы, которые образуют органическое вещество за счет химической энергии ряда неорганических соединений. К этой группе организмов по своей природе наиболее древних относятся бактерии, микроорганизмы и некоторые простейшие.
   Гетеротрофные организмы – это организмы, которые в качестве источника энергии для жизнедеятельности используют разные органические или неорганические соединения. К ним относятся все высшие животные, в том числе и человек. По способу производства и накопления энергии и органического вещества они могут быть консументами или редуцентами.
   В естественной среде каждый организм или группа организмов неизбежно подвергается воздействию физико-химических условий, а также обитающих рядом и одновременно с ним других организмов и групп организмов.
   Непосредственное живое окружение организма составляет его биотическую среду.
   Существование живых организмов возможно только в такой среде, где связи с другими живыми организмами обеспечивают благоприятные условия для роста, развития и воспроизведения себе подобных. Основной формой проявления связей с другими живыми организмами служат пищевые взаимоотношения, на которых базируется формирование сложных звеньев и цепей питания.
   Цепь питания состоит из нескольких звеньев, или трофических (пищевых) уровней. Классическая пищевая цепь представлена на рис. 3.2.
   Первый уровень образуют автотрофные организмы – продуценты, т. е. зеленые растения и простейшие, содержащие хлорофилл; второй – консументы первого порядка, или потребители, т. е. животные организмы, потребляющие растения (фитофаги, или растительноядные); третий трофический уровень – паразитические и хищные животные организмы, живущие за счет растительноядных консументов. В классической цепи питания может существовать еще один уровень, образованный сверхпаразитами и хищниками второго порядка. Следует отметить, что обычно цепи питания не бывают бесконечно длинными, чаще всего они состоят из трех-пяти уровней. Это обусловлено тем, что чем больше участников в цепи питания, тем больше она подвержена влиянию внешней среды и тем менее она устойчива.

   Рис. 3.2. Классическая пищевая цепь

   Такая последовательность и соподчиненность связанных в форме трофических уровней групп организмов представляет собой поток вещества и энергии в экосистеме, основу ее организации.
   Существование и жизнедеятельность продуцентов и консументов ограничены во времени, жизненные циклы любого организма неизбежно заканчиваются его смертью, являющейся необходимой диалектической противоположностью жизни на нашей планете. Поэтому конечное звено любой пищевой цепи создают организмы-редуценты, или деструкторы, которые утилизируют мертвое органическое вещество, обеспечивая собственные рост и развитие. Благодаря деятельности редуцентов происходит возврат минеральных элементов (косного вещества) в биогеохимический цикл в биосфере.
   Трофический уровень – это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания.
   В табл. 3.1 представлены трофические уровни в экологических системах.

   Таблица 3.1.Трофические уровни экосистем в биосфере

К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней. Иначе трофические уровни в экосистеме можно представить в виде так называемых пищевых пирамид (рис. 3.3).

   Рис. 3.3. Пример простых трофических пищевых пирамид (данные приведены в расчете на 4 га за год. Шкала логарифмическая): а – пирамида чисел; б – пирамида биомасс; в – пирамида энергий

   В результате последовательности превращений энергии в пищевых цепях каждое сообщество живых организмов в экосистеме приобретает определенную трофическую структуру.
   Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и последующих порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, на единицу площади в единицу времени.
   Трофическую структуру обычно изображают в виде экологических пирамид. Эту графическую модель разработал в 1927 г. американский зоолог Чарльз Элтон. Основанием пирамиды служит первый трофический уровень – уровень продуцентов, а следующие этажи пирамиды образованы последующими уровнями – консументами различных порядков. Высота всех блоков одинакова, а длина пропорциональна числу, биомассе или энергии на соответствующем уровне. Различают три способа построения экологических пирамид.
   Первый способ. Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом уровне. Например, чтобы прокормить одного волка, необходимо по крайней мере несколько зайцев, на которых он мог бы охотиться; чтобы прокормить этих зайцев, нужно довольно большое количество разнообразных растений. Иногда пирамиды чисел могут быть обращенными, или перевернутыми. Это касается пищевых цепей леса, когда продуцентами служат деревья, а первичными консументами – насекомые. В этом случае уровень первичных консументов численно богаче уровня продуцентов (на одном дереве кормится большое количество насекомых).
   Второй способ. Пирамида биомасс – соотношение масс организмов разных трофических уровней. Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена. В свою очередь, общая масса консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка и т. д. Если организмы не слишком различаются по размерам, то на графике обычно получается ступенчатая пирамида с суживающейся верхушкой. Так, для образования 1 кг говядины необходимо 70–90 кг свежей травы.
   В водных экосистемах также можно получить обращенную, или перевернутую, пирамиду биомасс, когда биомасса продуцентов оказывается меньшей, нежели консументов, а иногда и редуцентов. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса его в данный момент может быть меньше, нежели у потребителей-консументов (киты, крупные рыбы, моллюски).
   Пирамиды чисел и биомасс отражают статику системы, т. е. характеризуют количество или биомассу организмов в определенный промежуток времени. Они не дают полной информации о трофической структуре экосистемы, хотя позволяют решать ряд практических задач, особенно связанных с сохранением устойчивости экосистем. Пирамида чисел позволяет, например, рассчитывать допустимую величину улова рыбы или отстрела животных в охотничий период без последствий для нормального их воспроизведения.
   Третий способ. Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь. На структуру биоценоза в бо́льшей степени оказывает влияние не количество фиксированной энергии, а скорость продуцирования пищи.
   Установлено, что максимальная величина энергии, передающейся на следующий трофический уровень, может в некоторых случаях составлять 30 % от предыдущего, и это в лучшем случае. Во многих биоценозах, пищевых цепях величина передаваемой энергии может составлять всего лишь 1 %.
   В 1942 г. американский эколог Р. Линдеман сформулировал закон пирамиды энергий (закон десяти процентов), согласно которому с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10 % поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т. д. Организмы в результате процессов обмена веществ теряют в каждом звене пищевой цепи около 90 % всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности.
   Если заяц съел 10 кг растительной массы, то его собственная масса может увеличиться на 1 кг. Лисица или волк, поедая 1 кг зайчатины, увеличивают свою массу уже только на 100 г. У древесных растений эта доля много ниже из-за того, что древесина плохо усваивается организмами. Для трав и морских водорослей эта величина значительно больше, поскольку у них отсутствуют трудноусвояемые ткани. Однако общая закономерность процесса передачи энергии остается: через верхние трофические уровни ее проходит значительно меньше, чем через нижние.
   Вот почему цепи питания обычно не могут иметь более 3–5 (редко 6) звеньев, а экологические пирамиды не могут состоять из большого количества этажей. К конечному звену пищевой цепи так же, как и к верхнему этажу экологической пирамиды, будет поступать так мало энергии, что ее не хватит в случае увеличения числа организмов.
   Этому утверждению можно найти объяснение, проследив, куда тратится энергия потребленной пищи (С). Часть ее идет на построение новых клеток, т. е. на прирост (Р). Часть энергии пищи расходуется на обеспечение энергетического обмена, или на дыхание (R). Поскольку усвояемость пищи не может быть полной, т. е. 100 %, то часть неусвоенной пищи в виде экскрементов удаляется из организма (F). Балансовое равенство будет выглядеть следующим образом:
   С = Р + R + F.
   Поскольку энергия, затраченная на дыхание, не передается на следующий трофический уровень и уходит из экосистемы, каждый последующий уровень всегда будет меньше предыдущего.
   Именно поэтому количество больших хищных животных невелико. По этой же причине нет хищников, которые питались бы, например, только волками, так как они просто не прокормились бы, поскольку волки немногочисленны.
   Кроме пищевых, в сообществе организмов неизбежно возникновение пространственных взаимоотношений, это значит, что каждый организм имеет строго ограниченное и свойственное только ему место обитания.
   Образующиеся пищевые и пространственные связи формируют биотические отношения, в которых разнообразные виды объединяются не в произвольном сочетании, а только при условии строгой приспособленности к совместному обитанию.
   Выделяют следующие, наиболее существенные формы биотических взаимоотношений: конкуренция, хищничество, паразитизм, аменсализм, симбиоз (мутуализм), комменсализм.
   Конкуренция – это отрицательное воздействие особей или популяций друг на друга в борьбе за пищу, местообитание и другие необходимые для существования вида условия. Например, в случае ограничения пищевых ресурсов два одинаковых в экологическом отношении и по потребностям вида существовать не могут, начинается неизбежное взаимоуничтожение в борьбе за пищу вплоть до полного уничтожения или максимального подавления одного из видов (закон конкурентного исключения Г. Гаузе). Причем острые конкурентные взаимоотношения свойственны всем представителям живой природы от вирусов до человека.
   Наиболее отчетливо конкуренция как форма биотической связи проявляется на популяционном уровне. При росте популяции, когда численность ее особей достигает такой величины, что не может быть обеспечено нормальное существование и развитие данной популяции, вступают в действие внутренние физиологические механизмы регуляции численности: увеличивается смертность, снижается плодовитость, рождаются преимущественно особи мужского пола и т. д. В популяциях, где пространство и пища становятся предметами конкуренции, обычно наблюдаются явления каннибализма, накопление токсичных продуктов обмена веществ, рассасывание эмбрионов у самок, а также другие явления, автоматически ограничивающие рост численности особей. Следует отметить, что конкурентные отношения – это один из основных механизмов формирования видового состава сообщества, пространственного распространения видов и регуляции их численности. В классической экологии считается, что эти отношения играют основополагающую роль в эволюционном процессе развития и формирования видов.
   Хищничество – это чрезвычайно широко представленные в природе отношения между живыми организмами, один из которых является охотником, а другой – его жертвой. Хищники используют другие живые организмы как объект питания. Спектр объектов питания хищников достаточно велик за счет возможного переключения с одной добычи на другую, которая в данный момент более многочисленна и легкодоступна. Эти биологические отношения с экологической точки зрения благоприятны для одного вида и неблагоприятны для другого. Виды приобретают такой образ жизни и такие численные соотношения, которые вместо постепенного исчезновения хищника или жертвы обеспечивают их сосуществование. Обычно численность жертв значительно превышает количество хищников, плодовитость жертв также выше соответствующего показателя плодовитости хищников и т. д.
   Так как хищничество связано с активным поиском и овладением сопротивляющейся, убегающей, путающей свои следы жертвой, у хищников выработались разнообразные экологические адаптации: развитие органов чувств, скорость бега, быстрота реакции, ряд специфических анатомо-физиологических особенностей и т. д. В свою очередь, жертвам также присущи экологические приспособления к своему статусу: покровительственная окраска, шипы, иглы, инстинкты затаивания, использования убежищ и пр. Такие экологические связи хищник – жертва направляют ход эволюции сопряженных видов.
   Паразитизм – форма биотических связей разных видов, при которой один организм живет за счет другого, обитая либо внутри, либо на поверхности тела организма-хозяина, при этом организм-паразит использует его не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного обитания. В зависимости от длительности контакта между организмами, участвующими в этих отношениях, паразитизм может быть постоянным (стационарным), временным (облигатным) или полупаразитизмом.
   В случае постоянного паразитизма организм-паразит находится в организме-хозяине постоянно и вне его существовать не может (малярийный плазмодий, паразитические амебы и инфузории и др.).
   Временный (облигатный) паразитизм характеризуется более сложными циклами развития организма-паразита и наличием промежуточного хозяина (паразитические грибы, плодожорка яблоневая, аскариды, нематоды и др.), т. е. организм-паразит использует организм хозяина в какое-то определенное время своего жизненного цикла, переходя затем к другому организму-хозяину, практически не существуя в окружающей среде в свободном состоянии.
   Полупаразитизм присущ таким организмам, которые могут часть своего жизненного цикла существовать независимо от другого организма или получать часть необходимых жизненных ресурсов самостоятельно, а другую часть – за счет организма-хозяина (омела, лишайники и др.).
   По месту обитания среди паразитов выделяют: эндопаразиты, которые обитают в теле хозяина и питаются его тканями или содержимым пищеварительного тракта (эхинококк, паразитические черви, малярийный плазмодий и др.) и эктопаразиты, которые обитают на поверхности тела хозяина и обладают достаточной подвижностью, чтобы переходить от одной особи к другой (блохи, вши, пухоеды, некоторые клещи и др.).
   Критерием паразитизма является специфичность, т. е. зависимость паразита от конкретного вида организма-хозяина, за счет которого он существует, приобретя специализированные анатомические, морфологические, физиологические приспособления именно к данному виду организма-хозяина. Паразитизм по своей природе является высшей формой хищничества.
   Аменсализм – форма биотического взаимодействия двух видов, при котором один вид причиняет вред другому, не получая при этом ощутимой для себя пользы. Такая форма взаимодействий в большей степени присуща растительным организмам (древесные растения и травянистые под их кронами). Аменсализм регулирует численность организмов путем их распределения и взаимного подбора. Аналогичный результат наблюдается и в том случае, когда одна популяция вырабатывает вещество, вредно действующее на конкурирующую с ней соседнюю популяцию. Такое взаимодействие обычно называется антибиозом.
   Симбиоз (мутуализм) представляет собой неразделимое, взаимовыгодное и длительное сожительство двух или более видов организмов. Симбионтами могут быть растения, растения и животные, животные. Симбиоз различают по степени соединения партнеров и по их пищевой зависимости друг от друга. Примерами пищеобусловленных симбионтов могут быть клубеньковые бактерии и бобовые растения, мицелий некоторых грибов и корни деревьев, термиты и простейшие их кишечника и т. д. Одноклеточные водоросли поселяются в коралловых полипах и морских губках для получения убежища и защиты; актиния красуется на раковине краба-отшельника, она питается остатками его пищи, обеспечивая ему защиту от хищников своими ядовитыми щупальцами, выполняя санитарные функции и привлекая своими выделениями добычу хозяина.
   Комменсализм – это такой тип биотических взаимоотношений между двумя видами, при котором деятельность одного из них предоставляет пищу, убежище или защиту другому. Комменсалы односторонне используют другой вид, извлекая при этом для себя пользу, но не принося никакого вреда или заметной выгоды партнеру. Комменсализм может рассматриваться в определенной мере как одна из разновидностей симбиоза.
   Количественно живое вещество Земли составляет весьма небольшую долю по отношению к массе тел неживой природы. Считается, что это соотношение составляет 1:10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Однако роль живого вещества для состояния биосферы является основополагающей. Вернадский писал: «Можно без преувеличения утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами…, именно живые организмы, совокупность жизни, превращают космическую лучистую энергию в земную химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира… Этот великий планетарный процесс есть миграция химических элементов в биосфере».
   Практически все атомы подавляющего числа элементов в периодической системе Д. И. Менделеева прошли в своей истории через состояние живого вещества. В состоянии живого вещества постоянно находятся не менее 25 рассеянных и редких элементов. В массовом отношении наибольшая доля приходится на кислород (6–70 %) и водород (10 %), потом следуют углерод, кремний, алюминий, железо, кальций и др., всего порядка 60 элементов.
   Массовое количество живого вещества в биосфере называют биомассой. Скорость образования биомассы, т. е. количество живого вещества в единицу времени, характеризуется ее продуктивностью. В табл. 3.2 представлены данные по количеству биомассы живого вещества в биосфере.

   Таблица 3.2.Распределение биомассы растений и животных в океане и на суше по сухому веществу

   Живое вещество планеты в основном сосредоточено в зеленых растениях суши. Это связано со способностью экосистем вырабатывать валовую (общую) первичную продукцию и их продуктивностью. Валовая первичная продукция – суммарное количество органического вещества и энергии, фиксируемое автотрофными организмами за определенный промежуток времени. Продуктивность определяется скоростью образования органического вещества за принятую единицу времени. Общая первичная продуктивность биосферы оценивается в 61 млрд т органического вещества в год.
   Живое вещество обладает рядом присущих только ему особенностей, которые собственно и делают его живым. Особенности живого Б. М. Медников (1982) сформулировал в виде аксиом теоретической биологии:
   • все живые организмы оказываются единством фенотипа и программы для его построения (генотипа), передающимся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана);
   • генетическая программа образуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома Н. К. Кольцова);
   • в процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (1-я аксиома Ч. Дарвина);
   • случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются (аксиома Н. В. Тимофеева-Ресовского);
   • многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (2-я аксиома Ч. Дарвина).
   Из данных аксиом можно вывести все основные свойства живой природы, и в первую очередь такие, как дискретность и целостность — два фундаментальных свойства организации жизни на Земле. Среди живых систем нет двух одинаковых особей, популяций и видов. Эта уникальность проявления дискретности и целостности основана на явлении конвариантной редупликации.
   Конвариантная редупликация (самовоспроизведение с изменениями) осуществляется на основе матричного принципа (сумма трех первых аксиом). Это, вероятно, единственное специфическое для жизни, в известной для нас форме ее существования на Земле, свойство. В основе его лежит уникальная способность к самовоспроизведению основных управляющих систем (ДНК, хромосом, генов). Редупликация определяется матричным принципом (аксиома Н. К. Кольцова) синтеза макромолекул. Обладая способностью к самовоспроизведению по матричному принципу, молекулы ДНК смогли выполнить роль носителя наследственности исходных управляющих систем (аксиома А. Вейсмана).
   Конвариантная редупликация означает возможность передачи по наследству дискретных отклонений от исходного состояния (мутаций), предпосылки эволюции жизни.
   В процессе жизнедеятельности организмы используют наиболее доступные атомы, способные к образованию устойчивых химических связей. Как уже было отмечено, водород, углерод, кислород, азот, фосфор и сера являются главными химическими элементами земного вещества и их называют биогенными. Их атомы создают в живых организмах сложные молекулы в сочетании с водой и минеральными солями. Эти молекулярные постройки представлены углеводами, липидами, белками и нуклеиновыми кислотами. Перечисленные части живого вещества находятся в организмах в тесном взаимодействии. Окружающий нас мир живых организмов биосферы представляет собой сочетание различных биологических систем разной структурной упорядоченности и разного организационного положения. В связи с этим выделяют разные уровни существования живого вещества – от крупных молекул до растений и животных различных организаций:
   • молекулярный (генетический) – самый низкий уровень, на котором биологическая система проявляется в виде функционирования биологически активных крупных молекул – белков, нуклеиновых кислот, углеводов. С этого уровня наблюдаются свойства, характерные исключительно для живой материи: обмен веществ, протекающий при превращении лучистой и химической энергии, передача наследственности с помощью ДНК и РНК. Этому уровню свойственна устойчивость структур в поколениях;
   • клеточный — уровень, на котором биологически активные молекулы соединяются в единую систему. В отношении клеточной организации все организмы подразделяются на одноклеточные и многоклеточные;
   • тканевый — уровень, на котором сочетание однородных клеток образует ткань. Он охватывает совокупность клеток, объединенных общностью происхождения и функций;
   • органный — уровень, на котором несколько типов тканей функционально взаимодействуют и образуют определенный орган;
   • организменный – уровень, на котором взаимодействие ряда органов сводится в единую систему индивидуального организма. Представлен определенными видами организмов;
   • популяционно-видовой, где существует совокупность определенных однородных организмов, связанных единством происхождения, образом жизни и местом обитания. На этом уровне происходят элементарные эволюционные изменения в целом;
   • биоценоз и биогеоценоз (экосистема) – более высокий уровень организации живой материи, объединяющий разные по видовому составу организмы. В биогеоценозе они взаимодействуют друг с другом на определенном участке земной поверхности с однородными абиотическими факторами;
   • биосферный — уровень, на котором сформировалась природная система наиболее высокого ранга, охватывающая все проявления жизни в пределах нашей планеты. На этом уровне происходят все круговороты вещества в глобальном масштабе, связанные с жизнедеятельностью организмов.

3.3.3. Антропогенные факторы

   В настоящее время особое значение приобретают несвойственные естественному развитию мира антропогенные факторы среды, обусловленные непосредственной хозяйственной деятельностью человека, точнее, совокупностью разнообразных его воздействий на окружающую среду и биосферу в целом.
   Антропогенные факторы среды чаще всего проявляются в форме разного рода загрязнений биосферы: механического, химического, биологического, физического, биоценотического и ландшафтного [2 - Все эти виды загрязнений и их источники будут рассмотрены в главе 4.].
   Вмешательство человека в естественные процессы изменяет состав биосферы и ее свойства. Изменение условий среды обитания влияет не только на растения и животных, но и изменяет природу человека.
   Хозяйственная деятельность человека, приобретая все более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. До определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимые процессы, приводящие к экологическим катастрофам.
   Человечество существенно изменило ход течения целого ряда процессов в биосфере, в том числе биохимического круговорота и миграции ряда элементов. Поэтому в настоящее время, хотя и медленно, происходит качественная и количественная перестройка всей биосферы планеты. Уже возник ряд сложнейших экологических проблем биосферы, которые необходимо разрешить в ближайшее время. Наиболее значимыми являются следующие:
   • изменение климата в результате загрязнения атмосферы промышленными и транспортными выбросами;
   • общее ослабление стратосферного озонового экрана на 1–2 % в год, образование «озоновых дыр» над рядом регионов, чреватое усилением интенсивности жесткого ультрафиолетового излучения;
   • загрязнение океана и внутренних водоемов за счет захоронения ядовитых и радиоактивных отходов, смыва минеральных удобрений, нефтепродуктов и ядохимикатов с суши, насыщения оксидами серы, азота и углерода из загрязненной атмосферы, что изменяет скорость и эффективность биогеохимического круговорота веществ и приводит к снижению фотосинтетической активности гидросферы;
   • локальное радиоактивное загрязнение за счет эксплуатации атомных устройств, АЭС и испытаний ядерного оружия;
   • геохимическое загрязнение биосферы в результате неудержимого накопления на поверхности суши тяжелых металлов, ядовитых, радиоактивных и промышленных отходов, бытового мусора и пр.;
   • опустынивание планеты во всеувеличивающихся масштабах, углубление процесса опустынивания (60 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год), что ежегодно значительно сокращает площади плодородных земель и снижает их общее плодородие;
   • сокращение площади лесов, особенно тропических (200 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год), ведущее к дисбалансу поступления кислорода в атмосферу и усилению процесса необратимого исчезновения многих видов животных и растений (от 5 до 150 тыс. видов ежегодно из существующих 30 млн);
   • сокращение площади экосистем со скоростью 1 % в год;
   • освобождение в результате гибели животных и растительных видов экологических ниш и заполнение их более стойкими организмами, обычно паразитами, вредителями и возбудителями ряда заболеваний. Так, появление и стремительное распространение в последние десятилетия таких заболеваний, как легионеллез («болезнь легионеров»), гепатит С, лихорадка Эбу, желтая лихорадка Скалистых гор, СПИД и других, неподдающихся пока излечению, инфекционных заболеваний, многие ученые напрямую связывают с мутированием под воздействием изменившихся условий существования привычных вирусов гриппа, паратифа, некоторых риккетсий и захват ими освободившихся экологических ниш, принадлежавших исчезнувшим видам;
   • абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение в отдельных регионах;
   • ухудшение условий жизни в селитебных (жилых) зонах сел и городов за счет шумового, электромагнитного, вибрационного и других воздействий, стрессов присутствия, привычного стресса от напряженного темпа городской жизни и потери социальных связей между людьми, нарастания общей психологической усталости.
   Также к хорошо известным глобальным последствиям экологического кризиса в настоящее время добавились такие, как:
   • ожирение;
   • информационное загрязнение;
   • высокотехнологичный терроризм и др.
   К региональным экологическим проблемам, стоящими перед белорусским обществом, относятся:
   • загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, накопление промышленных и бытовых отходов разной категории опасности, в том числе токсичных и радиоактивных;
   • сокращение сельскохозяйственных земель после катастрофы на ЧАЭС в результате загрязнения почвы радионуклидами, после мелиорации и химизации сельскохозяйственного производства;
   • истощение и загрязнение поверхностных водных источников и подземных горизонтов, нарушение гидрогеологических условий региона;
   • техногенная деградация ландшафтов;
   • демографическая дестабилизация и ухудшение состояния здоровья населения в результате изменения социально-экономических и экологических условий существования.

3.4. Биосфера

3.4.1. Общие положения

   Содержание понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называли гипотетические глобулы (видимо, под влиянием идей французских ученых XVIII в. П. Л. Мопертюи и, особенно, Ж. Л. Бюффона о бессмертных органических молекулах), якобы составляющие живую основу всех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины XIX в.
   Существенно иное представление о биосфере сформулировал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» он говорит о «самостоятельной биосфере» как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда «Лик Земли» (1909) этот автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина о единстве органического мира.
   Работы Зюсса положили начало биологическому представлению о биосфере как о совокупности организмов, населяющих Землю, как о живой оболочке планеты. Такого взгляда придерживались многие русские географы, например Н. М. Си бирцев (1899), Д. Н. Анучин (1902), П. И. Броунов (1910), А. А. Григорьев (1948), английский исследователь и философ Дж. Бернал (1969) и др.
   Представление Зюсса о биосфере как об особой оболочке Земли использовал и В. И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно иное, биогеохимическое содержание.
   Биосфера, по Вернадскому, – это область распространения жизни, включающая наряду с организмами и среду их обитания. Зачатки этого представления можно обнаружить уже в высказываниях ученых XVII и XVIII вв., в книге «Космос» А. Гум больдта и в работах В. В. Докучаева.
   Общее учение о биосфере создано в 20–30-х гг. ХХ в. В. И. Вер надским, развившим идеи Докучаева о комплексном естественно-историческом анализе взаимодействующих в природе разнокачественных объектов и явлений (факторов почвообразования) и выявлении самостоятельных природных объектов гетерогенной структуры и состава (почвы, природные зоны).
   В основе учения В. И. Вернадского лежат следующие представления:
   • о планетарной геохимической роли живого вещества (совокупности всех живых организмов, существовавших или существующих в определенный отрезок времени, рассматриваемых как мощный геологический фактор). Живое вещество, в понимании Вернадского, как биогеохимический фактор количественно выражается в элементарном химическом составе, массе и энергии;
   • об организованности биосферы, являющейся продуктом сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом за время геологической истории Земли.
   Биосфера включает не только область жизни (биогеосферу, фитогеосферу, витасферу), но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. По Вернадскому, вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения.
   В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биогеохимической деятельности. Атмосферные газы (кислород, азот, углекислый газ), природные воды, равно как и природное топливо (нефть, уголь), известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты.
   Слои земной коры, лишенные в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области «былых биосфер».
   Биосфера мозаична по структуре и составу, в ней отражается геохимическая и геофизическая неоднородность лика Земли (океаны, озера, горы, ущелья, равнины и т. д.) и неравномерность в распределении живого вещества по планете, как в прошлые эпохи, так и в наше время. Максимальное содержание живого вещества гидросферы приурочено к мелководьям, минимальное – к глубинным акваториям (абиссаль); на суше эта неравномерность проявляется в мозаике биогеоценотического покрова (леса, болота, степи, пустыни и др.) с минимумом плотности живого вещества в высокогорьях, пустынях и полярных областях.
   Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции:
   • газовую (миграция газов и их превращения);
   • концентрационную (аккумуляция живыми организмами химических элементов из внешней среды);
   • окислительно-восстановительную (химические превращения веществ, содержащих атомы с переменной валентностью, – соединений железа, марганца, микроэлементов и т. д.);
   • биохимическую и биогеохимическую (включение разного рода химических веществ, поступающих в окружающую среду в процессе жизнедеятельности человека).
   Совокупность этих функций определяет все химические превращения в биосфере.
   Эволюция биосферы диалектически связана с эволюцией форм живого вещества (организмы и их сообщества), усложнением его биохимических функций, совершающихся на фоне геологической истории Земли.
   В учении о биосфере Вернадского выделяют следующие основные аспекты:
   • энергетический, освещающий связь биосферно-планетарных явлений с космическими излучениями (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах;
   • биогеохимический, отражающий роль живого вещества в распределении и поведении атомов (точнее, их изотопов) в биосфере и ее структурах;
   • информационный, изучающий принципы организации и управления, осуществляемые в живой природе в связи с исследованием влияния живого вещества на структуру и состав биосферы;
   • пространственно-временной, освещающий формирование и эволюцию различных структур биосферы в геологическом времени в связи с особенностями пространственно-временной организованности живого вещества в биосфере;
   • ноосферный, изучающий глобальные эффекты воздействия человечества на структуру и химию биосферы в процессе хозяйственной и иной деятельности.
   Выход человека в космос, за пределы биосферы, несомненно, будет стимулировать разработку новых сторон учения о биосфере.
   Существенными моментами учения о биосфере являются представления о взаимосвязях (прямых и обратных связях) и сопряженной эволюции всех структур биосферы. Эти представления положены в основу разработки многими национальными и международными организациями, научными центрами и лабораториями проблемы «биосфера и человечество», для решения которой проводятся такие мероприятия, как Международное гидрологическое десятилетие, Международная биологическая программа и др.
   Повышенный интерес к изучению биосферы вызван тем, что локальное воздействие человека на нее, характерное для всей предшествовавшей истории, сменилось в ХХ в. глобальным его влиянием на состав, структуру и ресурсы биосферы. На планете нет участка суши или моря без следов деятельности человека. Один из ярких примеров – глобальные выпадения радиоактивных осадков, т. е. продуктов ядерных взрывов. В атмосфере, океане и на суше повсеместно присутствуют (пусть в самых незначительных количествах) продукты сгорания нефти, угля, газов, отходы химической и другой индустрии, ядохимикаты и удобрения, сносимые с полей в процессе водной и ветровой эрозий. Интенсивное и нерациональное использование ресурсов биосферы (водных, газовых, биологических и др.), усугубляемое гонкой вооружений и испытаниями ядерного оружия, развеяло миф о бесконечности и неисчерпаемости этих ресурсов.
   Многочисленные примеры разрушительной деятельности человека и, к сожалению, редкие примеры его созидательной деятельности (в том числе и в плане охраны природы) свидетельствуют об актуальности разумного ведения земных дел разумным человечеством, что возможно только при переходе от стихийного производства к принципам устойчивого развития человеческой цивилизации.
   Современная структура биосферы – продукт длительной эволюции многих систем разной сложности, последовательно стремящихся к состоянию динамического равновесия. Практическое значение учения о биосфере огромно. Особенно заинтересованы в развитии этого учения здравоохранение, сельское и промысловое хозяйство и другие отрасли человеческой практики, чаще других сталкивающиеся с «ответными ударами» со стороны биосферы, вызванными неразумным или неосторожным преобразованием природы человеком.
   В настоящее время оба понимания биосферы, по Зюссу и по Вернадскому, существуют на равных правах.
   По физическим природным условиям биосфера может быть подразделена на три среды: атмосферу, гидросферу и литосферу.
   Биосферу как место современного обитания организмов вместе с самими организмами можно разделить на три подсферы:
   • аэробиосферу, населенную аэробионтами, субстратом жизни которых служит влага воздуха;
   • гидробиосферу – глобальный мир воды (водная оболочка Земли без подземных вод), населенный гидробионтами;
   • геобиосферу – верхнюю часть земной коры (литосфера), населенную геобионтами.
   Лимитирующим фактором развития жизни в аэробиосфере служит наличие капель воды и положительных температур, а также твердых аэрозолей, поднимающихся с поверхности Земли. От вершин деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами), выше которой лежит слой крайне разряженной микробиоты – альтобиосфера (с альтобионтами), а над ней простирается пространство, куда жизнь проникает лишь случайно и не часто, где организмы не размножаются, – парабиосфера.
   Гидробиосфера распадается на мир континентальных, главным образом пресных вод: аквабио сферу (с аквабионтами) и область морей и океанов – маринобио сферу (с маринобионтами). В гидробиосфере выделяют три слоя, связанных главным образом с интенсивностью света: фото сферу – относительно ярко освещенный; дисфотосферу – всегда очень сумеречный (до 1 % солнечной инсоляции); афотосферу – абсолютной темноты, где невозможен фотосинтез.
   Геобиосфера состоит:
   • из террабио сферы (с террабионтами) – области жизни на поверхности суши, которая подразделяется на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и лежащие под ними подпочвы, нередко сюда включают всю кору выветривания) с педобионтами;
   • литобио сферы – жизни в глубинах Земли (с литобионтами, живущими в порах горных пород). Она состоит из гипотерра биосферы – слой, где возможна жизнь аэробов (или подтеррабиосфера), и теллуробиосферы – слой, где возможно обитание анаэробов (или глубинобиосфера). Жизнь в толще литосферы существует в основном в подземных водах.
   На больших высотах в горах, там, где уже невозможна жизнь высших растений и вообще организмов-продуцентов, но куда ветры приносят с более низких вертикальных поясов органическое вещество и где при отрицательных температурах воздуха еще достаточно тепла от прямой солнечной инсоляции для существования жизни, расположена высотная часть террабиосферы – эоловая зона. Это царство членистоногих и некоторых микроорганизмов – эолобионтов.
   Жизнь в океанах достигает их дна. Под ним, в базальтах, она едва ли возможна. В глубинах литосферы есть два теоретических уровня распространения жизни – изотерма 100 °С, ниже которой при нормальном атмосферном давлении вода кипит, а белки свертываются, и изотерма 460 °С, где при любом давлении вода превращается в пар, т. е. в жидком состоянии существовать не может.
   Жизнь в глубинах Земли фактически не идет дальше 3–4 км, максимум 6–7 км и лишь случайно в неактивных формах может проникнуть глубже – в гипобиосферу («подбиосфера» – аналог парабиосферы в атмосфере). Следует отметить, что здесь, где залегают биогенные породы, образно выражаясь, следы былых сфер, расположена метабиосфера. Она, начинаясь с поверхности Земли, простирается далеко вглубь литосферы, теряясь там, где процессы метаморфоза горных пород стирают признаки жизни.
   Между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы лежит собственно биосфера – эубиосфера. Ее наиболее насыщенный жизнью слой называют биофильмом, или, по В. И. Вернадскому (1926), пленкой жизни.
   Выше парабиосферы расположена апобиосфера, где сравнительно обильны биогенные вещества (ее верхняя граница трудноуловима). Под метабиосферой расположена абиосфера («небиосфера»).
   Весь слой нынешнего или прошлого воздействия жизни на природу Земли называют мегабиосферой, а вместе с артебиосферой (пространством человеческой экспансии в околоземной космос) – панбиосферой.
   Таким образом, поле существования жизни, по новейшим данным, ограничено в вертикальном пределе высотой около 6 км над уровнем моря, до которой сохраняются положительные температуры в атмосфере и могут жить хлорофиллоносные растения (6,2 км в Гималаях). Выше, в эоловой зоне, обитают лишь жуки, ногохвостки и некоторые клещи, питающиеся зернами растительной пыльцы, спорами растений, микроорганизмами и другими органическими частицами, заносимыми ветром, и т. д. Еще выше живые организмы попадают лишь случайно (микроорганизмы могут сохранять жизнь в виде спор).
   Нижний предел существования активной жизни традиционно ограничивают дном океана и изотермой 100 °С в литосфере, расположенными соответственно на отметках около 11 км, а по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове – 16 км. Фактически жизнь в литосфере распространена до глубины 3–4 км.
   Таким образом, вертикальная мощность биосферы в океанической области Земли достигает более 17 км, в сухопутной – 12 км.
   Парабиосфера еще более асимметрична, поскольку верхнюю ее границу определяет озоновый экран.
   Более значительны колебания толщи мегабиосферы, охватывающей осадочные породы, но она не опускается на материках глубже отметок самых больших глубин океана, т. е. 11 км (здесь температура достигает 200 °С), и не поднимается выше наибольших плотностей озонового экрана (22–24 км), следовательно, ее максимальная толщина 33–35 км.
   Теоретически пределы биосферы шире, поскольку в гидротермах дна океана (их назвали «черными курильщиками» из-за темного цвета извергающихся вод) на глубинах около 3 км обнаружены организмы при температуре до 250 °С.
   Подстилающая литосфера, верхняя стратосфера, ионосфера и космическое пространство служат биосфере средой. Основной энергетический источник, обеспечивающий функционирование биосферы, – лучистая энергия Солнца.
   Таким образом, биосфера – это особая термодинамическая открытая оболочка Земли, вещество, энергетика и организация которой и обусловливаются взаимодействием ее биотического и абиотического компонентов. Она, следовательно, включает совокупность организмов и их остатки, а также части атмосферы, гидросферы и литосферы, населенные организмами и изменяемые их деятельностью.
   Важнейшей функцией биосферы является регулярное, возрастающее во времени воссоздание живого вещества по численности, весу и количеству аккумулированной и удерживаемой энергии. Человек воспринимает эту функцию как биологическую продуктивность биосферы, ее частей (океан, почвы, пресные воды) или ее отдельных экосистем и биогеоценозов (дельты, луга, тайга, поля зерновых и т. д.).

3.4.2. Организация биосферы

   Организованность биосферы – явление многоплановое. В самом крупном плане биосфера представляет собой единство живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Существенная составная часть единства – биотический круговорот, основанный на взаимодействии организмов, создающих и разрушающих органическое вещество.
   Биосфера распределена по поверхности Земли неравномерно. В различных природных условиях она сформирована в виде относительно самостоятельных природных комплексов, получивших название экосистем или биогеоценозов.
   Понятие «биогеоценоз» введено в науку советским ботаником, академиком В. Н. Сукачевым и означает сообщество организмов разных видов, обитающее в определенных природных условиях. Каждый биогеоценоз, или экосистема, представляет собой своеобразную модель биосферы в миниатюре. Он, как правило, включает автотрофные организмы – хлорофиллоносные растения, создающие органическое вещество; гетеротрофы, существующие за счет созданного автотрофными организмами органического вещества; деструкторы, разрушающие органическое вещество тел растений и животных до минеральных элементов, а также субстрат с каким-то запасом минеральных элементов. Экосистемы являются основными объектами экологии.
   Термин «экосистема» введен в экологическую науку английским ботаником А. Тенсли в 1935 г. И первоначально обозначал любую совокупность совместно обитающих организмов и окружающую их среду.
   В настоящее время широкое распространение получило следующее определение экосистемы – любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ.
   По Н. Ф. Реймерсу, экосистема – это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами.
   Следует подчеркнуть, что только совокупность специфического физико-химического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) образует экосистему. А. Тенсли предложил следующее соотношение:
   Экосистема = Биотоп + Биоценоз,
   т. е., по современным представлениям, экосистема – это пространственно определенная совокупность живых организмов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимосвязями.
   Экосистема – понятие достаточно широкое, оно не только связано с ограниченным участком земной поверхности, но и применимо ко всем стабильным системам живых и неживых компонентов, где происходит внешний и внутренний круговорот веществ и энергии. Так, к экосистемам можно отнести каплю воды с микроорганизмами, аквариум, озеро и океан.
   Масштабы экосистем различны. Выделяют микроэкосистемы (например, покрытый мхом камень, болотная кочка, придорожная лужа), мезоэкосистемы (озеро, болото, песчаная дюна, лесная поляна, луг), макроэкосистемы (континент, океан, коралловый риф). Следовательно, существует своеобразная иерархия микро-, мезо– и макросистем разных порядков.
   Различают водные и наземные экосистемы. Все они образуют на поверхности планеты густую сеть. При этом в одной природной зоне встречается множество похожих экосистем, которые могут быть слиты в однородные комплексы или разделены другими экосистемами. Например, участки лиственного леса, прорезанные хвойными лесами, или болота среди лесов.
   Наземные экосистемы, относящиеся к одной природно-климатической зоне имеют общую структуру доминирующей растительности и поэтому могут рассматриваться как единый большой биогеоценоз – биом. Биомы являются основными объектами экологической географии. Они различаются по климату, по многим особенностям флоры и фауны, по биологическому разнообразию, но в пределах каждого биома можно встретить множество сходных по приспособлению форм животных и растений, хотя происхождение их различно.
   Наземные экосистемы имеют следующую иерархию: биосфера – экосистема суши – климатический пояс – биоклиматическая область – природная ландшафтная зона – природный (ландшафтный) округ – природный (ландшафтный) район – природный (ландшафтный) подрайон – биогеоценотический комплекс – экотоп. Биосфера является экосистемой высшего ранга.
   Ю. Одум выделяет следующие основные типы природных экосистем.
   I. Наземные биомы.
   1. Тундра (арктическая и альпийская).
   2. Бореальные хвойные леса.
   3. Листопадный лес умеренной зоны.
   4. Степь умеренной зоны.
   5. Тропические степи и саванны.
   6. Чапарраль – районы с дождливой зимой и засушливым летом.
   7. Пустыня (травянистая и кустарниковая).
   8. Полувечнозеленый тропический лес (выраженные влажный и сухой сезоны).
   9. Вечнозеленый тропический дождевой лес.
   II. Типы пресноводных экосистем.
   1. Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т. д.
   2. Заболоченные угодья: болота и болотистые леса.
   III. Типы морских экосистем.
   1. Открытый океан (пелагическая).
   2. Районы апвелинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством).
   3. Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши).
   Экосистемы, измененные сельскохозяйственной деятельностью человека, называются агроэкосистемами (поля, сады, огороды, виноградники, лесозащитные придорожные полосы и т. д.). Их основой являются культурные фитоценозы – многолетние и однолетние травы, зерновые, овощные и другие сельскохозяйственные растения. Такие экосистемы получают дополнительно энергию извне в виде сельскохозяйственных удобрений, пестицидов, гербицидов, поливных вод и обработок земли и прочих воздействий, что существенно преобразует почвы, изменяет видовой состав и структуру флоры и фауны.
   Трансформированные за счет человеческой деятельности экосистемы менее устойчивы, чем естественные, так как они в большей степени зависят от дополнительного поступления вещества и энергии в виде элементов хозяйственной деятельности. Поэтому дополнительное вливание вещества и энергии создаваемым агроэкосистемам должно в обязательном порядке базироваться на естественных нормах соотношения пашни, лугов, леса и вод в соответствии с почвенно-климатическими и хозяйственными условиями, а также на законах, правилах и принципах общей и прикладной экологии.
   Каждая экосистема имеет собственное материально-энергетическое обеспечение и определенную функциональную структуру, основанную на пищевых (трофических) взаимоотношениях. Эта структура составлена несколькими группами организмов, каждая из которых выполняет определенную работу в круговороте веществ. Организмы, относящиеся к одному такому звену, образуют трофический уровень, а последовательные связи между трофическими уровнями образуют цепи питания, или трофические цепи [3 - Эти вопросы рассмотрены более подробно в п. 3.3.1.2 и 3.4.3.].
   Структура экосистем в значительной мере зависит от их функциональной предназначенности и наоборот. Это находит отражение в принципе экологической комплементарности (дополнительности): никакая функциональная часть экосистемы (экологический компонент, элемент и т. д.) не может существовать без других функционально дополняющих частей.
   Близок к нему и расширяющий его принцип экологической конгруэнтности (соответствия): функционально дополняя друг друга, живые составляющие экосистемы вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с условиями абиотической среды, в значительной мере пре образуемой теми же организмами (биоклимат и т. д.), т. е. наблюдается двойной ряд соответствия – между организмами и средой их обитания – внешней и создаваемой ценозом. (Реймерс, 1994).
   Например, виды, составляющие экосистемы пустыни, приспособлены, с одной стороны, к ее климатическим и другим абиотическим условиям, а с другой – к среде экосистемы и друг к другу. Это же характерно для организмов любого биома и другого более низко или высоко стоящего в иерархии систем подразделения биосферы.
   На основании этих принципов основан принцип (закон) формирования экосистемы – длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и соответственно приспособлены друг к другу, что обеспечивает воспроизводство среды обитания каждого вида и относительно неизменное существование всех экологических компонентов.
   В естественных экосистемах постоянно происходят изменения состояния популяции организмов. Они вызываются разными причинами: погодные условия, различные сочетания факторов среды и пр. Однако все эти колебания, как правило, более или менее регулярны и не выходят за границы устойчивости экосистемы – ее обычного размера, видового состава, биомассы, продуктивности, соответствующей конкретным географическим и климатическим условиям местности. Такое состояние экосистемы называется климаксным.
   Стремясь к равновесию, экосистемы способны к изменениям, развитию, переходу от более простых к более сложным формам. Существенные изменения географической обстановки или ландшафта, например под влиянием природных катастроф или хозяйственной деятельности человека, приводят к определенным изменениям состояния биогеоценозов местности и к постепенной замене одних сообществ другими. Такие изменения называются экологической сукцессией, которая может быть первичной или вторичной.
   Первичная сукцессия – это постепенное заселение организмами появившейся девственной суши, оголенной материнской породы. В этих случаях решающую роль играет процесс почвообразования. Начальное выветривание высвобождает некоторое количество биогенных веществ, на которых поселяются бактерии, лишайники, мхи, а затем уже и одноярусная пионерская растительность. Ее появление, а с нею и многих мелких животных организмов, значительно ускоряет образование почвы и постепенное заселение территории все более сложными растительными сообществами, в которые вписаны и животные. Так система постепенно проходит все стадии развития до климаксного состояния.
   Вторичная сукцессия имеет характер постепенного восстановления свойственного данной местности сообщества после произошедших климатических или иных нарушений (буря, пожар, вырубка леса, наводнение и др.). Возникшая в результате вторичной сукцессии экосистема может в значительной степени отличаться от ранее существовавшей, а может в основных чертах повторить ее. Это зависит от масштабов повреждения среды.
   Кроме сукцессий в развитии экосистем могут происходить и другие события:
   • изменение соотношения между автотрофными и гетеротрофными организмами;
   • постепенное увеличение биологического разнообразия;
   • изменения, которые приносит человеческая деятельность и т. д.
   Один из основателей экологии как самостоятельной науки известный английский ученый Ч. Элтон обращает внимание на то, что разные экосистемы (биогеоценозы) насыщены жизнью в разной степени. Как правило, бедны разнообразием видов организмов биогеоценозы Крайнего Севера, пустынь, а особенно богаты видами биогеоценозы дождевых тропических лесов. Первичная продукция органического вещества в биогеоценозах, наиболее богатых жизнью, может превосходить продукцию биогеоценозов глубин океана более чем в 50 раз.
   Живая часть биогеоценоза – биоценоз – слагается из популяций организмов, принадлежащих к разным видам. В распределении видов в составе биоценоза обнаруживаются интересные закономерности: чем меньше масса организма, тем больше численность его особей.
   Изучение частоты встречаемости представителей разных видов позволяет обнаружить другую более важную закономерность: наибольшим распространением отличается сравнительно небольшое число видов. Так, например, по данным Э. Райса, изучившего видовую структуру растительности высокотравной Оклахомы, 84 % травостоя было занято 9 видами, в то время как на долю остальных 20 видов приходилось 16 %. В состав биоценозов входят, с одной стороны, высокоспециализированные виды, способные существовать только в условиях данного биоценоза, с другой – виды с более широким спектром потребностей. При существенных изменениях среды обитания первыми вымирают специализированные виды.
   Во многих биоценозах наряду с видами, встречающимися в данном сообществе постоянно, имеются виды, входящие в данный видовой состав либо на какой-то стадии развития, либо в течение ограниченного сезона. К первым принадлежат многие водные насекомые, живущие в водоеме на личиночной стадии и покидающие это местообитание во взрослом состоянии, например комары.
   Большую роль играют отношения типа паразит – хозяин. В последнее время открыта принципиально новая форма связей – передача наследственных особенностей от одних видов к другим с помощью бактериофагов и вирусов. Такая форма связи, по-видимому, широко распространена среди бактерий. Какую она играет роль во взаимодействии между другими членами биоценоза, пока еще не ясно.
   Анализ структуры биосферы не заканчивается на экосистемах (биогеоценозах). Они, в свою очередь, состоят из популяций разнообразных видов.
   Все живые организмы существуют в форме популяции. Каждый вид представлен популяцией или ее частью. Впервые термин «популяция» был введен в экологию в 1903 г. датским ученым В. Иогансеном для обозначения «естественной смеси особей одного и того же вида, неоднородной в генетическом отношении».
   В 1908 г. английский математик Г. Харди сформулировал понятие панмиксии (свободного скрещивания) и создал математическую модель для описания генетической структуры панмиктической популяции, т. е. популяции свободно скрещивающихся раздельнополых организмов.
   Учение о неоднородности популяций развил российский генетик С. С. Четвериков. Его работой «О некоторых аспектах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926) было положено начало современной эволюционной и популяционной генетики. В 1928 г. А. С. Серебровский создает учение о генофонде.
   В течение 1920–1950-х гг. в англоязычных странах формируется понятие идеальной популяции, и на основании этого понятия интенсивно развивается математическая генетика (С. Райт, Р. Фишер, Д. Холдейн и др.).
   В нашей стране учение о популяциях развивалось в работах И. И. Шмальгаузена (популяция рассматривалась как элементарная единица эволюционного процесса), А. Н. Колмогорова (анализировались случайные процессы в популяциях), С. С. Шварца (популяция есть форма существования вида) и других ученых. Однако в это время понятие популяции рассматривалось в основном с общебиологической точки зрения. Лишь в 1960–1970-е гг., благодаря работам Н. В. Тимофеева-Ресовского и его сотрудников формируется синтетический подход к определению популяции как эколого-генетической системы.
   Наиболее полным и всеобъемлющим определением популяции является в настоящее время следующее: популяция – минимальная самовоспроизводящаяся группировка особей одного вида, более или менее изолированная от других подобных группировок, населяющая определенный ареал в течение длительного ряда поколений, образующая собственную генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу.
   Популяция, как любая другая система, имеет ряд специфических характеристик. Различают статические характеристики популяции (численность, плотность, популяционный ареал) и динамические (рождаемость, смертность, относительный и абсолютный прирост численности). Основными показателями структуры популяций является численность и распределение организмов в пространстве (популяционный ареал), а также соотношение разнокачественных особей.
   Популяционный ареал — территория (акватория), на которой распространена данная популяция.
   Пространственный ареал, занимаемый популяцией, может быть неодинаковым как для разных видов, так и в пределах одного вида. Величина ареала популяции в большей степени зависит от степени подвижности особей, или радиусов индивидуальной (репродуктивной) активности. Показано, что, если такой радиус невелик, то величина популяционного ареала также невелика и наоборот. Для животных характерен еще и трофический (пищевой) ареал, который может не совпадать с репродуктивным.
   Численность популяции — это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее численности.
   В естественных условиях наблюдается регулярная цикличность численности популяций в связи с внутривидовой конкуренцией при высокой плотности, сокращением количества и ухудшением качества пищи, годовыми флуктуациями погодных условий, с изменением генетического состава. Например, у рыси наблюдаются десятилетние колебания численности популяции, а у полевок и питающихся ими хищников – четырехлетние.
   Рождаемость — это способность популяции к увеличению численности, выражаемая через частоту появления новых особей в популяции. Рождаемость определяют как число ΔN особей (яиц, семян и т. д.), родившихся (отложенных, продуцированных) в популяции за некоторый промежуток времени Δt.
   Плодовитость – эволюционно сложившаяся способность живых организмов компенсировать естественную смертность размножением, или скорость, с которой особь продуцирует потомков. Характер плодовитости зависит от скорости полового созревания особей, числа генераций в течение сезона, от количества в популяции самок и самцов. Если вид размножается с большой скоростью и чутко реагирует на изменения условий среды, то численность популяций его быстро и существенно изменяется.
   Смертность – число умерших или погибших особей (m) по отношению к их общему числу (N) в популяции на определенной территории, или число особей ΔN, погибших за время Δmt.
   Вместе с рождаемостью смертность определяет скорость (характер) роста популяции.
   Рост популяции – изменение численности или биомассы популяции во времени. Если рождаемость преобладает над смертностью, величина популяции имеет положительный рост, в противном случае – отрицательный.
   Экологически реальный рост популяции описывается логистическим уравнением Ферхюльста – Пирла dN/dt = rN [(K – N)/K], где dN/dt – коэффициент рождаемости; r – показатель специфического роста и популяции (обычно совпадает с биотическим потенциалом); N – исходная величина численности популяции; К – максимальное число особей, способных жить в рассматриваемой среде. Выражение (K – N)/K характеризует степень сопротивления среды обитания приросту популяции.
   Плотность – это численность популяции, отнесенная к единице занимаемого ею пространственного ареала или среднее число особей на единицу площади или объема.
   Различают среднюю плотность, т. е. численность особей в популяции (или биомассу) на единицу всего пространства, и удельную (экологическую) плотность, т. е. численность (или биомассу) на единицу обитаемого пространства (доступной площади или объема, которые фактически могут быть заняты популяцией).
   Обычно, чем ниже трофический уровень, тем выше плотность, а чем крупнее животные внутри данного уровня, тем больше их биомасса. Это связано с тем, что у крупных животных интенсивность метаболизма на единицу массы меньше, чем у мелких, поэтому на данной энергетической базе может поддерживаться большая биомасса крупных животных.
   Пространственная структура (плотность) популяции характеризуется ее распределением в популяционном ареале. Распределение особей в популяции может быть:
   • случайным;
   • равномерным (более регулярным, чем при случайном распределении);
   • групповым (нерегулярным и неслучайным).
   Структура популяции, колебания численности зависят от особенностей популяции, режима факторов среды, некоторых иных факторов.
   Популяции бывают нескольких типов:
   • равновесные, или наиболее устойчивые (многолетние растения, позвоночные животные), находящиеся в со стоянии равновесия с ресурсами и их плотностью;
   • оппортунистические (однолетние растения, насекомые), дающие в процессе роста регулярные или случайные всплески, чередующиеся со спадами численности.
   Таким образом, организация биосферы как системы биогеоценозов характеризуется следующим:
   • имеется масса специфических компонентов – популяции отдельных видов;
   • различные виды организмов не только способны образовывать связи друг с другом, они уже не могут существовать без этих связей;
   • связи между организмами обеспечиваются в основном одним источником энергии – солнечным излучением. Каждый биогеоценоз – своеобразный трансформатор солнечной энергии в энергию биосинтезов;
   • относительная независимость биоценозов друг от друга при условии конкуренции между ними за место обитания, вещество и энергию создает оптимальные условия для эволюции всей биосферы.

3.4.3. Движение вещества и энергии в биосфере

3.4.3.1. Круговорот веществ в биосфере

   Во все геологические периоды геосфера как внешняя оболочка Земли, в которой взаимодействуют земная кора, атмосфера (до озонового слоя), гидросфера и биосфера, и где сосредоточены жизнь и хозяйственная деятельность человека, развивалась как единое целое. Единство, саморегулирование и развитие обеспечивались непрерывным движением вещества и энергии в биосфере.
   Основу биосферы и ее функций составляет, прежде всего, круговорот биологически важных веществ, таких, как углерод, кислород, фосфор, азот и вода. Циклы элементов существенно отличаются от простого физического преобразования энергии, которая, в конце концов, деградирует в виде теплоты и никогда потом не используется снова.
   Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. В год до Земли доходит около 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Дж солнечной энергии; 42 % из нее отражается обратно в космос, а остальная часть поглощается. Другим источником энергии является теплота земных недр: 20 % энергии возвращается в мировое пространство в виде теплоты, 10 % расходуется на испарение воды с поверхности Мирового океана. Зеленые растения преобразуют в процессе фотосинтеза около 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Дж энергии в год, поглощают 1,7·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т углекислого газа, выделяют около 11,5·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т кислорода и испаряют 1,6·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т воды. Исчезновение растений привело бы к катастрофическому накоплению углекислого газа в атмосфере, и через сотню лет жизнь на Земле в ее нынешних проявлениях погибла бы. Наряду с фотосинтезом в биосфере происходят почти такие же по масштабам процессы окисления органических веществ при дыхании и разложении.
   В организмах содержатся все известные сегодня химические элементы. Для синтеза живого вещества необходимо примерно 40 элементов. Наибольшую роль выполняют основные биогенные элементы – это химические элементы, постоянно входящие в состав организмов. Они выполняют жизненно необходимые биологические функции, т. е. являются основой жизни. Прежде всего, это кислород (составляющий 70 % массы организмов), углерод (18 %), водород (10 %).
   Другие элементы требуются в меньших количествах, но и они также необходимы. Это кальций, железо, калий, магний, натрий, кремний и др. Все элементы попеременно переходят из живой материи в материю косную (неживую), участвуя в более или менее сложных биогеохимических циклах.
   Успехи аналитической химии и спектрального анализа расширили перечень биогенных элементов: ученые находят все новые элементы, входящие в состав организмов в малых количествах (микроэлементы), и открывают биологическую роль многих из них. Вернадский считал, что все химические элементы, постоянно присутствующие в клетках и тканях организмов в естественных условиях, вероятно, играют определенную физиологическую роль. Многие элементы имеют большое значение только для определенных групп живых существ (например, бор необходим для растений, ванадий – для асцидий и т. п.).
   Содержание тех или иных элементов в организмах зависит не только от их видовых особенностей, но и от состава среды, пищи (в частности, для растений – от концентрации и растворимости тех или иных почвенных солей), экологических особенностей организма и других факторов. Все элементы попеременно переходят из живой материи в косную (неживую), участвуя в сложных биогеохимических циклах, которые можно разделить на две основные группы:
   • круговорот газов и воды, в котором главным резервуаром элементов служит атмосфера (круговорот углерода, азота, кислорода);
   • круговорот осадочный, элементы которого в твердом состоянии находятся в составе осадочных пород (круговорот фосфора, железа и серы).
   Организмы участвуют в миграции химических элементов как прямо (выделение кислорода в атмосферу, окисление и восстановление различных веществ в почвах и гидросфере), так и косвенно (восстановление сульфатов, окисление соединений железа, марганца и других элементов). Биогенная миграция атомов вызвана тремя основными процессами: обменом веществ, ростом и размножением организмов.
   Огромную роль в биогеохимической активности играет человек, извлекая ежедневно в ходе добычи полезных ископаемых миллиарды тонн горной породы. Влияние человека на глобальные геохимические процессы с каждым годом только растет.
   Круговорот углерода является наиболее значимым для сохранения свойств биосферы. Единственным источником углерода, используемого автотрофными растениями для синтеза органического вещества, служит углекислый газ (диоксид углерода) – CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, входящий в состав атмосферы или находящийся в растворенном состоянии в воде. Углерод горных пород (преимущественно карбонаты) автотрофами практически не используется. Круговорот углерода (рис. 3.4) начинается с фиксации атмосферного углекислого газа в процессе фотосинтеза.

   Рис. 3.4. Круговорот углерода в биосфере

   В результате фотосинтеза (рис. 3.5) из диоксида углерода и воды образуются углеводы, и высвобождается кислород, поступающий в атмосферу. Часть образовавшихся углеводов используется самим фотосинтезирующим организмом (зеленым растением или некоторыми микроорганизмами и простейшими) для получения энергии, идущей на рост и развитие, а часть используется животными при их употреблении в пищу. При этом диоксид углерода уходит в окружающую среду через корни, листья и некоторые другие органы растений, а также выделяется животными в процессе дыхания.
   Мертвые животные и растения постепенно разлагаются микроорганизмами почвы, углерод их тканей окисляется до CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и снова возвращается в атмосферу. Аналогичный процесс происходит не только на суше, но и в океане. Благодаря длительной фотосинтезирующей деятельности, в атмосфере накопилось достаточное количество свободного кислорода для процветания белковой жизни. Более того, в настоящее время для процесса фотосинтеза лимитирующим фактором является не только низкое содержание в атмосфере СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, но и высокое – кислорода. Фотосинтезирующие зеленые растения и карбонатная система моря весьма эффективно удаляют из атмосферы избыток СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, который может привести к перегреву планеты и угнетению жизни.

   Рис. 3.5. Схема процесса фотосинтеза

   Однако необыкновенно возросшее потребление ископаемого топлива, газовые выбросы промышленности, а также снижение поглотительной способности зеленых растений в связи со значительным сокращением лесов, прежде всего влажных джунглей Амазонки и таежных лесов Сибири, влиянием ряда химических загрязнителей на сам процесс фотосинтеза, начинают заметно отражаться и на атмосферном фонде круговорота углерода.
   О масштабах круговорота углерода можно судить по следующим цифрам. Запасы углерода в атмосфере оцениваются в 700 млрд т, в гидросфере – в 50 000 млрд т. Если принять, что общий годовой фотосинтез, согласно существующим подсчетам, составляет соответственно 30 и 150 млрд т, то продолжительность круговорота углерода равна трем или четырем столетиям, а по некоторым данным, – 1000 лет. Действительно, содержание CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосфере не уменьшается, так как его запасы постоянно пополняются за счет дыхания, брожения и сгорания. Наоборот, существует реальная опасность того, что в результате развития промышленного производства и нарушения равновесного состояния биосферы содержание СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосфере может значительно вырасти, что приведет к целому ряду отрицательных эффектов.
   Круговорот воды в биосфере (рис. 3.6) предполагает, что суммарное испарение уравновешивается выпадением осадков. В средних широтах растения способны задерживать до 25 % воды, выпадающей в виде осадков. Остальная вода впитывается в почву или стекает по поверхности в водоемы. Благодаря испарению часть воды снова возвращается в атмосферу.

   Рис. 3.6. Круговорот воды в биосфере

   В Германии был проведен количественный учет дождевой воды на всей территории страны. Выяснилось, что из годовой нормы осадков в 771 мм только 367 мм, или меньше 50 %, достигает моря в виде ливневых стоков; остальная вода, т.e. 404 мм, испаряясь, возвращается в атмосферу. Растения поглощают и транспирируют (испаряют) в атмосферу 38 % осадков. Показано, что задерживается и идет на создание живого вещества всего 1 % атмосферной влаги.
   В экваториальных районах испарение играет еще более существенную роль. Например, известно, что тропические леса бассейна реки Конго испаряют 2/3 выпадающих осадков. Ежегодно с поверхности Мирового океана в атмосферу испаряется около 880 мм, а с суши 140 мм воды и столько же выпадает на Землю в виде осадков. Живые организмы играют активную роль в круговороте воды на Земле. Подсчитано, что вся вода планеты проходит через живую оболочку Земли за 2 млн лет. Из океана испаряется больше воды, чем попадает в него с осадками, на суше – наоборот. «Лишние» осадки, выпадающие на суше, попадают в ледяные шапки и ледники и сохраняются там, пополняя грунтовые воды, откуда растения забирают их с помощью корневой системы и используют на рост и развитие. Грунтовые воды питают реки и озера, из которых снова возвращаются в океан со стоком.
   Удаление некоторого количества воды в виде паров и водорода в космос компенсируется в основном за счет ювенильной воды, т.e. поднимающейся на поверхность из глубоких магматических очагов в результате вулканической деятельности и землетрясений.
   Круговорот азота (рис. 3.7) также охватывает все области биосферы. Его запасы в атмосфере практически неисчерпаемы, однако высшие растения могут усваивать азот лишь после того, как он образует легкорастворимые соли с водородом или кислородом. В этом процессе основополагающую роль играют азотфиксирующие бактерии. Растения, поглотившие азот, в дальнейшем поедаются животными. С энергетической точки зрения круговорот азота можно представить как ряд этапов, которые требуют энергии извне либо получают ее за счет энергонасыщенных соединений. В процессе круговорота азот протоплазмы переводится из органической в неорганическую форму в результате деятельности нескольких видов бактерий, каждый из которых выполняет одну индивидуальную функцию.
   Атмосферный воздух является кладовой азота, так как на 78,09 % он состоит из него, но, как уже указывалось выше, чтобы высшие растения смогли атмосферный азот усвоить, он должен соединиться с кислородом или водородом. С помощью азотфиксирующих бактерий азот атмосферы переходит в легкоусвояемые растениями формы. Растения, использовавшие азотсодержащие соли на рост и развитие, поедаются животными. Продукты жизнедеятельности последних также с по мощью бактерий разлагаются до аммиака, а затем другими микроорганизмами связываются до нитратов и нитритов и т. д. Таким образом, азот постоянно поступает в атмосферу благодаря жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий, а также образуется при атмосферных электроразрядах (молниях) и снова включается в круговорот за счет деятельности азотфиксирующих бактерий и зеленых водорослей.

   Рис. 3.7. Круговорот азота в биосфере

   Для круговорота азота, как и для любого другого процесса, необходима энергия. Хемосинтезирующие бактерии, превращающие аммиак через ряд процессов в нитриты, получают энергию за счет разложения; денитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии – за счет других источников.
   Азот могут фиксировать многие бактерии, такие, как свободноживущие Azotobacter и Clostridium, симбиотические клубеньковые бактерии бобовых растений, некоторые пурпурные и различные почвенные бактерии. Кроме того, показано, что водоросли и бактерии, живущие на листьях, и эпифиты тропических лесов также могут фиксировать атмосферный азот, часть которого опосредованно используется и деревьями, однако, не обнаружено ни одного высшего растения, которое могло бы самостоятельно получать азот из атмосферы и использовать его в процессе жизнедеятельности. Известно, что в биосфере в целом за год в среднем фиксируется из воздуха 140–700 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

азота. В основном это биологическая фиксация, и лишь крайне незначительное количество фиксируется за счет фотохимических и электрических процессов.
   Круговорот фосфора (рис. 3.8), в отличие от круговорота азота, является сравнительно простым процессом, хотя по своей значимости для биосферы ему не уступает. Основные запасы фосфора содержатся в различных горных породах, которые постепенно за счет вымывания и выветривания отдают фосфаты наземным экосистемам. Фосфаты потребляются, прежде всего, растениями разного уровня организации и используются ими для синтеза органических веществ, таких, как аминокислоты, ферменты и др. При разложении растительных остатков и трупов животных бактериями фосфаты возвращаются в почву и затем снова используются растительными организмами и микробами. Помимо этого, часть фосфатов выносится с паводковыми водами в море, что обеспечивает развитие фитопланктона и существование зависящих от него организмов. Часть фосфора, содержащегося в морской воде и морских организмах, может вновь возвращаться на сушу при вылове рыб, моллюсков, ракообразных, водорослей и т. д.

   Рис. 3.8. Круговорот фосфора в природе

   Фосфор – один из наиболее важных элементов живого вещества. Он принимает участие в основных биохимических реакциях, обеспечивающих жизнедеятельность организма и его целостность. В связи с высокой активностью в окружающей среде свободный фосфор является относительно редким элементом. Ежегодно человеком добывается 2–2,5 млн т фосфорсодержащих пород, используемых в качестве минерального сырья для получения ряда продуктов, при этом большая часть фосфора исключается из круговорота. Запас же таких пород ограничен, и уже в настоящее время ощущается их дефицит.
   Круговорот биогенных элементов в значительной мере обеспечивает плодородие почв.
   На суше главным источником биогенных катионов служит почва, в которую они поступают в процессе разрушения материнских пород, а также приносятся атмосферными осадками. Катионы адсорбируются корнями, а затем распределяются по разным вегетативным органам растений. В наибольшем количестве биогенные катионы накапливаются в листьях. Травоядные животные поедают растительную биомассу, травоядных животных поедают хищники или они умирают, минерализация экскрементов и трупов возвращает биогенные элементы снова в почву. В умеренных широтах бо́льшая часть минеральных питательных веществ сохраняется в мощном слое гумуса, в котором создаются резервы биогенов и основных питательных веществ. Поэтому выкашивание травы, сбор опада в лесу, выпас скота, корчевка пней, выжигание растительности, снятие дерна приводит к исчезновению такого ресурса питательных веществ, как гумус. В результате этого нарушается круговорот биогенных элементов, происходит трансформация лесной экосистемы в пустошь или луг со скудной растительностью.

3.4.3.2. Основные закономерности движения энергии в биосфере

   Все преобразования веществ в процессе круговорота требуют затрат энергии. Ни один живой организм самостоятельно не продуцирует энергию, она может быть получена только извне. В современной биосфере основным источником энергии для биогенного круговорота является Солнце. По приблизительным расчетам, если энергию солнечного излучения принять за 100 %, то только 15 % ее достигает поверхности Земли и только 1 % связывается в виде органического вещества растениями, основными продуцентами первичной продукции. Около половины этой энергии расходуется на процессы жизнедеятельности (потери на дыхание). Оставшиеся 50 % идут на рост биомассы. Таким образом, чистая продукция соответствует примерно 0,5 % солнечной энергии, падающей на Землю. Накопленная в процессе фотосинтеза биомасса растений (первичная продукция) – это резерв, часть которого используется в качестве пищи организмами – гетеротрофами (консументами первого порядка). Остальная часть – это реальное количество массы растительности в экосистеме.
   По словам Одума, «экология, по сути дела, изучает связь между светом и экологическими системами и способы превращения энергии внутри системы».
   Жизнь возникает и развивается в потоке энергии, которая частично аккумулируется в биосистемах в разного рода круговоротах вещества. (Ранее были рассмотрены только глобальные круговороты, охватывающие всю биосферу в целом.) Кроме того, существуют и малые круговороты, характерные для отдельных экосистем. В любом многоклеточном организме также можно выделить несколько круговоротов, необходимых для жизнедеятельности, аналогичных биогеохимическим циклам биосферы.
   Подобные движения вещества можно наблюдать и в цитоплазме одноклеточных организмов. Даже в небиологических системах при достаточно большой разнице сил на входе и выходе системы можно наблюдать переход ее в нелинейное состояние, иногда достаточно явно сопровождающийся возникновением циклических движений вещества или автоколебаний (например, турбулентное течение жидкости, ячейки Бернара, реакции Белоусова – Жаботинского и т. п.). Иначе говоря, внутрисистемный круговорот веществ – это и есть способ аккумулировать энергию в системе.
   Движение энергии в биосфере существенно отличается от движения вещества.
   Согласно принципу роста энтропии поток энергии направлен всегда в одну сторону, круговорот энергии невозможен. Живое вещество уменьшает энтропию части энергии, аккумулируя ее в своих структурах. Но большая часть энергии, проходя через биосферу, деградирует и покидает планету в виде низкокачественной тепловой энергии. Энергия может накапливаться, затем снова высвобождаться, но ее нельзя использовать вторично.
   Принципиальная невозможность утилизации тепловой энергии на фоне прогрессирующего роста количества энергии, высвобождаемой человеком непосредственно на планете (сжигание топлива, расщепление ядра, ядерный синтез и т. п.), помимо солнечной энергии, есть один из важнейших факторов надвигающейся экологической катастрофы.
   Известно, что потребление энергии человечеством на нашей планете исторически протекало крайне неравномерно и возрастало параллельно со скоростью накопления информации. Люди за всю историю своего существования израсходовали около 900–950 тыс. ТВт·ч энергии всех видов, причем почти две трети этого количества приходится на последние 40–50 лет. За последние 100 лет мировое потребление энергии увеличилось в 14 раз. Суммарное потребление первичных энергоресурсов за это время превысило 380 млрд т условного топлива со средним КПД энергетики техносферы, равным 30 %.
   Относительный вклад различных энергоносителей в общее использование энергии характеризуется такими средними величинами: уголь – 27 %, нефть – 34, газ – 17, гидроэнергия – 6, ядерная энергия – 8,5, прочие источники – 7,5 %.
   Энергетическая мощность нынешней техносферы по величине приблизительно равна 6 % всей продукционной мощности экосферы.

3.4.3.3. Энергетика экосистем

   Впервые наиболее полно понятие энергии было проработано в термодинамике, что вылилось в формулировку двух наиболее основополагающих законов, описывающих свойства энергии.
   Более 100 лет назад установлен первый закон термодинамики, или закон сохранения энергии – один из фундаментальных законов физики, который нашел свое подтверждение в различных областях – от механики Ньютона до ядерной физики. Согласно этому закону энергия не может быть уничтожена или получена из ничего, она может лишь переходить из одной формы в другую, т. е. она никогда не исчезает и не создается заново.
   Частным случаем этого закона является первое начало термодинамики, которое устанавливает взаимную превращаемость всех видов энергии: теплота Q, сообщенная неизолированной системе (например, пару в тепловой машине), расходуется на увеличение ее внутренней энергии ΔU и совершение ею работы А против внешних сил:
   Q = ΔU + A.
   Второе начало термодинамики, или закон возрастания энтропии – все реальные процессы превращения энергии сопровождаются ростом энтропии, т. е. переходом энергии в более рассеянное состояние.
   Все процессы в природе подчиняются действию этих законов термодинамики и непосредственно связаны с количеством и качеством используемой энергии.
   Энтропия, или способность к превращению, есть величина еще более непонятная, чем энергия. Рассмотрим сначала, каким образом термин энтропия вошел в научный лексикон.
   Известно, что во всех естественных процессах теплообмена теплота Q передается только от тела с бо́льшей температурой к телу с меньшей температурой и никогда наоборот. Например, если от тела 1 с температурой Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и энтропией S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= Q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

отводится к телу 2 с температурой Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

> Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и энтропией S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= Q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

некоторое количество теплоты dQ, достаточно малое, чтобы температуры обоих тел не уменьшились, то энтропия тела 1 изменится (уменьшится) на величину dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= dQ / Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(здесь dQ < 0, следовательно, dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

< 0), а энтропия тела 2 изменится (увеличится) на величину dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= dQ / Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(здесь dQ > 0, следовательно, dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

> 0), причем, так как Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

> Т -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, то по абсолютной величине |dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

| < |dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

|, поэтому общая энтропия двух тел равна:
   S = S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– |dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

| + S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ |dS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

| > S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ S -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

,
   т. е. в процессе теплопередачи суммарная энтропия двух тел возрастает и никогда не убывает. Это и есть формулировка второго закона термодинамики. Таким образом, энтропия – это величина, характеризующая направление естественных процессов теплопередачи и, как выяснилось, вообще любых процессов преобразования энергии.
   Энтропию называют тенью энергии. В более широком смысле под энтропией понимают меру качества, т. е. меру концентрации и упорядочения энергии. Так, тепловая энергия с бо́льшей температурой обладает меньшей энтропией:
   S = Q / T,
   т. е. бо́льшим качеством, чем такое же количество теплоты при меньшей температуре. Поэтому по мере понижения температуры рабочего тела (например, пара) до температуры окружающей среды можно попутно превратить часть тепловой энергии в механическую работу (тепловая машина). Чем больше качество энергии, т. е., чем больше превышение температуры пара над температурой окружающей среды, тем бо́льшее количество работы можно получить.
   Разные виды энергии обладают разным качеством. Например, упорядоченное движение частиц твердого тела (механическое движение) обладает бо́льшим качеством, чем хаотичное движение этих же частиц с той же средней скоростью (тепловое движение). Поэтому любое механическое движение при наличии трения сопровождается самопроизвольным превращением части механической энергии в тепловую. Иногда используют такие формулировки второго закона термодинамики: невозможно создать машину с КПД = 1; все естественные процессы идут в направлении ухудшения качества (деградации) энергии.
   Если говорить об энергии, особенно в контексте, связанном с энергетическим кризисом, следует помнить, что энергии на Земле вполне достаточно. Теплоход, идущий по океану, идет по морю энергии. Тем не менее, он вынужден везти с собой запас угля, потому что энергия, запасенная в океане, обладает низким качеством. Для полезного использования нужна именно высококачественная энергия, энтропия которой ниже энтропии энергии, рассеянной в окружающей среде. Энергию океана можно использовать только при наличии холодильника с более низкой температурой, чем температура океана.
   Именно разность энтропий на входе и выходе энергетического потока порождает фактор, который обозначается понятием силы, приводящей в движение все процессы в природе. По сути дела, любая сила имеет энтропийную природу.
   Рассмотрим пример с обычным футбольным мячом. Если он туго накачан, то можно выделить область, ограниченную поверхностью мяча, где концентрация частиц (носителей энергии) больше, чем в окружающей среде. Накачивая мяч, создается неравновесие в системе, упорядочивая частицы в пространстве и увеличивая концентрацию энергии. По второму закону термодинамики система стремится к состоянию с максимумом энтропии. Это воспринимается в окружающем мире как проявление силы давления. Чем дальше система от равновесного состояния, тем больше сила. Эта сила создает поток энергии, направленный в сторону уменьшения неравновесия в системе. Остановить этот поток может только то, что при его появлении по каким-то причинам будет уменьшаться энтропия. Но растяжение резины поверхности мяча как раз и приводит к уменьшению энтропии.
   Понять это можно, рассмотрев строение молекулы каучука. Она представляет собой длинную полимерную цепь, свернутую в клубок случайным образом. Попытка выпрямить ее путем растяжения резины приводит к увеличению порядка в молекуле, т. е. к уменьшению энтропии. Таким образом, два противоречивых фактора оказывают противоположные воздействия, в системе устанавливается такое состояние, которое соответствует локальному максимуму энтропии.
   Наличие упорядоченных структур типа кристаллических решеток, живых организмов и других способствует упорядочению движения частиц за счет уменьшения их степеней свободы. Принцип роста энтропии требует роста количества степеней свободы в каждом реальном процессе превращения энергии. Поэтому все упорядоченные структуры имеют тенденцию к разрушению. «Все разрушается, все умирает, все приходит в хаос» – это еще одна формулировка второго закона термодинамики.
   Помимо такого разрушения, есть еще один способ увеличения количества степеней свободы – усложнение структуры системы. Именно по этому пути движется глобальный эволюционный процесс. При этом природа никогда не стремится достичь полного хаоса на данном уровне системной иерархии. В этом случае эволюция Вселенной остановилась бы достаточно быстро. Обычно в пределах данного иерархического уровня открываются некоторые устойчивые структуры, из которых строятся более высокие иерархические уровни, характеризующиеся бо́льшими значениями максимально возможной энтропии, чем на предыдущем уровне. Это дает возможность непрерывному росту энтропии.
   Так обычно тенденция к возникновению хаоса реализуется в стремлении вещества к рассеянию (например, растворение сахара в воде). Но в случае сложных органических соединений бо́льший хаос (рассеяние энергии) может быть достигнут именно при концентрации вещества. Например, капельки масла, рассеянные в воде, стремятся слиться в одну большую каплю, в связи с тем, что молекулы воды «окутывают» молекулы углеводорода масла своеобразной упорядоченной оболочкой. Поэтому, чем больше поверхность масла, тем более упорядоченными оказываются молекулы воды, чего природа допустить не может, и в хаосе движения капель они обязательно рано или поздно примут состояние с наименьшей поверхностью, т. е. сольются в одну большую каплю.
   Именно это, вероятно, послужило в свое время началом одноклеточной жизни. Именно так в растворе белковых молекул формируются коацерватные капли, имеющие стабильную, иногда достаточно сложную структуру и поглощающие из раствора строго определенные вещества.
   В биосистемах стремление к хаосу реализуется в еще более сложных механизмах. Клетка может увеличить площадь своей поверхности, например, приобрести форму эллипсоида, цилиндра (палочки) или нити, образовать корнеподобные выросты, ложноножки и т. п. Многоклеточные организмы решают подобную проблему аналогичным образом. У растений увеличивается поверхность листьев и корней. У животных в отличие от растений подобное увеличение поверхности осуществляется обычно внутри организма, чтобы не мешать движению. Достаточно вспомнить развитые поверхности кишечника, органов дыхания, кровеносной системы и т. п. Например, общая поверхность всех эритроцитов взрослого человека составляет около 3 000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, общая длина всех капилляров – около 100 000 км и т. д.
   Нечто аналогичное происходит и в рамках таких сверхорганизмов, как экосистемы. Здесь дифференциация достигается увеличением экологических ниш и разнообразия видов, населяющих данную экосистему, удлинением и усложнением пищевых цепей, совершенствованием внутривидовых и межвидовых отношений и т. п. Все это есть следствие принципа роста энтропии.
   Таким образом, разрушение структуры, требуемое принципом роста энтропии, является необходимым компонентом жизненного процесса. Но жизнь научилась использовать разрушение во благо, поэтому разрушение не обязательно сопровождается гибелью биосистем. «Умеренное разрушение», на которое накладываются определенные запрограммированные ранее ограничения, приводит к расширению и усложнению жизни. Наиболее характерно в этом отношении деление клетки. Здесь смерть и рождение слились в одном процессе.
   Если движение вещества зачастую организуется в глобальный круговорот, захватывающий многие экосистемы биосферы, то движение энергии удобно рассматривать на примере какой-то одной экосистемы. Достаточно крупные экосистемы, такие, как биогеоценозы, имеют все промежуточные уровни, которые проходит энергия при движении ее от состояния солнечного света до состояния теплоты, которая сначала утилизируется в буферных зонах биосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера), а затем излучается в космическое пространство (в инфракрасной части электромагнитного спектра).
   Вывод энтропии из организма есть непременное условие его существования. Все процессы жизнедеятельности сопровождаются ростом внутренней энтропии организма ΔS > 0. Для того чтобы не погибнуть, клетка должна потребить из окружающей среды отрицательную энтропию (негэнтропию, информацию) ΔS < 0, что равносильно выводу энтропии из организма. Для этого обычно используется энергия химических реакций. Нужно взять из окружающей среды необходимые компоненты (пищу) и создать условия для протекания реакции, продуктами которой должны стать вещества, содержащие в своей структуре больше энтропии, чем исходные компоненты. Обычно в этих реакциях разрушаются структуры более сложных молекул (например, молекул белка, жиров или углеводов). Затем эти продукты распада удаляются из организма. Себе же организм оставляет нечто, характеризующееся разницей энтропии исходных компонентов и энтропии продуктов реакции. Это нечто называется свободной энергией, которая по отношению к данному организму обладает отрицательной энтропией (негэнтропией) и за счет которой приводятся в движение внутренние упорядоченные процессы.
   Например, глюкоза используется в организме, образуя диоксид углерода и воду. Это один из самых универсальных процессов, который лежит в основе дыхания и пищеварения. Диоксид углерода и вода удаляются из организма при дыхании, потовыделении, с экскрементами и т. п. Высвобожденная энергия претерпевает ряд превращений, обеспечивая тем самым протекание всех физиологических процессов, двигательных функций и т. п. Эту часть энергии рассматривают как траты на дыхание. Частично деградируя в каждом таком превращении, энергия постепенно полностью переходит в теплоту, которая после этого удаляется из организма в окружающую среду.
   Однако не вся свободная энергия проходит через организм подобным путем. Часть энергии используется на организацию ряда эндотермических реакций, т. е. связывается в сложных молекулярных структурах. В первую очередь это реакции синтеза необходимых белков, нуклеиновых кислот и т. п. В данном случае эта доля свободной энергии идет на упорядочение внутренней структуры организма. Эта энергия, накопленная в веществе организма, называется продукцией.
   Некоторая доля пищи не усваивается организмом, следовательно, из нее не высвобождается энергия. Она выводится из организма вместе с экскрементами и впоследствии высвобождается из них уже другими организмами.
   Ввиду наличия в своей структуре сложных молекулярных соединений, данный организм может служить пищей для другого организма. При этом его структура подвергается механическому и химическому разрушению. Высвободившаяся при этом свободная энергия используется так же, как в вышеописанном случае. Таким образом, формируется так называемая пищевая или трофическая (от греч. trophē – питание) цепь, в которой происходит перенос энергии через ряд организмов путем поедания одних организмов другими.
   Трофическая цепь, как правило, иерархична, т. е. состоит из последовательности уровней, называемых трофическими. Организмы, стоящие на каждом трофическом уровне, приспособлены природой для потребления определенного вида пищи, в качестве которой выступают организмы предыдущего трофического уровня (или нескольких предыдущих уровней). В принципе, организмы с более высоких трофических уровней также могут служить пищей на данном уровне, но это не является характерным, так как каждый следующий уровень трофической цепи аккумулирует в себе более качественную энергию и поэтому выполняет регулирующую функцию по отношению к нижним уровням (об этом будет подробнее описано ниже). Другими словами, чем дальше трофический уровень от начала цепи, тем сильнее влияние организма на окружение, тем больше его возможности.
   Следует отметить, что с одного трофического уровня на другой передается не вся энергия данного уровня, а только та, которая накапливается в структуре организмов данного уровня. Основная часть энергии, усвоенной консументами с пищей, тратится на их жизнеобеспечение (дыхание). В сумме с неусвоенной пищей (экскременты) это составляет в среднем порядка 90 % от потребленной энергии. Это означает, что энергия, накопленная в структурах организмов, т. е. передаваемая на следующий трофический уровень, в среднем составляет около 10 % от энергии, потребленной с пищей. Эта закономерность и называется правилом десяти процентов.
   На биосферу из космоса воздействует солнечный свет с энергией 8,38 Дж/мин·см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Проходя через атмосферу, он ослабляется, и в ясный летний день до поверхности Земли доходит не более 67 % его энергии, т. е. 5,61 Дж/мин·см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, в пасмурный день ослабление еще существенней. За день к автотрофному слою поступает в среднем 71,6–95,5 Дж/ мин·см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Фотоактивная радиация, используемая при фотосинтезе, составляет порядка 40 % от поступившей солнечной радиации. Из нее растения связывают около 1 % энергии. Только эта энергия, накопленная в органической части растений, составляет первичную продукцию, которая затем может передаваться далее по пищевым цепям.
   Из-за дефицита количества поступающей энергии и правила десяти процентов следует, что все трофические цепи могут иметь только ограниченное количество уровней, как правило, не больше четырех-пяти. Количество живого вещества на каждом следующем уровне примерно на порядок меньше, чем на предыдущем.
   Существует и еще одно следствие, очень важное для нашей цивилизации: с энергетической точки зрения потребление животной продукции, особенно с дальних уровней цепей питания, нецелесообразно. Примером могут служить пруды для спортивной ловли рыбы. Рыболову интересно вылавливать достаточно крупную рыбу, например окуня, который питается более мелкой рыбой. Поэтому для разведения окуней требуется водоем с большим количеством мелкой рыбы, питающейся зоопланктоном и мотылем, которые в свою очередь питаются фитопланктоном и его детритом. Пруд только с мелкой рыбой давал бы больше рыбы по биомассе, чем пруд с окунями, но человеку мелкие рыбы просто не интересны.
   Особенно велики потери энергии при переходе от растений к травоядным животным. Поэтому с точки зрения роста народонаселения планеты энергетически наиболее выгодным является вегетарианство.
   При нормальном питании взрослый человек потребляет 80–100 кг мяса в год. При таком рационе уже невозможно обеспечить равноправие для нынешних 7 млрд людей планеты. При минимальном расходе мяса можно прокормить на планете только около 8 млрд людей. Переход всех людей на вегетарианство может обеспечить пищей приблизительно 15 млрд человек.
   Эти цифры не зависят от успехов сельского хозяйства, а опираются только на данные энергетики экосистем. Принципиальное ограничение наложено самим Солнцем. В сельское хозяйство возможно привлечь дополнительные энергетические субсидии, в первую очередь от сжигания топлива и ядерных реакций.
   Агросистемы – это яркий пример дополнительно субсидируемых экосистем. Здесь дополнительная энергия поступает в виде мышечных усилий человека и животных, работы машин, использующих горючее, орошения, внесения удобрений, пестицидов и т. п. Еще в прошлом веке Мальтус предупреждал, что уже 2 млрд людей Земля прокормить не в состоянии. Эта величина превышена только за счет энергетических субсидий в сельское хозяйство, что неумолимо приближает к себе другой аспект экологической катастрофы – тепловой, связанный с глобальным изменением климата.
   Преодоление этого аспекта на современном уровне технического развития ограничено одним из фундаментальнейших законов природы: принципом роста энтропии.
   Столь сложная система передачи энергии обусловлена несколькими причинами:
   • во-первых, все консументы призваны вернуть вещество в круговорот. Без этого жизнь не смогла бы постоянно усложнять свои формы, т. е. рано или поздно исчерпался бы лимит возможности роста энтропии. В рамках всей Вселенной это противоречит самим принципам ее существования;
   • во-вторых, чем сложнее трофическая сеть данной экосистемы, тем интенсивней круговорот вещества. Это облегчает поток энергии через экосистему;
   • в-третьих, консументы – это не просто «пассивные едоки». Удовлетворяя свои потребности в энергии, они регулируют всю деятельность экосистемы, т. е. являются основными звеньями механизмов гомеостаза экосистем. Причем реализуемые ими обратные связи могут быть не только отрицательными (выедание, т. е. уменьшение биомассы предыдущего уровня трофической цепи), но и положительными. Многие животные разными способами «ухаживают» за своими кормовыми растениями или как-то иначе способствуют их росту. Например, злаки, листья которых объедают кузнечики, быстрее восстанавливаются, чем злаки с обрезанными листьями.
   При движении вдоль пастбищной пищевой цепи от одного уровня к другому вместе с уменьшением количества живого вещества на каждом уровне увеличивается качество энергии, запасенной в этом веществе.
   Для того чтобы образовать 1 кДж биомассы [4 - Под биомассой понимают живое вещество, выраженное в сухой массе или энергетическом эквиваленте.] хищника, требуется около 10 000 кДж энергии солнечного света, или 10 кДж биомассы травоядных животных. Соответственно качество энергии, накопленной в биомассе хищников, в 10 раз выше, чем в биомассе травоядных. Это более высокое качество проявляется в управляющем воздействии, которое оказывают организмы данного трофического уровня на организмы предыдущего уровня. Хищники регулируют жизнь травоядных, в свою очередь травоядные регулируют фитоценоз.
   Рассмотренный принцип характерен не только для биосистем, но является общим для всех процессов преобразования энергии. Любым потоком энергии можно управлять только с помощью энергии более высокого качества. Например, с помощью электроэнергии достаточно просто управлять потоками тепловой энергии, но вот добиться обратного можно только, если предварительно повысить качество тепловой энергии, например существенно увеличив ее температуру. Электроэнергия имеет достаточно высокое качество по сравнению с другими видами энергии, поэтому именно она наиболее часто используется.
   Для того чтобы получить энергию более высокого качества, требуется пройти цепь превращений энергии, аналогичную пищевой цепи экосистемы. С каждым звеном этой цепи качество энергии будет повышаться, но только за счет уменьшения того количества энергии, которое удалось сконцентрировать в данном преобразовании. Например, возможно получить электроэнергию, сжигая уголь. Но на каждые 500 кДж энергии, выделившейся при сжигании угля, можно получить только 125 кДж электроэнергии. Остальная энергия будет рассеяна как плата за увеличение качества отдельной порции энергии. Это прямое следствие принципа Онзагера: можно добиться уменьшения энтропии (повышения качества энергии) в одном из процессов только за счет еще большего увеличения энтропии в других процессах, сопряженных с ним.
   На формирование 500 кДж, полученных при сжигании угля, затрачивается около 1 000 000 кДж солнечной энергии, т. е. солнечная энергия обладает сравнительно низким качеством. Для того чтобы солнечный свет выполнял ту же работу, которая производится сейчас углем или нефтью, нужно сконцентрировать его в 2000 раз. Поэтому надежды человека на непосредственное использование солнечной энергии связаны со значительными затратами на создание соответствующих технических устройств.
   Таким образом, с каждым шагом вдоль трофической цепи возрастает степень управляющего воздействия организмов на природу. Внешне это выражается в усложнении и совершенствовании структуры организмов по ходу трофической цепи. В не которых случаях это можно наблюдать путем простого сравнения анатомии животных, например птицы и гусеницы. Но если, например, сравнить анатомию волка и овцы, то особых различий, говорящих о более сложном и совершенном строении волка, найти непросто. Здесь определяющее значение имеют не столько особенности строения тела, сколько различия в сложности мозговых структур. Другими словами, по мере повышения качества энергии с каждым трофическим уровнем, это качество реализуется не только в усложняющейся с каждым шагом физиологии организмов, но и во все более усложняющемся поведении, во все более развитой психике, вплоть до возникновения сознания у человека.
   Длительное существование жизни на Земле, которое невозможно без непрерывного использования минеральных веществ, обязано описанному выше процессу круговорота вещества и движению энергии. Если бы в биосфере не было биотического круговорота, и абиотические (минеральные) продукты расходовались бы только на восполнение и поддержание жизни, то в силу их конечности рано или поздно они бы исчерпались, и жизнь прекратилась как планетарное явление.
   Однако в природе наблюдается непрерывный процесс создания и разрушения органического вещества с возвращением полученных простых минеральных соединений в следующие циклы использования (биотический круговорот), которые протекают непрерывно. Как показали ориентировочные расчеты, весь кислород атмосферы проходит через живые организмы за 2 тыс. лет, диоксид углерода – за 300 лет, а весь запас воды распадается и восстанавливается за 2 млн лет.
   Иными словами, все вещества в порядке циркуляции прошли через живое вещество за время существования биосферы тысячи, даже миллионы раз.
   Описанные биогеохимические явления круговорота вещества и движения энергии свидетельствуют об исключительной роли зеленых растений – основных продуцентов органического вещества и организмов-деструкторов, или биоредуцентов. Их функция трансформации органических веществ в доступную для продуцентов форму столь же важна, как и созидающая деятельность последних. При этом интенсивность жизнедеятельности всех трех основных слагаемых органического мира (продуцентов, консументов (потребителей) и редуцентов) обязательно находится во взаимном равновесии, которое устанавливалось миллионами лет эволюции биосферы. Подобное равновесие было неизменным условием существования биосферы и основным ее свойством, несмотря на глобальные, зачастую катастрофические геологические, географические или космические преобразования, происходившие на Земле на протяжении ее длительной истории. Это позволяет рассматривать биосферу как саморегулирующуюся систему, если, конечно, она не подвергается несбалансированному и эволюционно незакрепленному воздействию каких-то иных факторов и прежде всего антропогенного происхождения.

3.5. Техносфера, ноосфера, техносферогенез

3.5.1. Техносфера и техногенез

   Исторически сложившаяся биосфера с момента появления человека как Homo sapiens (человек разумный) стала все сильнее подвергаться негативному влиянию его хозяйственной деятельности. С целью обеспечения своему виду максимального выживания и распространения человек был вынужден пойти по пути техногенного развития, который давал ему неоспоримые преимущества перед любым другим видом живых организмов, не наделенных такой высокой степенью организации нервной системы и, прежде всего, головного мозга. Особенно жесткому воздействию со стороны человеческой деятельности природные комплексы стали подвергаться в последние 200 лет, причем степень воздействия на них возрастает с каждым десятилетием.
   Для преобразованного человеческой деятельностью мира предложен термин техносфера, которая может быть определена как область проявления технической деятельности человека. Техносфера возникла в процессе нескольких тысячелетий техногенеза, выступающего как материальное воплощение истории человечества. Главными слагаемыми техногенеза являются технический прогресс и экономический рост. В ХХ в. техногенез приобрел глобальный характер, способствуя повсеместному преобразованию биосферы в техносферу.
   Наиболее характерные черты глобального техногенеза в ХХ в.:
   • за 100 лет мировое потребление энергии увеличилось в 14 раз. Суммарное потребление первичных энергоресурсов превысило 380 млрд т условного топлива, т. е. более 1022 Дж. С 1953 по 1972 г. ежегодный прирост энергопотребления был равен приросту валового мирового продукта и составлял 4,5 %. С 1950 по 1985 г. среднее душевое потребление энергоресурсов удвоилось и достигло 68 ГДж/год. Это значит, что мировая энергетика росла вдвое быстрее, чем численность населения. На протяжении следующих 10 лет душевое потребление росло медленнее – до 71 ГДж в 1995 г.;
   • в структуре топливного баланса большинства стран мира произошел переход от преимущественного использования угля и дров к преобладающему использованию углеводородного сырья – нефти и газа (до 65 %), а также к заметному вкладу гидро– и ядерной энергетики (суммарно до 9 %). С 1950 по 1995 г. в 2 раза возросло преобразование топлива в электроэнергию. Среднее душевое потребление электроэнергии достигло 2400 кВт·ч/год;
   • многократно увеличилась добыча и переработка минеральных ресурсов – руд и нерудных материалов. Производство черных металлов возросло за столетие в 8 раз. Еще интенсивнее был рост производства цветных металлов, в основном за счет быстрого наращивания выплавки алюминия. С 1940 г. началась и стремительно выросла промышленная добыча урана. Производство цемента за 90 лет ХХ в. выросло практически с нуля до 1 млрд т/год;
   • в ХХ в. значительно возрос объем и изменилась структура машиностроения. Очень весомую долю ее составила военная техника. Появились и получили быстрое развитие такие отрасли, как производство средств связи, приборостроение, радиотехника, электроника, вычислительная техника и др. По сравнению с началом века тысячекратно увеличилось количество выпускаемых самодвижущихся транспортных средств;
   • значительно интенсифицировалась химизация всех отраслей хозяйственной деятельности. За последние 50 лет выпущено более 6 млрд т минеральных удобрений, во много раз выросло производство пластмасс, синтетических волокон, моющих и иных синтетических средств, в том числе эффективных взрывчатых и отравляющих веществ, пестицидов, лекарственных препаратов;
   • развитие военной промышленности практически устранило географические ограничения в применении военной техники. Космос, атмосфера, вода и подводное пространство, земная поверхность от Северного до Южного полюса стали доступными для ведения боевых действий. Появились принципиально новые виды оружия массового поражения на качественно иных физических принципах, которые создают непосредственную угрозу выживанию человека в термоядерную эпоху;
   • появление нового, несвойственного биосфере элемента – техновещества. На суше техновещество соотносится с биовеществом следующим образом:

Техновещество обладает огромной геологической активностью и очень быстро изменяет облик планеты, расходует потенциальную энергию ныне существующей биосферы примерно в 10 раз быстрее, чем она может быть аккумулирована всем современным живым веществом. Поэтому разрушительная функция техновещества намного превосходит все его созидательные качества.
За год мировой экономикой изымается из природной среды 120 Гт минерального сырья, ископаемого топлива и биомассы, из которых только 9 Гт (7,5 %) преобразуется в материальную продукцию в процессе производства. Более 80 % этого количества природных ресурсов вновь возвращается в основные фонды производства. Только 1,6 Гт составляют личное потребление человечества, причем 2/3 этой массы относится к общему потреблению продуктов питания. Из окружающей среды человечество потребляет 3,6 Гт питьевой воды и 1,2 Гт кислорода в год. В атмосферу возвращается 1,6 Гт выдыхаемых углекислого газа и паров воды, при этом выделяется порядка 18 ЭДж теплоты. В водоемы и земную поверхность от жизнедеятельности людей поступает 4 Гт жидких и 0,8 Гт твердых отходов. Материальный нетто-баланс человечества как биологического вида невероятно велик, но в целом почти вписывается в глобальный биотический круговорот и определяет лишь часть современных экологических проблем (рис. 3.9).

   Рис. 3.9. Схема глобального антропогенного материального баланса: → потоки потребления, Гт/год; → потоки отходов, Гт/год

   Наиболее серьезные проблемы связаны с потреблением биоресурсов, технической энергетикой и промышленным производством. Ежегодное изъятие не менее 10 Гт сухого вещества биомассы в виде сельскохозяйственной продукции, древесины и морепродуктов составляет более 7 % продукции фотосинтеза на суше. Но, кроме этого, за счет антропогенного уменьшения биомассы и продуктивности естественных экосистем, замещения их агроценозами, вырубки лесов, опустынивания, техногенной деградации и человек косвенно переводит в антропогенный канал еще 27–30 % первичной продукции экосистем суши, в целом снижая продуктивность земной биосферы примерно на 12 %. Именно этот факт расценивается как самое главное вмешательство человечества в природные процессы.
   В добывающей и перерабатывающей промышленности мира за год образуется более 100 Гт твердых и жидких отходов; из них около 15 Гт попадает со стоками в водоемы, а остальное количество – 90 Гт/год добавляется к отвалам пустой породы, золо– и шлакоотвалам, к другим хранилищам и захоронениям промышленных отходов, к свалкам.
   Сжигание 12 Гт ископаемого топлива, сжигание и биологическое окисление более 7 Гт изымаемой растительной биомассы и другие производственные окислительные процессы отнесены в балансе к массообмену в атмосфере. Они сопряжены с потреблением 40 Гт кислорода и возвращением в атмосферу 52 Гт углекислого газа и других оксидов. Вместе с ними в воздух попадают продукты неполного сгорания, различные аэрозоли, соли, а также значительная масса разнообразных летучих органических веществ, выделяющихся при производственных процессах и работе транспорта. Общая масса этих примесей достигает 1 Гт/год. Одновременно в среду выделяется более 530 ЭДж техногенной теплоты.
   Важным отличием техногенного круговорота вещества от биотического является то, что он существенно разомкнут в количественном и качественном отношении. Своей разомкнутостью техногенный круговорот нарушает необходимую высокую степень замкнутости биотического круговорота вещества и движения энергии, которая выработана в течение длительной эволюции органического мира, и является важнейшим условием существования биосферы. Основная причина современного глобального экологического кризиса на планете – это нарушение биосферного равновесия.
   О степени разомкнутости техногенного круговорота можно судить по его вмешательству в глобальный круговорот углерода (см. п. 3.4.3.1, рис. 3.4). Непосредственная техногенная эмиссия СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосферу составляет 30 Гт/год. К этому количеству добавляется еще по меньшей мере 3,5 Гт СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, выделяющегося в результате изъятия фитомассы и эрозии почвы. Кроме этого, судя по массе кислот, образующихся из техногенных оксидов серы и азота и выпадающих на землю в виде кислотных дождей, вытесняемый ими СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

из карбонатов и органики почвы дает еще минимум 1,5 Гт углерода. Таким образом, в результате непосредственного и косвенного вмешательства в природный круговорот углерода общее количество СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, ежегодно выбрасываемого в атмосферу, достигло 35 Гт и на 10 % увеличило планетарный обмен углерода.
   Казалось бы, при очень высокой замкнутости биосферного круговорота углерода и огромной буферной емкости биосферы и океана по связыванию атмосферного избытка СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

это увеличение не должно приводить к нарушению равновесия. Более того, можно было бы ожидать улучшения углеродного питания растений и повышения их продуктивности. Но в действительности содержание СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосфере на протяжении последних десятилетий неуклонно увеличивается. Следовательно, буферные системы биосферы и океана не справляются с регулированием равновесия потоков СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Это можно объяснить снижением ассимиляционного потенциала земной флоры (в основном из-за быстрого сокращения площади лесов) и значительным загрязнением суши и поверхности океана.
   Нарастание концентрации СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосфере вместе с другими техногенными газами усиливает парниковый эффект, т. е. поглощение нижним слоем атмосферы инфракрасного излучения падающей на землю солнечной радиации. Это приводит к некоторому повышению средней температуры атмосферы, гидросферы и поверхности земли, так называемому глобальному потеплению [5 - Судя по вековым колебаниям температуры и концентрации СО2 в атмосфере, изменение концентрации СО2 на 0,01 % сопровождается изменением температуры атмосферы на 10°. Существует, однако, мнение, что техногенная эмиссия СО2 не может играть определяющую роль в подобных сдвигах (Будыко, 1991).]. За последние 30 лет для нижних слоев атмосферы и поверхности суши оно составило не менее 0,6°, что соответствует прибавке колоссального количества энергии. Повышение температуры способствует дополнительному выделению углекислого газа из воды, почвенной влаги, тающих льдов, отступающей вечной мерзлоты, поскольку растворимость СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, в воде заметно снижается с повышением температуры. Кроме этого, техногенные кислотные осадки, помимо прямого негативного действия на биоту, вытесняют СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

из карбонатов почвы, вод и грунтов. Возник порочный круг самоусиления парникового эффекта.
   Таким образом, современная техносфера не только вытесняет и замещает биосферу, но и нарушает средорегулирующую функцию биосферы, что еще опаснее. Эта опасность усугубляется тем, что техносфера не может существовать без биосферы, так как в огромной мере пользуется ее средой и ее ресурсами.
   Особенностью техносферы является то, что область жизни в ней постоянно подвергается разнообразным и порой чрезвычайным по мощности залповым воздействиям. В начале эволюции техносферы эти воздействия были направлены практически полностью на живое вещество с целью максимально возможного обеспечения человека пищевыми ресурсами, т. е. человек как бы навязывал отдельным видам особый техногенный ритм жизнедеятельности. В результате многие виды животных и растений попросту исчезли, выпали из продолжающейся эволюции биосферы. С момента перехода к искусственному воспроизведению пищевых ресурсов (скотоводству и земледелию) человек начал вовлекать в сферу своих экономических интересов другие природные ресурсы (полезные ископаемые, воду и пр.). С каждым десятилетием этот процесс все ускоряется, в связи с этим значительно изменяется интенсивность природных процессов и явлений. В результате биосфера не просто преобразовалась, она изменила свою пространственно-временную структуру и энергетическую сущность, превратившись в область активной технической деятельности, или в техносферу (табл. 3.3).

   Таблица 3.3.Рост техносферы и потери биосферы в ХХ веке

   Как и биосфера, техносфера функционирует по определенным законам. К наиболее общим законам техносферы относятся уравнения баланса массы, законы сохранения центра масс, количества движения, момента количества движения, энергии и другие, справедливые при определенных условиях для любых материальных тел и технологических процессов, независимо от их структуры, состояния и химического состава. Эти уравнения подтверждены огромным количеством экспериментов.
   Процессы в техносфере носят автокаталитический характер: совершая небольшое воздействие на систему, можно породить цепную реакцию следствий, эффект которых будет совершенно несоизмерим с первоначальным воздействием. Кроме того, общий результат в техносфере не сводится к сумме отдельных эффектов (явление синергизма).
   Другими словами, мир техники, встраиваемый в биосферу, целенаправленно создававшийся человечеством, стал проявлять себя как феномен, подчиняющийся объективным, т. е. не зависящим от воли людей, законам. Цивилизация, ставящая определенные практические цели и достигающая их за счет создания искусственного мира техники, не может предвидеть всех отдаленных последствий.

3.5.2. Ноосфера и ноосферогенез

   Техносфера, созданная человеком с целью максимального удовлетворения его потребностей, сделала жизнь человеческой цивилизации, с одной стороны, значительно комфортнее, однако, с другой стороны, она стала основной угрозой человеку как биологическому виду. Наступил момент выбора: либо человечество посредством того же техновещества предпримет попытку возродить естественную биосферу, либо будет уничтожено в результате жизнедеятельности техносферы. Только осознанный переход техносферы в ноосферу, в область управляемой человеком биосферы, может обеспечить выживание вида.
   Термин ноосфера был введен французским математиком и философом Н. Ле-Руа в 1927 г. на основании разработанной В. И. Вернадским биогеохимической теории биосферы. В 20-х гг. XX в. великий русский ученый и мыслитель Вернадский пришел к мысли, что изменение природы «силой культурного человечества» становится явлением геологического масштаба. Человек как часть биосферы своим трудом многократно усиливает планетарную функцию живого вещества, а она, в свою очередь, становится управляемой человеческим разумом. Этот процесс естественно и неизбежно приведет к постепенному преобразованию земной биосферы в «мыслящую оболочку», сферу разума – в ноосферу.
   Таким образом, ноосфера – это новое геологическое явление на планете, в котором крупнейшей геологической силой является человек и его деятельность. Причем в основе изменения реальностей ноосферы лежит мысль, психическая энергия, которая преобразовывает мир. И направление этого преобразования, этого энергетического потока в ближайшие несколько десятилетий определит форму существования биосферы, если она ею останется.
   Ноосфера, по Вернадскому (1944), – это высший этап развития земной природы, результат совместной эволюции природы и общества, направляемой человеком, будущее биосферы, когда она, благодаря разумной деятельности и могуществу человека, приобретет новую функцию – функцию гармоничной стабилизации жизни на планете. Эпохе ноосферы будет предшествовать глубокая социально-экономическая реорганизация всего общества в целом, изменение его ценностной ориентации.
   К сожалению, этим, в сущности, и исчерпывается все содержание идеи Вернадского о ноосфере. До настоящего времени не существует сколько-нибудь развернутого и последовательного научного описания процесса ноосферогенеза (процесса перехода биосферы в ноосферу) и методов его формирования, нет четких характеристик ноосферы, ее качественного и количественного описания.
   Поэтому существует множество произвольных трактовок ноосферы и ноосферогенеза. Ряд авторов (Л. Н. Гумилев и др.) трактуют ноосферу как «сферу разума, продуктом которой является техника в самом широком смысле, включая науку, искусство и литературу, как кристаллизацию деятельности разума».
   Многие авторы не относят ноосферу в будущее, а считают ее уже формирующейся. Процессы воздействия общества на природу, освоение новых территорий, расширение и увеличение объемов природопользования считают элементами ноосферогенеза.
   В западной науке термин «ноосфера» практически не употребляется или лишь очень редко проскальзывает в трудах философов. В России и других постсоветских государствах ноосфера является экологическим идеалом, конечной целью устойчивого развития. К сожалению, время показало, что вопрос организации ноосферы и ноосферного мышления становится все более утопическим. Во-первых, человеческая деятельность как была, так и остается по отношению к биосфере целиком деструктивной, т. е. человечество не приближается, а, наоборот, все быстрее движется в противоположном по отношению к ноосфере направлении. Во-вторых, сейчас уже вызывает большие сомнения сама принципиальная возможность контроля человеком биосферы и биосферных процессов. Наряду с колоссальным деструктивным вмешательством в обмен вещества и энергии в биосфере человек на самом деле контролирует всего лишь мизерное количество видов живых существ. Для того чтобы контролировать все виды организмов и все взаимодействия между ними, необходимо, чтобы информационные возможности человека были сопоставимы с объемом потоков информации в естественной биоте. К сожалению, это невозможно в принципе.
   Практически человечество уже выбрало другой путь: резко уменьшает число организмов, которые нужно контролировать, и пытается взять на себя средообразующую функцию биосферы.
   В экологии известно правило одного процента, которое гласит, что изменение энергетики природной системы в среднем на 1 % выводит ее из состояния гомеостаза. В соответствии с этим на стабилизацию условий окружающей среды потребуется более 99 % энергетических и трудовых затрат, а на поддержание и развитие цивилизации останется менее 1 %. В этом случае естественные биоценозы, утратившие свойственные им связи и способность стабилизировать окружающую среду, становятся не только ненужными, но, зачастую, опасными для этой среды. Они могут искусственно сохраняться в каких-то резервациях как памятники истории природы планеты, а все оставшиеся живые организмы будут превращены в контролируемые культурные виды. Это меньше всего похоже на гармонию с природой.
   Разрабатывая идеи преобразования биосферы через техносферу в ноосферу, Вернадский констатировал, что этим заканчивается эпоха стихийного развития человечества и начинается новая эпоха управляемого развития, которое основывается только на объективных законах эволюции природы и общества при всестороннем общественном согласии на такое управление.
   Важнейшей функцией ноосферы является сохранение и развитие здоровья человека, благополучия всего человечества, что может быть возможным только при широком использовании интеллектуального человеческого капитала. Известно, что интеллектуальные возможности цивилизации напрямую зависят от энергетических возможностей человечества, и не столько от количества и качества энергии, сколько от способности людей целенаправленно распределять энергетические и сырьевые потоки. «Человеческий разум не является формой энергии, а производит действия, как будто ей отвечающие», – писал Вернадский. Настало время перехода человеческого разума от идеи «покорения природы» к новой идее «рационального природопользования через энергосбережение». Очевидно, только при таком подходе можно познавать и рационально использовать внутренние законы развития ноосферы.
   На современном этапе концепция управляемого развития предполагает внедрение новой нравственности, ведущей к росту качества сознания человека и утверждению разумных, а не искусственно раздуваемых материальных потребностей; к человеку, который, прежде всего, заинтересован в создании комфортных условий существования своим потомкам. Разумное, осознанное ограничение своих материальных потребностей наряду с превалированием духовных – неизбежный этап человеческого поведения в эпоху интенсивного развития.
   В настоящее время большинство цивилизованных стран, в том числе и Республика Беларусь, разработали свои национальные планы и стратегии устойчивого развития, в которых определены стратегические и тактические программы бесконфликтного взаимодействия общества с окружающей средой.
   Концепции устойчивого развития не предусматривают остановку экономического роста и сокращение масштабов материального производства, как это будет показано далее. Наоборот, устойчивое развитие большинством населения воспринимается именно как устойчивый экономический рост и постоянное повышение благосостояния каждого человека. Тогда как истинный смысл концепции устойчивого развития – это развитие, поддерживающее состояние общества на экологически допустимом уровне без количественного роста потребления природных ресурсов.
   В связи с этим понятия «ноосфера» и «ноосферогенез» требуют дальнейшего уточнения и развития.

Контрольные вопросы и задания

   1. Определите основные этапы становления экологии как науки.
   2. Что является предметом экологии?
   3. Какие основные методы используются в экологии?
   4. Назовите основные законы экологии и охарактеризуйте их значение для практической деятельности.
   5. Охарактеризуйте понятие «экосистема» на конкретном примере.
   6. Что такое сообщество и популяция?
   7. Какие факторы формируют среду обитания?
   8. Дайте характеристику биотическим факторам среды.
   9. Какие факторы среды относятся к абиотическим?
   10. Каковы основные свойства биосферы?
   11. Как организована экосистема?
   12. Какова роль антропогенных факторов в формировании современной среды обитания?
   13. Охарактеризуйте основные принципы энергетики экосистем.
   14. Какие законы термодинамики свойственны биосфере?
   15. Объясните понятие энтропии.
   16. Какие существуют закономерности движения энергии в биосфере?
   17. Что такое техносфера, ноосфера?

Глава 4. Природопользование и антропогенное воздействие на окружающую среду

4.1. Природопользование и его виды

   Природопользование – это удовлетворение различных потребностей человеческого общества путем использования природных ресурсов и природных условий.
   Природопользование определяется также как система непосредственных взаимоотношений человека с природой, возникающих в процессе трудовой деятельности людей, и включает мероприятия по освоению, охране и восстановлению свойств окружающей среды.
   Существуют две формы природопользования – общее и специальное.
   Общее природопользование не требует специального разрешения и осуществляется гражданами на основе принадлежащих им естественных (гуманитарных) прав (пользование водой, воздухом и т. п.).
   Специальное природопользование осуществляется физическими и юридическими лицами на основании разрешения уполномоченных государственных органов. Оно носит целевой характер и по видам используемых объектов подразделяется на землепользование, водопользование, лесопользование и др.
   Природопользование может быть рациональным и нерациональным.
   Рациональное природопользование направлено на разумное освоение природных ресурсов, предотвращение возможных негативных последствий человеческой деятельности для биосферы, поддержание, повышение продуктивности и привлекательности природных комплексов и отдельных природных объектов. Оно предполагает такое вовлечение природных богатств в сферу общественно-производственной деятельности, которое обеспечивает потребности и настоящего, и всех будущих поколений людей без значительного изменения качества окружающей среды и ее разнообразия.
   Рациональное природопользование может быть организовано только при заинтересованности всего общества. Оно осуществляется совместными усилиями представителей технических, естественных, общественных наук, экономистов, правительств и всех граждан планеты. Рациональное природопользование призвано обеспечить необходимыми условиями процветание и прогресс человечества, получение им материальных благ, максимальное использование каждого ресурса природного комплекса и одновременное предотвращение возможных негативных последствий для каждого звена этого комплекса, а также полное исключение отрицательных последствий процесса производства для биосферы в целом.
   Эффективным инструментом рационального использования ресурсов является анализ жизненного цикла продукции, включающего производство, использование, ее утилизацию на протяжении определенного периода времени.
   Нерациональное природопользование – это бездумное, хищническое, нерасчетливое изъятие природных ресурсов, которое сопровождается явлениями загрязнения, истощения и деградации природных систем, ведет к качественному ухудшению природной среды, нарушению баланса экологических компонентов и разрушению биогеоценозов. Все это в итоге сказывается на состоянии человеческой популяции и, прежде всего, на таких ее показателях, как здоровье, рождаемость и смертность.
   Нерациональное природопользование может быть результатом как преднамеренного (сознательного) потребительского отношения, так и непреднамеренных (стихийных или попутных) воздействий общества на природу.
   Рациональное природопользование немыслимо без научно обоснованных технологий производства путем разумного использования естественных ресурсов без нарушения природной сбалансированности экосистем.
   Известно несколько основных направлений снижения уровня негативных воздействий материального производства на окружающую среду. Ранее борьба с промышленным загрязнением заключалась в оснащении производств системами очистки и обезвреживания выбросов и сбросов при сохранении традиционной технологии данного производства, создании все более сложных и многоступенчатых методов обработки отходящих газов и сточных вод.
   В настоящее время общепринято, что кардинальным путем охраны окружающей среды и рационального природопользования является создание и внедрение безвредных малоотходных, а в итоге абсолютно безотходных и бессточных технологий.
   Пути совершенствования существующих и создаваемых технологических процессов, отвечающих принципам рационального природопользования, объединяются понятием экологизация производства.
   Основным направлением экологизации производства является разработка и научное обоснование новых экологически безопасных технологий, комплексное и многократное использование природных ресурсов и отходов производства, а также восстановление окружающего мира. Для реализации этого направления необходимо знание ресурсного цикла, представляющего собой совокупность превращений и пространственных перемещений вещества на всех этапах его использования. Только эффективные меры по контролю, охране и защите природной среды могут гарантировать продолжение существования человека, настоящего и будущих поколений людей. Неконтролируемое загрязнение природной среды в современных условиях чревато угрозой глобального изменения, трансформации биосферы, в которой не найдется места человеку как виду.
   Таким образом, наша цивилизация вынуждена использовать все имеющиеся возможности ресурсосбережения, в том числе и энергосбережения.
   Энергосбережение в промышленном производстве заключается в совершенствовании технологии и аппаратурного оформления с целью максимального использования первичных и утилизации вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), что в конечном итоге приводит к сокращению загрязнения окружающей среды предприятиями энергетики.

4.2. Классификация природных ресурсов

   Природные, или естественные, ресурсы – это часть совокупности природных условий и важнейших компонентов природной среды, которые используются либо могут использоваться для удовлетворения всех потребностей общества и общественного производства.
   Свод экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих количество и качество природного ресурса, а также состав и категории природопользователей, называется кадастром.
   Государственные кадастры природных ресурсов ведутся для учета количественных, качественных и иных характеристик, характера и режима их использования. В республике ведутся следующие кадастры: земельный, недр, водный, атмосферного воздуха, лесной, растительного мира, животного мира, торфяного фонда, а также отходов. Следует также выделить кадастр особо охраняемых территорий, содержащий сведения о территориях с особым режимом использования (заповедниках, заказниках, национальных парках).
   К кадастрам необходимо отнести Красную книгу (список редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных), а также Зеленую книгу (свод данных о редких, исчезающих и типичных растительных сообществах, нуждающихся в особой охране).
   С технологической точки зрения природные ресурсы принято делить по принадлежности к соответствующим геосферам Земли: ресурсы литосферы (почва, полезные ископаемые), гидросферы (наземные и подземные водоисточники), атмосферы (атмосфера), органического мира (растения, животные и человек).
   Природные ресурсы по своему качеству могут быть исчерпаемыми и неисчерпаемыми.
   Исчерпаемые ресурсы, в свою очередь, делятся:
   • на возобновляемые, к которым относятся природные ресурсы, возобновляемые во времени: растения, животные, человеческая популяция, мир микроорганизмов, атмосферный кислород и некоторые другие. Они возобновляются в результате естественных природных процессов и поддерживаются на относительно постоянном уровне. Состояние этих ресурсов в большой степени зависит от интенсивности и направления хозяйственной деятельности человека;
   • невозобновляемые – те природные ресурсы, которые не могут быть восстановлены ни самостоятельно, ни с помощью человека в современной геологической эпохе. Это практически все полезные ископаемые и топливо: нефть, газ, каменный уголь и т. д. Эти виды ресурсов имеют конечные запасы и практически невосполнимы в биосфере, так как уже невозможно воссоздание тех специфических физико-химических условий, при которых они образовались в отдаленные времена;
   • относительно возобновляемые – это ресурсы, способные к воспроизводству в темпах, отстающих от темпов потребления. Например, процесс образования черноземного слоя почвы толщиной в 1 см длится столетия, а разрушается он при традиционной системе земледелия за несколько вегетационных периодов; слой торфа в 1 м образуется за 30–50 лет, а выбирается ковшом экскаватора за считанные секунды.
   Неисчерпаемые природные ресурсы – это атмосферный воздух, вода и космические ресурсы, связанные единым круговоротом вещества и энергии. Наиболее уязвимыми считаются атмосферный воздух и вода, так как под действием антропогенных факторов наметились тенденции к их качественному изменению и истощению.
   К космическим ресурсам относятся энергия Солнца, ветра, приливно-отливных движений воды и морских течений, осадки, глубинная теплота недр. Они пока еще не в столь значительной степени подвергаются антропогенному воздействию и использованию в хозяйственной деятельности человека, как иные естественные ресурсы.
   Все природные ресурсы также подразделяются на реальные и потенциальные.
   Реальные природные ресурсы используются непосредственно в производстве при ныне существующем развитии технологий.
   Потенциальные ресурсы – это те, которые в настоящее время недоступны для производственной деятельности, но заведомо будут использоваться со временем по мере развития техники и технологий. Независимо от их принадлежности к какой-либо категории, они в совокупности поддерживают нормальное функционирование экосистем, поэтому также должны рассматриваться как экологические, или ресурсы окружающей среды.
   Природные ресурсы, которые реально могут быть вовлечены в хозяйственную деятельность при данных технических и социально-экономических возможностях общества, при условии сохранения среды жизни человека, называются природно-ресурсным потенциалом.
   По отношению к компонентам биосферы различают биологические, экологические, геологические, климатические, минеральные, земельные, водные, генетические, растительные, животные, лесные и другие ресурсы.
   По характеру использования природные ресурсы классифицируются на промышленные, сельскохозяйственные, минерально-сырьевые, топливно-энергетические, продовольственные, оздоровительные, рекреационные, ландшафтно-курортные и др. Как видно, строгой границы между категориями ресурсов не существует.
   К основным природным ресурсам на современном уровне их использования могут быть отнесены атмосфера, вода и водные экосистемы, земельные и минеральные ресурсы, растительный и животный мир, а также человеческая популяция со своим информационным ресурсом. Они относятся к возобновляемым условно неисчерпаемым природным ресурсам.

4.3. Перспективы использования природных ресурсов

   В Республике Беларусь НСУР предусматривается разработка программ использования имеющихся природных ресурсов на перспективу.
   По отношению к ресурсам атмосферы разрабатывается комплекс мер, направленных на экологобезопасное развитие энергетики; снижение вредных выбросов от транспорта; промышленное развитие, обеспечивающее рациональное природопользование; мониторинг трансграничного загрязнения. На ближайшие пять лет не ожидается существенного снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха, особенно в городах, поэтому повсеместно будут проводиться адаптационные мероприятия для снижения вредного влияния на окружающую среду и здоровье населения.
   Водные ресурсы в перспективе будут использоваться более рационально. С этой целью уже сейчас разрабатывается комплекс мер по внедрению мало– и безводных технологий; снижению общего и бытового водопотребления; более глубокой очистке сточных вод и повторного их использования на производстве.
   Следует иметь в виду, что в связи с ожидаемым потеплением в результате глобального изменения климата через 5–10 лет может резко возрасти биопродуктивность озер и водохранилищ, что будет способствовать их зарастанию и вторичному загрязнению. Поэтому на цели питьевого водоснабжения населенных пунктов планируется использовать в основном подземные воды.
   Земельный фонд республики будет неизбежно меняться в сторону сокращения продуктивных сельскохозяйственных и увеличения доли лесопокрытых земель. Для обеспечения продовольственной безопасности республики и охраны плодородных земель необходимо внедрение в производство новых сортов сельскохозяйственных культур, интенсивных технологий выращивания, механизации и автоматизации всех процессов.
   С целью оптимизации использования земельных ресурсов необходимо ограничить сельскохозяйственное использование земель и законсервировать низкопродуктивные земли; детально обследовать мелиорированные земли и принять решение по их перспективному использованию; восстановить по возможности болота на выработанных торфяниках; снизить количество полигонов и свалок отходов производства и потребления; снизить уровень загрязнения почв промышленными и транспортными выбросами.
   В перспективе в связи с ограниченной возможностью ввоза сырья из-за рубежа предполагается в бо́льшей мере использовать отечественные минеральные природные ресурсы.
   Потенциальные запасы и экономически целесообразные объемы использования местных энергоресурсов определены.
   Концепцией энергетической безопасности и повышения энергетической независимости Республики Беларусь и Стратегией развития энергетического потенциала Республики Беларусь, утвержденной Постановлением Совета Министров № 1180 от 06.08.2010 г.
   По прогнозу на 2020 г., потребность республики в энергоресурсах оценивается в 32,4 млн т у. т. При этом на долю природного газа будет приходиться 58 % (в том числе попутного – 1,3 %); топочного мазута – 17,2 % (в том числе из собственной нефти – 3,1 %); дров – 11,5; торфа – 5,1; угля – 3,4; прочих – 4,8 % (в том числе местных – 4,1 %).
   Состояние растительных и животных ресурсов по-прежнему будет определяться в основном воздействием антропогенных факторов среды. Поэтому флора и фауна, с одной стороны, будут обедняться за счет сокращения ареалов или исчезновения ряда видов, но, с другой стороны, обогащаться за счет культивируемых и интродуцированных растений. В будущем произойдет улучшение видового состава лесов. Из-за усыхания ели существенно уменьшатся ее площади, но увеличатся за счет целенаправленного лесовосстановления посадки дуба, лиственницы и сосны. Достижение оптимального природного состава лесов возможно к 2025 г.
   К 2010 г. в лесной фонд было передано до 30 тыс. га выработанных торфяников и 1,2–1,4 тыс. га карьеров. В результате облесения и зарастания ранее безлесных площадей лесистость Беларуси возрастет до 41–42 % к 2020 г. К 2020 г. достигнет спелости более 1 млн га лесов. Расчетная вырубка леса увеличится на 70–75 % к 2020 г.
   Растения и животные будут испытывать влияние климатических изменений, что скажется на их видовом составе.
   Трудовые ресурсы к 2020 г. будут сосредоточены в основном в крупных промышленных центрах, в связи с чем существенно увеличатся площади территорий с очень низкой (не более 10 чел./км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) плотностью населения. Общая численность населения будет продолжать снижаться на фоне его старения. Средняя продолжительность жизни прогнозируется для мужчин – 62,7, для женщин – 74,7 года.

4.4. Виды загрязнения окружающей среды

   Загрязнением считается любое нежелательное антропогенное изменение экологической системы. Оно может быть механическим, химическим, осмофорным, биологическим, физическим, биоценотическим, ландшафтным.
   Механическое загрязнение осуществляется относительно инертными в физико-химическом отношении отходами человеческой деятельности: полимерными материалами в виде разного рода упаковок и тары, отработанными автопокрышками, строительным и бытовым мусором, твердыми отходами промышленного производства, аэрозолями и т. д.
   Воздух может загрязняться аэрозолями (пылями) дезинтеграции, конденсации и вторичными взвешенными веществами, образующимися в процессах сжигания жидких и газообразных топлив, а также при протекании газофазных и фотохимических реакций в атмосфере. Время жизни частиц аэрозолей в воздухе и степень их воздействия на человека зависят от многих факторов и прежде всего от размера частиц.
   В настоящее время в земной атмосфере содержится более 20 млн т аэрозолей, которые по одной из классификаций условно можно разделить на три группы:
   • пыли, представляющие собой твердые частицы, диспергированные в воздухе и образующиеся в процессах дезинтеграции;
   • дымы – сконденсированные высокодисперсные частицы твердых веществ, возникающие при горении, испарении расплавов, растворов, проведении химических реакций и др.;
   • туманы – скопление жидких частиц в газообразной среде. Размер частиц аэрозолей в воздухе колеблется в пределах от 0,01 до 100 мкм. Крупные частицы с размером более 10 мкм быстро осаждаются из атмосферного воздуха, а мелкие с размером частиц 0,01–0,1 мкм, как правило, выносятся в более высокие слои атмосферы и вымываются из нее с осадками.
   Степень воздействия аэрозолей на организм человека зависит от количества (дозы) попавшей в него пыли и определяется ее проникающей способностью (табл. 4.1).

   Таблица 4.1.Проникающая способность аэрозолей в организм человека

   Засорение среды является одной из форм механического загрязнения, оно существенно ухудшает эстетические и рекреационные качества среды. К данному виду загрязнения относится и засорение околокосмического пространства. По современным данным, в ближнем космосе уже находится более 3000 т космического мусора.
   Проблема механического загрязнения окружающей среды, в первую очередь отходами, крайне остро стоит перед всем мировым сообществом. Жизнедеятельность городов и сельскохозяйственных поселений порождает груды мусора, жидких стоков, аэрозолей, которые буквально превратили все структурные уровни биосферы в колоссальную свалку. Ежегодно в мире образуется до 1,0–1,5 млрд т вредных производственных и 400–450 млн т коммунальных отходов (КО). На каждого жителя Земли приходится в среднем за год 0,12 т отходов потребления, 1,2 т всех продуктов производства, т. е. «отложенных» отходов, и около 14 т отходов переработки сырья.
   Если до 7 % промышленных отходов в развитых странах поступает на вторичное использование, то КО и их переработка представляют в настоящее время трудноразрешимую проблему. Ежегодный мировой прирост КО составляет порядка 3 %, а в некоторых странах он достигает 10 %. Мировой опыт показывает, что для захоронения 1 т КО требуется порядка 3 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

площади, поэтому свалки занимают во всем мире сотни тысяч гектаров земель, практически выведенных из сельскохозяйственного оборота. Известно, что для захоронения КО ежегодно требуются все бо́льшие площади земель, например для городов с населением до 350 тыс. человек при высоте складирования отходов 10 м необходимо 5 га земель; с населением 350–700 тыс. человек – 10 га; с населением 700 тыс. – 1 млн человек – 13,5 га; с населением более 1,1 млн жителей необходимо более 18 га.
   Химическое загрязнение формируется в результате изменения естественных химических свойств окружающей среды при поступлении не свойственных ей реакционноспособных химических веществ в концентрациях, превышающих фоновые. Наиболее массовыми химическими загрязнителями являются оксиды углерода, серы и азота, углеводороды, соли кислот и щелочей, соединения серы, фтора, фосфора, фенолы и др.
   Химические загрязнители по характеру своего воздействия на здоровье людей подразделяются на следующие группы: токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию. В настоящее время известно более 3 млн химических соединений. Ежегодно синтезируется более 100 000 новых веществ, в результате этого человечество находится под угрозой воздействия 40–50 тыс. химических соединений разных классов, не свойственных естественным условиям окружающей среды.
   Интересно, что и сами люди являются источниками выделения в воздух более 20 загрязняющих веществ – антропотоксинов (углекислого газа, аммиака, кетонов, сероводорода и др.). В небольших, плохо вентилируемых помещениях (школьных классах, аудиториях, кабинетах и др.), при большом скоплении людей содержание антропотоксинов может достигать уровней, допустимых лишь для производственных зданий. Вероятность образования высоких концентраций загрязняющих веществ в воздухе помещений привела к появлению понятия «синдром больных зданий».
   Близким по природе к химическому является осмофорное загрязнение. Оно осуществляется пахучими веществами (одорантами) в таких низких концентрациях, которые не могут оказывать химического резорбтивного воздействия на человека, но могут вызывать рефлекторные реакции организма.
   При больших концентрациях одорантов их необходимо рассматривать как химические загрязнители. Реакция организма на осмофорное загрязнение проявляется в ощущении запаха, изменении биоэлектрической активности мозга, световой чувствительности и т. д.
   Запах – наиболее воспринимаемая форма загрязнения окружающей среды, обнаруживаемая нами с помощью обоняния. Около 50 % всех жалоб населения на загрязнение воздуха связано с ощущением неприятных или тяжелых запахов. Первичной реакцией человека на неприятный запах является ощущение неудобства, беспокойства; вторичные эффекты, связанные с воздействием высоких концентраций одоранта, проявляются в виде рвоты, нарушения сна, учащения пульса, повышения артериального давления, болезненных ощущений со стороны основных органов. Кроме того, влияние неприятных запахов может выражаться в головной боли, состоянии усталости, повышенной сонливости или, наоборот, возбуждении, слюнотечении и пр.
   Поэтому понятие «неприятный запах» приобретает определенный санитарно-гигиенический смысл. Около 20 % химических веществ обладает неприятным запахом, а количество веществ, распознаваемых по запаху, близко к 100 000.
   Биологическое загрязнение осуществляется нехарактерными для данной экосистемы живыми организмами и (или) продуктами их жизнедеятельности, которые ухудшают условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияют на здоровье человека и результаты его хозяйственной деятельности.
   В настоящее время в связи с массовой урбанизацией, значительным увеличением плотности населения в городах, интенсивным развитием фармацевтической, пищевой и особенно микробиологической промышленности все большую роль в загрязнении биосферы играют биологически активные вещества. Основными факторами неблагоприятного воздействия на окружающую среду являются живые и мертвые клетки микроорганизмов (бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы, простейшие) и продукты их метаболизма. Отрицательное действие их заключается в возникновении и развитии различных аллергических реакций и инфекционных заболеваний. Чаще всего возникают такие заболевания, как аспергиллезы, кандидозы и микозы. Они наиболее опасны для лиц с пониженной сопротивляемостью организма.
   Одним из ярких примеров заболеваний, которые могут возникать в «больных зданиях», является легионеллез, так называемая болезнь легионеров. Впервые она была описана в 1976 г. в Филадельфии, когда после очередного конгресса организации «Американский легион» из 4400 участников 221 человек заболел неизвестной гриппоподобной болезнью, причем 34 из них умерли. Это новое заболевание характеризуется развитием пневмонии, интоксикацией, лихорадкой, а также поражением центральной нервной системы (ЦНС), желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и почек. Возбудителями болезни являются микроорганизмы – легионеллы, которые сохраняют жизнеспособность при температуре от +4 до +65 °С. С воздухом или загрязненной водой легионеллы попадают в системы кондиционирования воздуха, где и находят благоприятную среду для своего размножения и распространения. Воздух от систем кондиционирования, зараженный легионеллами, по ступает в помещения и приводит к массовым заболеваниям находящихся там людей.
   Источниками биологического загрязнения также могут быть сооружения биохимической очистки сточных вод предприятий и городов, больницы, поликлиники, свалки коммунальных и промышленных отходов, свиноводческие хозяйства, фермы крупного рогатого скота, птицефабрики и т. д.
   Адсорбированные на частичках аэрозолей микроорганизмы могут распространяться на большие расстояния. Исследования показывают, что жизнеспособные клетки микроорганизмов в ряде случаев поднимаются на высоту 3000 м. Известны случаи биологического загрязнения окружающей среды, приведшие к массовым желудочно-кишечным заболеваниям (сальмонеллезу, гепатиту), внутрибольничным стойким инфекциям. Достоверно доказано, что заболевания детей, проживающих вблизи заводов по производству антибиотиков, в 1,5–3 раза выше средней заболеваемости для данного населенного пункта.
   Особенностью многих жилых помещений является высокий уровень биологического загрязнения, что приводит к аллергизации проживающих в них людей. В домашней пыли содержатся микроскопические сапрофитные клещи, выделения которых и являются причиной аллергизации человека. Клещи могут жить в постельных принадлежностях, коврах, мягкой мебели, одежде.
   В домашней пыли присутствуют также эпидермальные аллергены из шерсти, перхоти и слюны кошек, собак, других домашних животных, пера и экскрементов птиц (голубей, попугаев, канареек и пр.). Высокой сенсибилизирующей активностью обладают хитиновый покров и экскременты тараканов, эпидермис низших рачков дафний, используемых в качестве сухого корма для рыбок.
   Домашняя пыль является сорбентом и накопителем спор различных плесневых грибов, которые также являются активными аллергенами и приводят к снижению иммунитета организма, бронхиальной астме, аллергическому альвеолиту и другим заболеваниям.
   В настоящее время поднимается вопрос об опасности генетического загрязнения окружающей среды. Риск этого вида биологического загрязнения, связанного с генной инженерией, становится все более реальным. Высказываются опасения, что искусственно созданные микроорганизмы, попав во внешнюю среду, могут вызывать нарушения равновесия в природных экосистемах, а также эпидемии неизвестных болезней, с которыми людям будет трудно справиться. Кроме того, вследствие манипуляций с генами может происходить генетическая эрозия – потеря части генома и замещение генов или их локусов чужеродным генетическим материалом, попадающим с продуктами генной инженерии, полученными, в частности, на основе генома млекопитающих. Наибольшему риску генетического загрязнения подвержены редкие и исчезающие виды, популяции которых находятся на стадии деградации.
   Иногда случайно переселенные в новые экосистемы животные или растения могут приносить большой вред сельскому и лесному хозяйству (макробиологическое загрязнение). Так случилось, например, в Европе с американским колорадским жуком, ставшим здесь массовым вредителем пасленовых культур (картофель, томаты и др.). В свою очередь, Европа «отплатила» Америке случайным заносом в дубовые леса непарного шелкопряда, который быстро размножился, найдя здесь свою экологическую нишу, и стал опасным вредителем.
   В отдельную группу следует отнести лекарственные загрязнения. Некоторые лекарственные препараты оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека даже в терапевтических дозах. Например, такие препараты, как амидопирин, фенацетин, запрещены к производству, так как являются выраженными канцерогенами. Антибиотики тетрациклинового ряда обладают ототоксическим эффектом. При неправильном подборе дозы они, поражая слуховой нерв, вызывают глухоту у новорожденных. Кроме того, многие антибиотики нарушают биоценоз кишечника и других внутренних сред организма, вызывая дисбактериозы и кандидозы.
   Физические виды загрязнения окружающей среды – радиоактивное, акустическое, вибрационное, электромагнитное, тепловое и световое загрязнения.
   Радиоактивное загрязнение – это физическое загрязнение, связанное с повышением естественного радиоактивного фона и уровня содержания в среде радиоактивных элементов и веществ. При наличии таких веществ оно может рассматриваться и как химическое загрязнение. Основными источниками радиоактивного загрязнения среды являются испытания ядерного оружия, атомные реакторы и установки, предприятия атомной промышленности, технологические, медицинские, научные приборы и оборудование, зола, шлаки и отвалы, содержащие радиоактивные вещества, могильники радиоактивных отходов и т. д.
   Активное повышение концентрации радиоактивных веществ в окружающей среде началось приблизительно с 1933 г. – начала планомерных работ по исследованию радиоактивных элементов.
   При поглощении ионизирующего излучения радиоактивных веществ в организме наблюдаются разнообразные морфологические и функциональные нарушения, приводящие к развитию острой или хронической формы лучевой болезни, злокачественных новообразований, заболеваниям крови и генетическим изменениям. Кроме того, радиация усиливает воздействие на организм человека таких химических загрязнителей, как углеводороды, оксид углерода и др.
   Естественное фоновое облучение создается космическим излучением и естественными радиоактивными веществами, содержащимися в объектах окружающей среды. При этом неустойчивые ядра атомов (нуклиды) самопроизвольно распадаются с образованием атомов других элементов и выделением энергии. Радиоактивные превращения свойственны только отдельным веществам, которые содержат радионуклиды. Распад естественных радионуклидов группы тория, урана, актиния и других сопровождается испусканием особого вида излучения, называемого радиоактивным, которое может быть корпускулярным и квантовым. Корпускулярное излучение представляет собой поток α– и β-частиц и нейтронов, а квантовое – γ-квантов и рентгеновского излучения.
   С ионизирующими излучениями население в любом месте земного шара встречается ежедневно. Это, прежде всего, радиоактивный фон Земли, который складывается:
   • из космического излучения (вклад в среднюю годовую дозу облучения человека 15,1 %);
   • излучения от содержащихся в почве, строительных материалах, воздухе и воде естественных радиоактивных элементов (68,8 %);
   • излучения от природных радиоактивных веществ, которые с пищей и водой попадают внутрь организма, фиксируются тканями и сохраняются в теле человека в течение всей его жизни (15,1 %);
   • других источников (1 %).
   Средняя суммарная годовая доза облучения населения от природных источников составляет примерно 2 мЗв (зиверт), что в основном связано с поступлением радона и трития из грунтов, строительных материалов, воды, природного газа, воздуха. Кроме того, человек встречается с источниками искусственного излучения, включая радионуклиды, широко применяемые в хозяйственной деятельности.
   Акустическое (шумовое) загрязнение характеризуется превышением уровня естественного шумового фона. Шум – одна из форм физического (волнового) загрязнения окружающей среды, адаптация организмов к которому практически невозможна. Наиболее мощными и распространенными источниками шума, особенно в городах, являются автомобильный и рельсовый транспорт, промышленные предприятия, авиация, бытовая техника (холодильники, магнитофоны, радиоприемники и т. д.). На долю транспорта приходится 60–80 % всех шумов, проникающих в места пребывания людей. Известно, что в городах уровень шума повышается примерно на 1 дБА в год и за последние 10 лет возрос в мировом масштабе на 10–12 дБА.
   Шум является общебиологическим раздражителем и при определенных условиях влияет на все органы и системы. Прежде всего, шум влияет на ЦНС, вызывая у человека чувство нервного напряжения, беспокойства и раздражения, появление неврозов – в 30 % случаев, головной боли – в 80 %. В результате длительного воздействия повышенных уровней шума развиваются сердечно-сосудистые заболевания (сосудистая дистония). Гастрит, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, другие хронические заболевания желудочно-кишечного тракта также характерны для лиц, длительное время находящихся в шумной обстановке. Существует достоверная связь между воздействием шума и нарушением обменных процессов в организме, понижением остроты слуха и зрения. В той или иной степени шум оказывает влияние на кору надпочечников, гипофиз, щитовидную железу, половые железы. Шум способствует повышению общей заболеваемости на 10–12 %. По мнению ученых, воздействие шума сокращает продолжительность жизни человека в больших городах на 8–12 лет.
   Шум обладает кумулятивным эффектом, т. е. акустическое раздражение, накапливаясь в организме, все сильнее угнетает нервную систему. Несмотря на кажущуюся привычку к шуму, полная физиолого-биохимическая адаптация человека к шуму невозможна. Это означает, что шум совершает свое разрушительное действие, даже если человек к нему привык и как бы его не замечает.
   Неслышимые звуки (инфразвуки) также могут оказывать вредное воздействие на организм человека. Они могут проникать в помещения даже сквозь самые толстые стены, способны влиять на психическую сферу человека, при этом затрудняются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшается настроение, появляется ощущение ужаса, растерянности, тревоги, страха. Считается, что именно инфразвуками вызываются многие нервные заболевания жителей городов.
   Исследованиями доказано воздействие шума и на растительные организмы. Растения близ аэродромов, с которых непрерывно стартуют реактивные самолеты, испытывают угнетение роста и даже отмечается исчезновение отдельных видов.
   Вибрационное загрязнение – один из видов фи зического загрязнения, связанного с воздействием механических колебаний твердых тел на объекты окружающей среды. Это воздействие может быть местным (колебания от ручных инструментов и оборудования, передаваемые к отдельным частям тела) и общим (колебания передаются всему организму в целом). Наиболее опасная частота общей вибрации лежит в диапазоне 6–8 Гц, поскольку она совпадает с собственной частотой колебаний внутренних органов человека, в результате сложения этих колебаний могут возникать явления резонанса с нарушением работы органов или даже их разрушением.
   На рис. 4.1 представлена модель человека, состоящая из сосредоточенных масс, упругих связей (пружин) и диссипативных потерь, представленных на схеме демпферами. Резонансные явления могут происходить с различными частями тела человека при разных частотах. При вертикальной вибрации резонанс органов брюшной полости наблюдается при частотах 4–8 Гц, головы – 25 Гц, при более высоких частотах 30–80 Гц происходит резонанс глазного яблока. Например, в первых полетах американских космонавтов при вибрации с частотой 50 Гц они не могли считывать показания приборов вследствие резонансной вибрации глаз.
   Субъективное ощущение человеком вибрации зависит от возраста, общего состояния организма, тренированности, индивидуальной переносимости, эмоциональной устойчивости, нервно-психического статуса, а также от характеристик вибрации (виброскорости, виброускорения, вибросмещения, частоты и амплитуды).

   Рис. 4.1. Резонансная модель систем и некоторых органов человека

   Вибрация вызывает изменение частоты пульса и артериального давления, оказывает влияние на эндокринную систему, вызывает нарушение различных обменных процессов, функций вестибулярного и зрительного аппарата.
   Воздействие вибрации на организм человека зависит от амплитуды и частоты колебаний (табл. 4.2).

   Таблица 4.2.Характеристика воздействия вибрации на организм человека

   Наибольшее количество жалоб на неприятные ощущения и болезненные состояния при вибрационном воздействии предъявляют лица в возрасте от 31 до 40 лет (65,5 % от числа обратившихся во врачебные учреждения), что указывает на наличие повышенной виброчувствительности этой возрастной категории населения.
   Электромагнитное загрязнение также относится к физическим формам загрязнения окружающей среды и происходит в результате изменения ее электромагнитных свойств, приводящих к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах живых организмов.
   Электромагнитный фон планеты определяется в основном электрическими и магнитными полями Земли, атмосферным электричеством, радиоизлучением Солнца и Галактики, а также накладкой на естественный фон полей от искусственных источников (линии электропередачи, радио и телевидение, промышленные высоко– и сверхвысокочастотные установки, антенные поля, системы наземной и спутниковой связи, радиолокации, телеметрии и радионавигации, другие источники). Напряженность электромагнитного поля Земли изменяется в зависимости от расстояния до поверхности планеты: на высоте 0 км она составляет 130 В/м; 0,5 км – 50 и 12 км – 2,5 В/м.
   В процессе эволюционного развития все живые организмы на Земле приспособились к определенным природным электромагнитным полям и вынуждены были выработать по отношению к ним не только защитные механизмы, но в той или иной степени включить их в свою жизнедеятельность. Поэтому изменение параметров ЭМП по отношению к естественному может вызвать у живых существ микроорганические сдвиги, которые в ряде случаев перерастают в патологические.
   Биологический эффект электромагнитного облучения зависит от частоты, продолжительности и интенсивности воздействия, площади облучаемой поверхности, общего состояния здоровья человека и пр. Кроме того, на развитие патологических реакций организма влияют:
   • режимы генерации ЭМП, в том числе амплитудная и угловая модуляции;
   • факторы внешней среды (температура, влажность, повышенный уровень шума, рентгеновское излучение и др.);
   • некоторые другие параметры (возраст человека, образ жизни, состояние здоровья и пр.);
   • область тела, подвергаемая облучению.
   Наиболее чувствительны к воздействию ЭМП люди с ослабленным здоровьем, в частности страдающие аллергическими заболеваниями или имеющие склонность к образованию опухолей. Весьма опасно электромагнитное облучение в период эмбриогенеза и в детском возрасте.
   Электромагнитные поля радиочастотного диапазона могут вызывать в организме человека изменения со стороны нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем, крови, обмена веществ и некоторых функций эндокринных желез. Биологическое действие ЭМП радиочастот зависит от частоты колебания волны. С повышением частоты, т.e. уменьшением длины волны, биологическое действие ЭМП становится более выраженным. ЭМП длинных волн отличаются менее интенсивным воздействием на организм, чем коротких и ультракоротких.
   Напряженность ЭМП вблизи линий электропередачи напряжением 500 кВ составляет 7,6–8,0 кВ/м, 750 кВ – 10–15 кВ/м. Неблагоприятные воздействия на организм могут проявляться уже при напряжении 1000 В/м. При длительном воздействии СВЧ-излучений отмечаются изменения в формуле крови, помутнение хрусталика глаза (катаральные явления), трофические изменения (выпадение волос, ломкость ногтей, возрастание злокачественных новообразований, потеря массы тела и пр.).
   Тепловое загрязнение является формой физического загрязнения окружающей среды и характеризуется периодическим или длительным повышением температуры среды выше естественного уровня.
   Ежегодно в теплоагрегатах планеты сжигается огромное количество ископаемого топлива, что сопровождается выбросом в атмосферу диоксида углерода, других твердых, газо– и парообразных соединений и выделением 2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Дж свободной теплоты. Известно, что углекислый газ вместе с оксидами азота, метаном, водяными парами, хлорфторуглеводородами (ХФУ), озоном и другими веществами относится к парниковым газам – газам, задерживающим инфракрасное (тепловое) излучение Земли и создающим опасность повышения среднегодовых температур у поверхности нашей планеты вследствие так называемого парникового эффекта.
   В настоящее время появились достаточно серьезные основания считать, что источником парниковых газов – диоксида углерода (IV), метана и оксидов азота, является не только сжигание ископаемого топлива. Недавно проведенные расчеты показали, что преобладающим источником парниковых газов оказалось нарушение жизнедеятельности микробных сообществ почв Сибири и части Северной Америки, связанное с интенсивной хозяйственной деятельностью в этих регионах, глобальным загрязнением атмосферы и некоторыми другими факторами.
   Тепловое загрязнение окружающей среды может приводить не только к глобальным, но и к локальным негативным последствиям. Наиболее ярким примером локального теплового загрязнения атмосферы является тепловое загрязнение крупных городов, где зимой температура в центре города на 3–4 °С выше, чем на его окраине. Локальное тепловое загрязнение характерно также для крупных водоемов, куда сбрасываются теплые охлаждающие воды ГРЭС, крупных предприятий, станций очистки сточных вод городов, что может приводить к серьезным изменениям в биосфере.
   Световое загрязнение – это форма физического загрязнения, связанная с периодическим или продолжительным превышением уровня освещенности местности за счет использования источников искусственного света.
   Основным источником световой энергии на Земле является Солнце, суммарная радиация которого в средних широтах составляет 4,6 кДж/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в сутки. Приходящая на земную поверхность солнечная радиация создает для ее обитателей определенный световой режим, составляющим которого является прямой и рассеянный свет. Соотношение между ними закономерно изменяется в зависимости от географической широты местности. В полярных районах преобладает рассеянная радиация, составляющая около 70 % лучистого потока, а в экваториальных областях она не превышает 30 %. Это обусловлено большей проходимостью лучей прямой радиации через более тонкий слой атмосферы.
   Экологически значимыми являются следующие параметры света: продолжительность воздействия (долгота дня), интенсивность (в энергетических единицах), качественный состав лучистого потока (спектральный со став). Все живые организмы тонко реагируют на изменение длительности светового воздействия, они способны ощущать совершенно незначительные изменения соотношения светового и темного периодов суток. Эта способность организмов реализована в таком общебиологическом явлении, как фотопериодизм, который связан с феноменом биологических часов, образуя легкоприспособляемый механизм регулирования функций организма во времени. Фотопериодизм проявляется в разделении живых существ на две большие группы по времени активности – на дневных и ночных (организмы длинного и короткого дня). Продолжительность светового дня влияет на продолжительность менопаузы для насекомых; сезонность у растений и динамику их роста; развитие зимнего пушного покрова у зверей; цикличность половой активности, плодовитость, миграцию и т. д.
   Интенсивность света управляет всей биосферой, влияя на первичное продуцирование органического вещества организмами-продуцентами. Качественные показатели света в экологическом отношении весьма существенны. В зависимости от высоты Солнца над горизонтом прямая радиация содержит от 28 до 43 % фотосинтетически активной радиации (ФАР). Значительно больше ее в рассеянном свете, где ФАР достигает 50–60 % при облачном небе и 90 % – при безоблачном, главным образом за счет увеличения доли сине-фиолетовых лучей, рассеиваемых атмосферой. В целом примерно половина солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, приходится на ФАР в диапазоне волн 0,38–0,72 мкм. Другая ее половина не поглощается и не ассимилируется в процессе фотосинтеза.
   Спектральная область поглощения солнечной радиации зелеными листьями и другими живыми организмами включает ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные лучи. Видимый участок спектра обусловил появление у животных и растений ряда важных приспособлений. У зеленых растений сформировался светопоглотительный комплекс, с помощью которого осуществляется процесс фотосинтеза, возникла яркая окраска цветков; у животных появилось цветовое зрение, окраска покровов и отдельных частей тела.
   Световой фактор четко определяет морфологические, физиологические и другие признаки живых организмов, вертикальные и суточные миграции, их поведенческие реакции.
   Ультрафиолетовые лучи практически полностью поглощаются первыми слоями клеток покровных тканей и способствуют синтезу в организме витамина D. Однако длительное и мощное воздействие больших доз ультрафиолетового излучения может вызывать разрушение покровных клеток, индуцировать повышенное образование пигмента меланина и способствовать развитию злокачественных новообразований.
   Инфракрасные, или тепловые, лучи несут основное количество тепловой энергии. Нагревание организма происходит в основном за счет хорошего поглощения тепловой энергии водой, количество которой в живом организме достаточно велико.
   Загрязнение атмосферы выбросами промышленности и автотранспорта привело к значительному изменению интенсивности светового потока, а уничтожение озонового слоя в результате необратимых химических реакций в атмосфере привело к интенсификации ультрафиолетового излучения. Эти явления вызывают глобальные нарушения на всех уровнях биосферы (будет более подробно рассмотрено в соответствующих главах).
   К биоценотическому загрязнению, а точнее нарушению, относят изменение баланса популяции, факторы беспокойства, случайную или направленную интродукцию и акклиматизацию видов, неконтролируемый отлов, отстрел, браконьерство и др.
   Ландшафтное загрязнение связано с вырубкой лесов, зарегулированием водотоков, карьерной и шахтной разработкой ископаемых, дорожным строительством, эрозией почв, осушением земель, лесными и степными пожарами, урбанизацией и прочими факторами.

4.5. Состояние загрязнения природной среды и его влияние на биосферу

4.5.1. Атмосфера

4.5.1.1. Характеристика, строение и состав атмосферы

   Атмосфера нашей планеты состоит в основном из азота и кислорода, которые в сухом воздухе составляют по объему соответственно 78 и 21 %. Кроме того, в состав атмосферы входят углекислый газ, озон, аргон, водород, гелий и некоторые другие газы, а также водяной пар. Атмосфера в ее нынешнем состоянии является продуктом длительного исторического процесса, в ходе которого она претерпевала ряд значительных изменений.
   Общая масса атмосферы составляет около 5,2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т. Плотность воздуха и атмосферное давление убывают с высотой таким образом, что при увеличении высоты приблизительно на 5 км давление уменьшается вдвое. Относительное количество основных химических компонентов атмосферы с высотой изменяется незначительно.
   Атмосфера структурно подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.
   Тропосфера – это нижний слой атмосферы, который простирается до высоты 8–10 км в полярных широтах и до 16–18 км в тропиках. Практически вся масса наземных живых организмов существует в тропосфере.
   Физические процессы, происходящие в тропосфере, определяют изменения погоды и оказывают основное влияние на климат планеты. К таким процессам относятся поглощение солнечной радиации, влагооборот, циркуляция атмосферы.
   Стратосфера простирается до высоты 50–60 км от поверхности суши. Этот слой атмосферы весьма разряжен, в нем с высотой постепенно уменьшается количество кислорода и азота, но увеличивается количество легких газов – водорода, гелия и др. На высоте 20–25 км от поверхности Земли в стратосфере находится озоновый слой, который поглощает и частично отражает губительное ультрафиолетовое излучение Солнца. Озоновый слой в значительной мере влияет на тепловые условия у поверхности Земли и основные физические процессы в тропосфере.
   За стратосферой простирается мезосфера до высоты 80–85 км. Основным энергетическим процессом в мезосфере является лучистый теплообмен. На нижней границе температура атмосферы составляет примерно 0 °С, а на верхней – минус 90 °С.
   Термосфера простирается, начиная с высоты 80–90 км. Температура в этом слое атмосферы вначале растет до 1200–1300 °С на высотах 200–300 км, а затем до границы с экзосферой остается почти постоянной.
   Самая верхняя, сильно разреженная часть атмосферы, называется экзосферой. Температура здесь достигает 2000 °С. В экзосфере газы пребывают в атомарном состоянии. Экзосфера постепенно переходит в межпланетное пространство.
   В составе термосферы и экзосферы выделяют ионосферу, которая начинается с высот 50–80 км и простирается до нескольких тысяч километров. Она в основном образована ионами и свободными электронами, продуктами разрушения молекул атмосферных газов под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения. Вследствие ионизации газов возникают магнитные бури и свечение, которое на Земле наблюдается в виде полярного сияния. Благодаря ионосфере возможно распространение радиоволн на дальние расстояния.
   Атмосфера оказывает огромное влияние на живые организмы и биологические процессы, которые происходят на суше и на море. Наибольшее значение имеют:
   • кислород атмосферы, который используется в процессах дыхания и минерализации органического вещества;
   • углекислый газ, необходимый для нормального протекания процесса фотосинтеза автотрофных организмов;
   • озон, задерживающий смертоносное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца.
   Кислород в атмосферу поступает исключительно в процессе фотосинтеза, в ходе которого ежегодно выделяется около 2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т кислорода. В современной же атмосфере всего содержится 1,2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т кислорода. Практически вся масса выделяемого автотрофами кислорода расходуется на минерализацию (окисление) органического вещества.
   Современная атмосфера содержит всего 2,41·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

углекислого газа, что составляет по объему 0,035 % атмосферного воздуха. Относительное количество углекислого газа в разных районах земного шара и с высотой меняется незначительно.
   Основным источником водяного пара в атмосфере служит испарение с поверхности наземных водоемов и, прежде всего, Мирового океана. Наличие водяного пара в атмосфере создает определенную влажность, что имеет большое значение для жизнедеятельности организмов.
   За последние 100 лет атмосфера, как природный ресурс, претерпела значительные изменения вследствие антропогенного воздействия, что выражается в поступлении огромного количества веществ, являющихся загрязнителями и влияющих на эволюционно сложившиеся физико-химические процессы, происходящие в атмосфере. Антропогенное влияние хозяйственной деятельности приобрело в настоящее время глобальный характер.

4.5.1.2. Климат Республики Беларусь

   Климат Республики Беларусь умеренно континентальный. Среднегодовые температуры воздуха составляют от 4,4 до 7,4 °С (с севера на юг). Самый холодный месяц – январь, самый теплый – июль. В северных, восточных и центральных районах республики весной и осенью часто случаются заморозки. Общая продолжительность периода с температурой воздуха выше +5 °С – 180–208 суток.
   Зимой чаще дуют юго-западные и западные ветры, летом – северо-западные и западные. Западные воздушные потоки, преобладающие на протяжении всего года, приносят атлантический воздух умеренных широт, что, в основном, и формирует погоду в республике: зимой в связи с перемещением по территории Беларуси морского воздуха Балтики и северных морей повышается температура воздуха, увеличивается его относительная влажность, возникают туманы и атмосферные осадки. Арктический воздух поступает с циклонами, которые продвигаются обычно на восток и юго-восток, они вызывают резкое похолодание, особенно летом, с порывистыми ветрами и переменной облачностью.
   Летом распределение температуры воздуха зависит преимущественно от солнечной радиации. Влияние арктических холодных воздушных масс на климат республики уменьшается с мая по июнь и увеличивается к сентябрю. Тропический воздух распространяется главным образом на юго-восток и обусловливает резкое повышение температуры и сильные оттепели зимой, высокие температуры (до 30–32 °С) и сухость воздуха летом.
   Вследствие чередования циклонов и антициклонов погода неустойчива, особенно весной и осенью. Максимум ясных дней приходится на март-апрель, а на юго-востоке республики – на июль – сентябрь.
   По данным наблюдений видно, что годовая температура на территории Беларуси медленно возрастает, причем более заметно за последние 2–3 десятилетия.
   Особенно мощное зимнее потепление началось с 1989 г. Отклонение средней зимней температуры в южной части республики с 1989 по 2000 г. составило около 3 °С, а в северной – 3,4 °С. Наибольшие положительные отклонения температуры воздуха характерны для первой половины зимы.
   В крупных городах происходит более интенсивный рост температуры, чем в окрестностях. Влияние роста городов на величину среднегодового роста температуры (около 1 °С за последнее столетие) составило 20–30 %. Предполагается, что средняя годовая температура к 2039 г. увеличится приблизительно на 1 °С и на 2 °С – к 2040–2065 гг.
   Современное потепление на территории Беларуси, как и в целом на планете, имеет антропогенную природу. Несомненное влияние на климат республики оказывает глобальное изменение климата и состояние биосферы на планете. Принято считать, что одним из основных факторов нынешнего потепления является рост концентрации парниковых газов и «малых примесей» в атмосфере, которые вследствие специфики развития промышленного комплекса республики поступают в воздух в больших количествах.
   Другим антропогенным фактором изменения климата Беларуси является мелиорация, в результате которой коренным образом изменились свойства подстилающих грунтов поверхности территории республики и гидрологический режим подземных и поверхностных вод.
   Годовая сумма атмосферных осадков составляет 500–700 мм, суммарная продолжительность выпадения осадков 1000–1400 ч/год. Около 70 % осадков выпадает с апреля по октябрь, причем продолжительность их выпадения в осеннее время в 2,5 раза больше, чем в летнее.
   Потепление климата в теплое время года в последние два десятилетия привело к росту повторяемости ливневых дождей, шквалистой активности как в характерное, так и в нехарактерное для их формирования время года.
   Атмосферные осадки могут выпадать в виде дождя, снега, тумана, росы, в которых присутствует вода, являющаяся прекрасным растворителем многих примесей. В их состав входят такие анионы и катионы, как SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Cl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, HCO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Na -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, K -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Ca -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Mg -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, соотношение которых определяет pH осадков, т. е. их кислотность. При нормальных условиях чистая дождевая вода содержит растворенный атмосферный диоксид углерода, образующий слабую угольную кислоту. Осадки, имеющие показатель pH ниже 5–6, относятся к кислым и называются кислотными дождями.
   Основными виновниками образования кислотных осадков являются диоксид серы и оксиды азота, которые поступают в окружающую среду в основном в виде промышленных выбросов. Считается, что кислотные осадки на 2/3 обусловлены диоксидом серы и на 1/3 оксидами азота.
   В тех районах, где в почвах и воде содержится много щелочных веществ (известняки), кислотные дожди вследствие реакции нейтрализации не наносят столь значительного ущерба, как в тех регионах, где щелочных пород мало или они отсутствуют. Кислотные дожди несут гибель поверхностным водоемам, лесным и сельскохозяйственным угодьям, разрушают почву, высвобождают из связанного состояния токсичные для живых организмов элементы, усиливают коррозию металлов, разрушают здания и сооружения.

4.5.1.3. Загрязнение атмосферы

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории нашей республики являются автотранспорт, промышленные предприятия и объекты энергетики. Валовые выбросы от стационарных и мобильных источников в 2010 г. составили 1319,4 тыс. т (71,4 % – от мобильных источников, 28,6 % – от стационарных) (табл. 4.3).

Таблица 4.3.Валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и мобильных источников на территории Республики Беларусь в 2010 г., тыс. т

   Примечание. НМЛОС – неметановые летучие органические соединения.

   К основным веществам, содержащимся в выбросах мобильных источников, относятся оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества (сажа) и летучие органические соединения. Атмосферный воздух загрязняют не только выхлопные газы, но и продукты износа транспортных средств и дорожного покрытия, а также испарения топлива.
   В 2010 г. валовые выбросы от мобильных источников, согласно оценкам Минприроды, составили 942,2 тыс. т, в том числе оксида углерода – 619,14; углеводородов – 190,8; оксидов азота – 99,9; твердых веществ – 29,9 тыс. т.
   С передвижными источниками связаны также выбросы высокотоксичного бензопирена – около 0,77 т. Выбросы свинца автотранспортом практически отсутствуют, поскольку этилированный бензин в Беларуси не производится и не импортируется.
   Объем выбросов от стационарных источников, согласно статистической отчетности, в 2010 г. составил 377,1 тыс. т, в том числе от технологических, производственных и других процессов – 264,2 тыс. т (70 %), от сжигания топлива – 112,9 тыс. т (30 %).
   Основной объем выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников в 2010 г. приходился на промышленность (включая энергетику), жилищно-коммунальное и сельское хозяйство, вклад которых в общий объем выбросов составил соответственно 63,8 %, 13,1 и 12,9 %.
   В составе валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу преобладали оксид углерода – 52,6 %, углеводороды и НМЛОС – 23,3 %, оксиды азота – 12,4 %, твердые вещества – 5,6 %, диоксид серы – 4,1 %. Большая часть выброшенных в атмосферу оксида углерода (89,2 %), углеводородов и НМЛОС (62,1 %) и оксидов азота (61,1 %) обусловлена работой мобильных источников; 95,2 % диоксида серы и 59,7 % твердых частиц поступило в атмосферу от стационарных источников эмиссии.
   Особенности географического положения Беларуси обусловливают резкое преобладание в составе атмосферных выпадений трансграничной составляющей. По оценкам центров ЕМЕП, доля трансграничной серы в выпадениях на территорию Беларуси в 2008 г. составила 85 %, окисленного азота – 95 %, восстановленного азота – 47 %. Кроме того, 77 % антропогенного свинца, 82 % кадмия, 83 % ртути, 49 % бензопирена и 69 % диоксинов/фуранов, выпадающих на территорию Беларуси, также имели внешнее происхождение. В поступлении на территорию Беларуси окисленных серы и азота, тяжелых металлов, бензопирена основной вклад принадлежит странам-соседям: Польше, Украине, России, Румынии, Германии.
   В качестве наиболее достоверных индикаторов существующей нагрузки на окружающую человека среду служат удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Они рассчитываются либо на единицу площади, либо на душу населения.
   Величина удельного валового выброса, рассчитанная на единицу площади, в 2010 г. составила 6,4 т/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, изменяясь от 4,5 (Могилевская область) до 7,8 т/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(г. Минск и Минская область). Для остальных областей этот показатель находился в пределах от 5,2 до 7,0 т/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   В пересчете на душу населения удельный валовой выброс составил 0,14 т/чел. На уровне областей наиболее высокое значение данного показателя установлено для Гродненской и Витебской областей (0,17 т/чел.), самое низкое – для г. Минска (0,10 т/чел.).
   Удельные выбросы по основным загрязняющим веществам, рассчитанные для страны в целом, представлены в табл. 4.4.

   Таблица 4.4.Удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и мобильных источников на территории Республики Беларусь в 2010 г.

Максимальные значения как на единицу площади, так и на душу населения характерны для диоксида углерода. В пересчете на душу населения удельный валовой выброс составил 0,07 т/чел.

4.5.1.4. Влияние метеорологических факторов на уровень загрязнения атмосферы

   Уровень загрязнения атмосферы определяется концентрацией примесей в приземном слое воздуха (1,5–2,0 м от поверхности земли) и зависит от метеорологических факторов.
   К метеорологическим характеристикам и коэффициентам, определяющим условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, относятся:
   • средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца;
   • средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца года;
   • среднегодовая роза ветров;
   • скорость ветра по средним многолетним данным, повторяемость превышения которой составляет 5 %;
   • коэффициент рельефа местности и коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы.
   Эти данные вместе с ориентировочными значениями фоновых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе выдаются Республиканским центром радиационного контроля и мониторинга окружающей среды для расчета рассеивания примесей в воздухе при установлении значений норматива допустимого выброса (НДВ) и границ санитарно-защитной зоны. В табл. 4.5 приведены метеорологические характеристики для г. Минска.

   Таблица 4.5.Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Минска

   Расположение источников загрязнения определяется географическим местоположением в зависимости от широты и долготы местности, а также локальным – в зависимости от рельефа местности (долина, холм и др.) и высоты над уровнем моря.
   Направление и скорость ветра в приземном слое атмосферы формируется вращением Земли (кориолисовой силой), рельефом местности, атмосферным давлением и температурным градиентом. Вследствие этого для Северного полушария Земли наиболее характерны юго-западные и северо-восточные ветры, а для Южного – северо-западные и юго-восточные ветры.
   Скорость ветра возрастает с увеличением перепада атмосферного давления. Ветер стремится заполнить разреженные зоны за счет зон повышенного давления, или антициклонов. При этом в зонах разрежения возникают восходящие, а в антициклонах – нисходящие потоки воздуха. Наиболее высокие скорости ветра наблюдаются зимой, так как этот период характеризуется высокими горизонтальными и вертикальными температурными градиентами и градиентом давления.
   На большей части Европы сила ветров ослабевает к концу осени и началу зимы. Скорость воздушного потока у поверхности земли ниже, чем на высоте 500–1000 м (слой трения) вследствие торможения воздушных масс о шероховатости подстилающей поверхности. Профиль скорости ветра изменяется в течение суток. Как правило, днем воздух перемещается тепловыми конвективными потоками вверх. Ночная конвекция намного слабее дневной, поэтому у поверхности земли скорость ветра больше днем, а на высоте – ночью.
   Атмосфера является термодинамической системой, в которой вертикальное перемещение масс воздуха при определенных условиях может рассматриваться как адиабатический процесс, т. е. как процесс, протекающий без притока или отдачи теплоты. При этом воздух, поднимающийся вверх, будет охлаждаться, а опускающийся – нагреваться. Это происходит потому, что при подъеме воздуха вверх его объем будет возрастать вследствие уменьшения давления атмосферы, а температура снижаться. При опускании происходит обратное явление – объем уменьшается, а температура возрастает. Изменение при этом температуры составляет примерно 0,6–1 °С на каждые 100 м вертикального столба воздуха. В этом случае состояние атмосферы называется безразличным (нейтральным). Оно характерно для сухой ясной погоды.
   Если температура окружающего воздуха понижается с высотой так, что его вертикальный градиент больше адиабатического (что наблюдается в случае сильного нагрева поверхности земли), то движущийся снизу объем воздуха получает ускорение. Нагретые конвекционные струи поднимаются вверх, а взамен их вниз опускаются холодные потоки воздуха. Такие условия называются неустойчивыми конвективными.
   Если вертикальный температурный градиент воздуха близок к нулю или становится отрицательным (т. е. температура с высотой возрастает), то вертикально поднимающийся объем воздуха оказывается холоднее окружающих масс, и его движение затухает. Такие условия называются устойчивыми инверсионными.
   Инверсии температуры могут начинаться от поверхности земли (приземная инверсия) или с некоторой высоты (приподнятая инверсия). И в одном и во втором случае они препятствуют перемешиванию воздуха и способствуют накоплению в приземном слое примесей, включая и продукты конденсации влаги в воздухе, образующие туманы, дымку, низкие облака. Таким образом, опасный уровень загрязнения воздуха при инверсии часто сопровождается туманом или дымкой. Влияние температурной инверсии и застоев воздуха на формирование опасных уровней загрязнения воздуха в приземном слое проявляется по-разному в зависимости от типа источника загрязнения и параметров выброса. Для г. Минска количество дней с приземными инверсиями составляет 150–165 дней в году, с приподнятыми – 80–90 дней.
   Схемы распространения в атмосфере примесей в зависимости от вида инверсии и характеристики выбросов показаны на рис. 4.2. При низких источниках (трубах) с холодными выбросами наибольшие концентрации примесей в приземном слое создаются при отсутствии ветра или слабом ветре (1–2 м/с) в сочетании с приземной инверсией. При этом максимальное загрязнение воздуха наблюдается непосредственно у источника. Максимальные загрязнения от высоких источников с горячими выбросами создаются при приподнятых инверсиях и наличии под инверсией слоя турбулентного перемешивания воздуха, способствующего переносу примесей от труб вниз. При этом, чем ниже под трубой граница слоя с инверсией температуры, тем сильнее загрязнение воздуха в приземном слое. Максимум загрязнения находится на некотором расстоянии от источника по направлению ветра.

   Рис. 4.2. Схемы распространения в атмосфере загрязняющих веществ от организованных источников выбросов: а – при приземных инверсиях; б – при приподнятых инверсиях; в – при безинверсионном состоянии атмосферы

   Высокое загрязнение воздуха может образоваться и при отсутствии инверсий и даже тогда, когда в пограничном слое атмосферы (до 1–1,5 км) вертикальный градиент температуры больше 1 °С на 100 м высоты. В таких случаях высокое загрязнение воздуха в приземном слое возникает при сильном ветре. Максимум его находится на расстоянии нескольких километров от источника.
   Для количественного выражения состояния устойчивости атмосферы используют соотношение вертикального температурного градиента и скорости ветра, так называемый критерий стратификации атмосферы А. Этот критерий используется при всех расчетах рассеивания примесей в атмосфере.
   Устойчивость атмосферы может быть слабой, умеренной и сильной. Рассеяние примесей в условиях каждого класса устойчивости атмосферы имеет свои особенности, формирующие характерный вид дымовой струи, по которому можно судить о термодинамическом состоянии нижних слоев атмосферы.
   Схематически формы струй одиночных дымовых труб в зависимости от вертикального температурного градиента изображены на рис. 4.3.
   Образование волнообразной струи (рис. 4.3, а) происходит при очень неустойчивом вертикальном температурном градиенте. Эта форма обычно наблюдается днем при хорошей погоде и сильном нагревании земли солнцем. Конусообразная форма струи (рис. 4.3, б) встречается при слабом вертикальном градиенте температуры и ветреной погоде, особенно во влажном климате. Веерообразная форма струи (рис. 4.3, в) возникает при температурной инверсии. Ее форма напоминает извивающуюся реку, которая постоянно расширяется с удалением от трубы. Эта форма струи часто наблюдается при снежном покрове, слабом ветре и ясной погоде. Приподнятая форма струи (рис. 4.3, г) чаще возникает ночью и обычно в течение 1–3 ч. Она является самой благоприятной для рассеивания вредных веществ. Наиболее неблагоприятна в гигиеническом отношении задымляющая форма струи (рис. 4.3, д), при которой падение температуры воздуха обычно начинается у поверхности земли и распространяется на некоторую высоту (зимой – сильнее, летом – слабее). В этих условиях выбрасываемые из трубы дымовые газы с высокой концентрацией примесей тепловыми вихрями приносятся к земле вдоль всей струи. Задымляющая струя приводит к образованию максимальной приземной концентрации примесей в воздухе, и как наиболее неблагоприятная, принимается для расчета рассеивания выбросов в атмосфере.
   Штили и облачность (особенно низкая), сопровождающиеся плотными туманами, часто являются причиной длительных приземных инверсий, которые могут сохраняться в течение многих дней. В связи с этим даже при общем небольшом уровне загрязнения воздуха в городе может образоваться опасная ситуация. В крупных городах концентрации вредных примесей могут достигать критических уровней, что и происходило в разные годы в таких городах, как Лондон, Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Токио и других, и вошло в историю под интегральным названием «смог».
   Смог (от англ. smoke – дым, fog – туман; токсический туман) – это опасное атмосферное явление, возникающее при неблагоприятных метеорологических условиях и характеризующееся высокими концентрациями вредных веществ в приземном слое воздуха и низкой видимостью атмосферы. Существует три типа смогов – восстановительный, или смог лондонского типа; окислительный, или фотохимический; смог ледяного типа.

   Рис. 4.3. Характерные формы дымовых струй от высоких труб: а – волнообразная; б – конусообразная; в – веерообразная; г – приподнятая; д – задымляющая

   Восстановительный смог – это атмосферное явление, характерное для крупных промышленных центров, представляющее собой смесь дыма, сажи и диоксидов серы и азота на фоне неблагоприятных метеорологических условий. Обычно этот смог достигает максимального уровня рано утром, при температуре около 0 °С и высокой влажности. За счет раздражающего действия образующихся азотной и серной кислот на бронхи и дыхательные пути, он оказывает прямое отрицательное влияние на здоровье людей. В 1952 г. и 1962 г. этот смог привел к смерти несколько тысяч человек в Лондоне.
   Фотохимический смог – характерен для южных промышленных и крупных административных городов с высокой интенсивностью ультрафиолетовой радиации Солнца. При этом типе смога оксиды азота и углеводороды, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта, под влиянием солнечной радиации образуют оксиданты, в состав которых входят озон, формальдегид, акролеин, органические озониды, органические кислоты, пероксиды (диацетилпероксид, диметилпероксид, пероксиацетилнитрат), большинство из которых более токсичны по сравнению с исходными веществами. Фотохимический смог достигает максимального уровня около полудня при температурах 24–32 °С и низкой влажности и дополняется нисходящей инверсией. Он вызывает раздражение глаз, нарушает процессы вегетации растений, окисляет резину и обусловливает быстрое ее старение и разрушение, а также имеет неприятный запах. Кроме этого, снижается прозрачность атмосферы, что связано с образованием аэрозолей, одной из составляющих которых является триоксид серы – продукт окисления соответствующего диоксида.
   Ледяной смог – опасное атмосферное явление, возникающее в северных широтах при неблагоприятных метеорологических условиях под воздействием мелкодисперсной пыли, оксидов серы и азота, высокой влажности и низкой температуры. В данном случае эффект воздействия на органы дыхания человека аэрозолей кислот усиливается механическим действием мелких кристалликов льда.
   Таким образом, на качество атмосферного воздуха существенное влияние оказывают среднегодовые метеорологические характеристики, такие, как приземные инверсии, их повторяемость, мощность и интенсивность, скорость и направление ветра, его повторяемость, высота слоя перемещения воздуха над поверхностью земли, продолжительность туманов и др. Сочетание этих метеорологических характеристик определяет потенциал загрязнения атмосферы.
   К неблагоприятным метеорологическим условиям (НМУ) относятся туман, штиль, слабый ветер, повышение температуры воздуха в слое атмосферы над источником выбросов, неблагоприятное направление ветра и другие подобные метеорологические условия, способствующие увеличению загрязнения атмосферного воздуха.
   При НМУ может сложиться обстановка, способствующая повышению концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В этом случае необходимо предпринимать организационные и технические мероприятия по регулированию выбросов загрязнителей в атмосферу.
   Регулирование выбросов в атмосферу производится в соответствии с планами мероприятий на период НМУ и Инструкцией о порядке регулирования выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в период неблагоприятных метеорологических условий, утвержденной Постановлением Минприроды № 39 от 09.06.2009 г.
   Прогнозы и предупреждения об ожидаемом повышении уровня загрязнения атмосферного воздуха разрабатываются Республиканским центром радиационного контроля и мониторинга окружающей среды и в зависимости от опасности могут быть первой, второй и третьей степени. При получении сообщения соответствующей степени природопользователь должен перейти на один из трех режимов работы, позволяющий сократить концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое воздуха на 15–20 % (по 1-му режиму), 20–40 % (по 2-му режиму) и 40–60 % (по 3-му режиму).
   Механизм прогнозирования НМУ состоит из расчета параметра Р, анализа аэросиноптических данных, прогноза НМУ и составления штормового предупреждения. Параметр Р является мерой фонового загрязнения воздуха и изменяется в зависимости от метеоусловий:
   Р = m/ n,
   где m – количество наблюдений в течение дня с концентрациями приоритетных примесей, превышающих среднесезонные в 1,5 раза; n – общее число наблюдений за концентрацией примесей на всех стационарных постах мониторинга города в течение дня.
   Для каждого города имеется перечень приоритетных примесей, по которым рассчитывается параметр Р. Например, для г. Минска берутся следующие загрязнители: пыль, диоксиды серы и азота, оксид углерода, фенол, формальдегид, аммиак.
   Предупреждение первой степени опасности с соответствующим 1-м режимом работы предприятия, составляется при следующих ожидаемых НМУ (табл. 4.6).

   Таблица 4.6.Неблагоприятные комплексы метеорологических параметров для основных групп источников

   Предупреждение первой степени опасности составляется при фактически наступившем повышенном уровне загрязнения (Р>0,30), при этом обнаруживаются концентрации в воздухе одного или нескольких контролируемых веществ выше ПДК.
   Предупреждение второй степени опасности с соответствующим 2-м режимом работы предприятия, составляется в том случае, если ожидаются следующие метеоусловия:
   • слой термодинамического перемешивания менее 500 м, но больше высоты источника в сочетании со скоростью ветра близкой к опасной для данного источника;
   • туман и штиль (для холодных выбросов);
   • туман и скорость ветра больше 2 м/с (для горячих выбросов);
   • штиль в сочетании с приземной инверсией (для низких источников).
   Предупреждения второй степени опасности составляются при фактически наступившем высоком уровне загрязнения (Р>0,50), при этом обнаруживаются концентрации одного или нескольких контролируемых веществ выше 3 ПДК, а также, если после передачи предупреждения первой степени опасности поступающая информация показывает, что принятые меры не обеспечивают необходимое качество атмосферы.
   Предупреждение третьей степени опасности, соответствующее 3-му режиму работы предприятия, составляется в случае, когда после передачи предупреждения второй степени поступающая информация показывает, что при сохраняющихся метеоусловиях принятые меры не обеспечивают необходимое качество атмосферы, при этом обнаруживаются концентрации в воздухе одного или нескольких вредных веществ выше 5 ПДК.

4.5.1.5. Трансформация загрязняющих веществ в атмосфере

   В химии атмосферы загрязняющие атмосферный воздух вещества подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называют вещества, непосредственно поступающие в атмосферу от всех источников выбросов. Вторичные представляют собой продукты трансформации в атмосфере первичных веществ. Во многих случаях вторичные примеси оказываются более токсичными, чем исходные вещества.
   Поступающие в атмосферный воздух загрязняющие вещества подвергаются различным превращениям в результате реакций между собой, атмосферной влагой, с озоном и другими уже содержащимися в воздухе веществами, а также под воздействием ультрафиолетового излучения солнца. Степень превращения веществ зависит от многих факторов: времени пребывания, их активности, концентрации, температуры и влажности воздуха, интенсивности солнечной радиации и др.
   Весьма важными являются реакции ненасыщенных углеводородов с озоном. При фотохимических реакциях альдегидов и кетонов могут образовываться свободные радикалы. Например, радикал формил (НСО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) образуется из формальдегида, а радикалы метил (CH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и ацетил (СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) – из ацетона по реакции:
   СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

—СО – СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= CH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+СН -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   За этими реакциями следуют другие, в результате которых образовываются пероксиды и органические кислоты. Таким образом в атмосфере синтезируются сложные органические вещества и полупродукты. Например, из ацетальдегида образуется диацетилпероксид, который в ходе дальнейших превращений приводит к получению веществ класса морфинов (героина). Из ацетона образуется диметилпероксид и уксусная кислота. В ходе дальнейших преобразований может получиться диметилпирон, пары которого чрезвычайно едки и токсичны.
   Олефины с большим количеством двойных связей также вступают в фотохимические реакции с образованием свободных радикалов. При взаимодействии с кислородом некоторые свободные радикалы могут образовывать пероксисоединения, из которых выделяются новые пероксиды или свободные радикалы, способные вызвать полимеризацию олефинов или стать источником озона.
   Возможность протекания указанных ранее реакций во многом зависит от присутствия в атмосфере твердых частиц. Они выполняют роль катализаторов или создают поверхности, на которых адсорбируются газовые или жидкие загрязняющие вещества.
   Время нахождения твердых частиц в атмосфере зависит от их размера. Тонкодисперсные частицы могут пребывать в атмосфере долгое время (годы) и переноситься на большие расстояния. Среднее время нахождения тонкодисперсных частиц в непосредственной близости от поверхности земли составляет 1–5 сут, в тропосфере – 5–10 сут, а в стратосфере – около 1 года. По наблюдениям советских космонавтов глубокие слои пылевидных частиц находятся на высоте 10–20 км от поверхности Земли. Над севером Атлантического океана расположены мощные облака частиц, выброшенных индустриальными странами Европы.
   Наиболее распространенными превращениями, протекающими в атмосфере с участием компонентов газовых выбросов, являются процессы конденсации, окисления и фотохимические реакции. В некоторых случаях решающее влияние оказывают температурные изменения, приводящие к конденсации газов и паров. Эти явления сопровождаются образованием туманов, капель и т. д. После длительного пребывания загрязняющих газообразных веществ в атмосфере они превращаются в твердые, тонкодисперсные частицы. Упрощенная схема этого процесса представлена на рис. 4.4. Выбросы кислых газов и щелочных пылей, поступающих от различных промышленных источников, могут реагировать между собой в атмосфере, что приводит к образованию кристаллов солей.

   Рис. 4.4. Принципиальная схема превращения газообразных выбросов в атмосфере

   Солнечное излучение вызывает в атмосфере химические реакции между различными загрязняющими веществами и компонентами окружающей среды (рис. 4.5). В атмосфере происходит окисление диоксида серы (IV) в триоксид серы (VI) и оксида азота (II) в диоксид азота (IV), альдегидов до органических кислот.
   Скорость окисления для различных веществ неодинакова и зависит от ряда дополнительных факторов. Например, окисление оксида азота (II) кислородом воздуха до диоксида азота (IV) происходит очень быстро.
   В сухом чистом воздухе диоксид серы (IV) может сохраняться в течение 2–4 дней или более, прежде чем полностью превратится в триоксид серы (VI).
   При высокой влажности и в присутствии твердых веществ, катализирующих окисление, полупериод реакции окислении SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV) составляет 10–20 мин. За это время половина диоксида серы превращается в триоксид серы. Однако полное окисление второй половины SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV) занимает от нескольких часов до нескольких суток. Ускорить реакции окисления может наличие твердых частиц, ультрафиолетовое излучение или присутствие сильных окислителей. К последним веществам относятся озон, пероксид водорода и атомарный кислород, которые образуются в атмосфере в процессе фотохимических реакций.

   Рис. 4.5. Процессы окисления выбросов загрязняющих веществ в атмосфере

   Солнечный свет с длиной волны 290–700 нм является фотохимически активным. Соединения, поглощающие такое излучение, могут выступать как основные фотохимические реагенты, которые переносят поглощенную энергию к молекулам других веществ.
   В число первичных веществ, поглощающих ультрафиолетовое изучение, входят соединения серы, диоксид азота (IV) и альдегиды. Излучение возбуждает молекулы указанных веществ, которые затем реагируют с молекулярным кислородом атмосферы с образованием атомарного кислорода. Схема таких превращений приведена на рис. 4.6.
   Наиболее важными в практическом отношении являются фотохимические реакции с участием солнечного излучения. В общем случае при поглощении энергии кванта света (hv) могут протекать следующие процессы:
   • образование электронно-возбужденных молекул:
   А + hν → А*;
   • дезактивация за счет флуоресценции:
   А* → А + hν;

   Рис. 4.6. Цепные фотохимические реакции загрязняющих веществ в атмосфере

   • дезактивация (тушение) путем соударения с другими молекулами:
   А* + Q → А + Q*;
   • диссоциация:
   А* → В + С.
   В фотохимических атмосферных процессах наиболее важным является появление электронно-возбужденных молекул А*, которые вследствие своей нестабильности приводят к образованию новых веществ В и С. Последние могут быть весьма активными, что способствует началу цепи реакций, в результате которых возникают нежелательные соединения, характерные для фотохимического смога.
   В тропосфере и стратосфере химические превращения инициируются продуктами фотолиза молекул О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О и N -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О (I), важнейшим из которых является озон. Образование озона в стратосфере (выше 25 км) происходит по следующей ре акции:
   О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ hν → 2О.
   Полученный атомарный кислород участвует в реакциях образования озона по уравнению
   О + О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ М → О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ М*,
   где М – третье вещество, принимающее избыток энергии (молекулы N или О).
   В свою очередь, озон подвергается химической диссоциации:
   О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ hν > О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ О.
   Атомарный кислород и озон могут вступать в реакции с различными органическими соединениями, в результате которых образуются свободные органические и неорганические радикалы. Например, для олефиновых углеводородов возможны следующие последовательные реакции:
   О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ R*СН=CHR → R*СН=О + RCHOO,
   где RCHOO – бирадикал, способный перегруппировываться в карбоновую кислоту или при столкновении с молекулой NO превращаться в карбонильные соединения R СН=О и RCH=О. Последняя, в свою очередь, фотодиссоциирует в атмосферном воздухе с образованием радикалов.
   В атмосферном воздухе могут протекать и другие фотохимические реакции с участием свободных радикалов и образованием альдегидов, кетонов, органических кислот, оксида углерода (II) и оксидантов (озон, диоксид азота (IV), соединения типа пероксиацилнитратов (ПАН) и др.).
   Образующиеся в результате фотохимических реакций ПАН и пероксибензоилнитрат (ПБН) очень сильно раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, а также отрицательно воздействует на ассимиляционный аппарат растений.
   Кроме кислорода в атмосфере присутствуют азот и другие азотсодержащие газы (NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NO (II), NO2 (IV), N -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О (I)). В конденсированной фазе азот находится в формах иона аммония (NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и нитратного иона (NO3 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). В атмосферном воздухе населенных пунктов наблюдается также значительное количество органических азотсодержащих соединений. Выбросы оксидов азота от техногенных источников представлены в основном в виде NO (II), который в дальнейшем взаимодействует с кислородом при участии солнечного света:
   2NO + О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

→ 2NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; О + О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

→ О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ hν → NO + О; О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ NO → NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Следовательно, даже малые концентрации диоксида азота (IV) в атмосфере могут явиться причиной образования значительного количества атомарного кислорода и озона. Именно поэтому диоксид азота (IV) занимает важное место в формировании окислительного смога.
   В атмосферном воздухе в зависимости от состава и концентрации загрязняющих веществ, а также от метеорологических условий возможны и другие многочисленные реакции с участием указанных компонентов.
   В цикле жизни соединений азота в атмосфере большое значение имеют реакции с образованием азотной кислоты:
   4NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ 2Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О + О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

→ 4НNO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Диоксид азота (IV) может гидратироваться и в газовой фазе:
   3NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О ↔ 2НNO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ NO.
   Диоксид серы (IV) поглощает излучение Солнца при длинах волн от 290 до 400 нм. Поэтому окисление диоксида серы (IV) в триоксид серы (VI) в атмосфере происходит значительно быстрее под действием солнечного света. Эта реакция описывается уравнением
   SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ O -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Аналогичным образом реагируют и альдегиды:
   НСНО + О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= НСООН + О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Находящийся в атмосферном воздухе диоксид серы (IV) реагирует с атомарным кислородом с образованием серного ангидрида:
   SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ О + М → SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ М*,
   который в последующем переходит в серную кислоту и сульфаты. Скорость этой реакции возрастает с увеличением соотношения концентраций SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосферном воздухе. Частицы сульфатов и гидросульфатов размером 0,1–1 мкм сильно рассеивают свет, ухудшают видимость атмосферы и способны оказывать негативное воздействие на живые организмы.
   Образующиеся аэрозоли азотной и серной кислот, а также сульфаты могут находиться в атмосферном воздухе значительное время (4–7 сут), переноситься с воздушными массами на большие расстояния (5–8 тыс. км) и выпадать в виде кислотных дождей. На территории Европы ежегодно выпадает из атмосферы около 12·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т серосодержащих соединений.
   Кислотные дожди отрицательно воздействуют на хвою и листву деревьев, на зеленый ассимиляционный аппарат растений, подкисляют воду водоемов, что приводит к нарушению химического равновесия с подстилающими породами (особенно известняковыми) и подавлению жизнедеятельности популяций многих водных организмов (в большей степени беспозвоночных, фито– и зоопланктона). Кроме того, кислотные дожди вызывают закисление почв, что требует дополнительных расходов на проведение их известкования.

4.5.2. Литосфера

4.5.2.1. Земельные ресурсы

   В среднем в настоящее время на каждого жителя планеты приходится около 1 га пахотных земель, лугов и пастбищ. Эта величина неуклонно сокращается в связи с демографическим взрывом и ежегодным выходом по ряду причин части земельных ресурсов из сельскохозяйственного оборота. Каждый год из хозяйственного использования исключается в среднем 5–7 млн га угодий различного вида. Пахотные земли в основном расположены в лесостепных и степных зонах планеты.
   По данным Государственного земельного кадастра Республики Беларусь, по состоянию на 01.01. 2011 г. площадь земель страны составляет 20 760,0 тыс. га.
   В 2010 г. наибольшие площади в структуре земель занимали лесные и другие лесопокрытые земли, а также сельскохозяйственные земли, на долю которых приходилось соответственно 43,9 и 42,9 % территории страны. Как и в предыдущие годы, в 2010 г. сохранилась тенденция к уменьшению площади сельскохозяйственных земель и увеличению лесных земель и земель под древесно-кустарниковой растительностью. При этом площадь лесных и других лесопокрытых земель за 2010 г. увеличилась на 42,5 тыс. га, сельскохозяйственных – уменьшилась на 29,4 тыс. га.
   В республике в настоящее время имеется более 22,3 тыс. га земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых, торфа и проведении разведочных и строительных работ.
   Почвенный покров представляет собой самостоятельную земную оболочку – педосферу. По определению Вернадского, почва – это биокосное тело, состоящее одновременно из живых и косных (неорганических) тел (минералов, воды, воздуха, органических остатков).
   Важнейшим свойством почвы является плодородие, т. е. способность обеспечивать условия для продуцирования растениями органического вещества. Плодородие почв обусловлено их физическими, химическими и биологическими свойствами. К физическим свойствам почвы относятся механический состав, относительная рыхлость структуры, водопроницаемость, аэрируемость, отсутствие света, малая амплитуда колебания температуры, незначительный объем почвенного воздуха. Химические свойства почвы обусловлены наличием минеральных веществ, реакцией среды, засоленностью. Биологические свойства определяются наличием различных живых организмов в пахотном слое почвы.
   Почва состоит из хорошо выраженных слоев, обычно различающихся по цвету, которые называются почвенными горизонтами. По специфическим свойствам и химическому составу выделяют три основных почвенных горизонта:
   • перегнойно-аккумулятивный горизонт – самый верхний, темноокрашенный, богатый гумусом, содержащий основную массу корней растений, почвенных животных и микроорганизмов;
   • горизонт вымывания – в нем накапливаются, аккумулируются и преобразуются вещества, поступающие из верхнего горизонта;
   • материнская порода – материал ее постепенно преобразуется в почву.
   На территории Республики Беларусь выделены следующие основные типы почв: дерново-карбонатные, дерново-подзолистые, дерново-подзолистые заболоченные, дерново-болотные, торфяно-болотные, пойменные дерново– и торфяно-болотные, бурые.
   Наиболее широко распространены дерново-подзолистые и дерново-подзолистые заболоченные почвы, составляющие 67,8 % всех почв.
   Дерново-подзолистые почвы характеризуются низким содержанием гумуса, высокой кислотностью и слабой насыщенностью основаниями. Они бедны подвижными формами фосфора и калия, пахотные горизонты обладают неблагоприятными водно-физическими свойствами.
   Наименьшую площадь занимают дерново-карбонатные почвы, удельный вес которых составляет всего лишь 0,3 %. Распространены они в виде мелких пятен среди массивов дерново-подзолистых почв.
   По качеству дерново-карбонатные суглинистые почвы являются лучшими в Беларуси и практически полностью распаханы, имеют хорошо развитый перегнойный горизонт, который залегает непосредственно на почвообразующей породе. Содержание гумуса в этих почвах сравнительно высокое – до 6 %.
   Дерново-подзолистые супесчаные почвы составляют свыше 40,3 % пашни и 35 % сельскохозяйственных угодий республики. Эти почвы в основном встречаются небольшими массивами, но в некоторых областях (Брестская, Гродненская) они занимают значительные площади.
   Основная часть сельхозугодий Беларуси отличается низким плодородием, пахотные земли обладают достаточно высокой кислотностью, испытывают дефицит элементов минерального питания, прежде всего по азоту, обладают неустойчивым воздушно-водным режимом.

4.5.2.2. Деградация почв

   Природные условия Беларуси (относительно большое количество осадков, расчлененный рельеф, а также распаханность территории) способствуют проявлению и развитию процессов деградации, которыми охвачено свыше одной трети сельскохозяйственных угодий.
   Деградация земель – это процесс снижения качества земель в результате вредного антропогенного и (или) природного воздействия. Деградация и полное разрушение почвы могут происходить как в результате природных явлений (изменение климата, вулканическая деятельность, ливни, ураганы и т. д.), так и в результате хозяйственной деятельности человека. Одним из процессов деградации является эрозия почв.
   По данным Национального статистического комитета Республики Беларусь, общая площадь сельскохозяйственных земель, подверженных деградации в результате эрозионных процессов, составляет около 556,5 тыс. га (6,3 %) сельскохозяйственных земель страны, из них на долю пашни приходится 479,5 тыс. га (8,7 %) всех пахотных земель.
   Эрозия – это процесс разрушения горных пород и почв водными потоками и ветрами. Она может быть в виде плоскостной (поверхностной), струйчатой (линейной) и овражной, а также в виде массовых оползней.
   По данным крупномасштабных почвенных исследований, эродированные и эрозионно опасные почвы на сельскохозяйственных землях республики занимают более 4 млн га. Наиболее эрозионно опасными являются северная и центральная части страны, имеющие повышенный и более пересеченный рельеф, где распространены моренные и лёссовидные суглинки, а также связные супеси, подстилаемые моренными суглинками. В этой части страны развивается преимущественно водная эрозия. Южная часть Беларуси характеризуется преобладанием почв более легкого гранулометрического состава с хорошей водопроницаемостью, что при равнинном рельефе создает опасность проявления ветровой эрозии.
   Доля водной эрозии в почвенном разрушении в республике составляет 84 %, ветровой – 16 %. Эродированные почвы находятся преимущественно на пахотных землях (86,2 %).
   Эрозионные процессы приносят существенный экономический ущерб экономике республики. Многолетние данные Института почвоведения и агрохимии Национальной академии наук Беларуси свидетельствуют, что с каждого гектара склоновых земель ежегодно смывается до 15 т, а на открытых массивах осушенных торфяников и легких (песчаных) почв переносится ветром до 10 т верхнего плодородного слоя почвы. Ежегодные потери гумуса при этом достигают 180 кг/га, азота – 8–10, фосфора и калия – 5–6 кг/га.
   Кроме того, в связи со смывом и выветриванием верхнего плодородного слоя почвы припахиваются и уничтожаются и нижележащие почвенные горизонты, что приводит к резкому ухудшению водно-физических, физико-химических, биологических и агрохимических свойств. Производительная способность в разной степени эродированных почв на 15–50 % ниже, чем неэродированных. Недобор урожая сельскохозяйственных культур на них составляет: 12–40 % – зерновых, 20–60 – пропашных, 15–40 – льна, 5–30 % – многолетних трав.
   Эрозия наносит большой вред и окружающей среде, так как в результате смыва и выветривания верхнего слоя почв происходит заиление водных объектов республики, в них попадают удобрения, пестициды и другие средства химической защиты сельскохозяйственных растений. Кроме вышеперечисленных факторов на состояние земельных ресурсов в республике большое влияние оказала интенсивно проводимая в 60–80-х гг. XX в. мелиорация.
   Мелиорация земель значительно нарушила водный баланс поверхностных, а главное подземных, вод, изменила их количество и качество. Интенсификация сельскохозяйственного производства на мелиорированных землях привела к механическому разрушению легких торфянистых почв, пересушенных в результате отвода питающих их подземных вод, к загрязнению почвы, водоемов и воздушного бассейна пестицидами, ядохимикатами, минеральными удобрениями, к исчезновению традиционных для этих районов биоценозов.
   Постоянное применение тяжелой сельскохозяйственной техники на мелиорированных землях резко изменяет условия жизни и воспроизводства животных и птиц, при этом нарушается до 95 % гнездовий, гибнет до 30 % животных. В настоящее время в республике мелиорировано 3425,7 тыс. га (16,5 %) всей территории.
   Между продуктивностью земледелия и плодородием почвы объективно существует противоречие: чем больше мы берем с гектара продукции, тем выше вынос питательных веществ. Например, урожай в 1 т зерновых в среднем выносит 65 кг основных действующих веществ. Это противоречие можно преодолеть только восполнением и наращиванием энергетического потенциала почв, внесением органических, минеральных веществ, микроэлементов.
   Значение химизации сельского хозяйства в связи с этим трудно переоценить: она позволяет повышать плодородие почв, улучшать кислые и засоленные земли, лучше сохранять и повышать питательную ценность кормов и т. д.
   Азот оказывает влияние на фотосинтез растений, которое состоит в использовании его при синтезе аминокислот. Азот также необходим для образования зеленых пигментов в растении (хлорофилла) и для синтеза белков – элементов структуры хлоропластов, ферментов, ответственных за различные реакции фотосинтеза. Он стимулирует рост вегетативной массы растений, определяет уровень урожайности и качества продукции.
   Действие фосфора (фосфорных удобрений) на фотосинтез растений заключается в том, что остатки фосфорной кислоты входят в состав акцептора – соединения, связывающего СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и промежуточные продукты фотосинтеза. С помощью световой энергии из неорганического фосфата и аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) синтезируется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), участвующая в реакциях восстановления СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Фосфаты также входят в состав фосфатидов и фосфопротеидов, нуклеиновых кислот.
   Фосфор оказывает стимулирующее влияние на развитие корневой системы, формирование репродуктивных органов, ускоряет созревание. У озимых культур фосфорные удобрения повышают зимостойкость, на 15–20 % снижают расход воды на единицу урожая.
   Калий способствует накоплению растениями сахаров, что предохраняет озимые культуры от вымерзания, повышает прочность соломины и устойчивость к поражению корневыми гнилями и ржавчиной, ускоряет передвижение углеводов из стеблей и листьев в колос, увеличивая массу зерна.
   Химизация сельского хозяйства, проводящаяся нарастающими темпами, занимает далеко не последнее место в ряду антропогенных факторов, воздействующих на почвы и на природу в целом. В результате интенсивного использования удобрений в природной среде рассеивается ряд химических элементов, что приводит к нарушению круговорота веществ.
   Пестициды, применяемые в сельском хозяйстве, относятся к различным классам главным образом органических соединений (хлорорганические, фосфорорганические, симметричные триазины, гетероциклические соединения и др.). Они обладают токсичностью не только для вредных организмов, но и для человека, животных, несут опасность для окружающей среды. Пестицид, каким бы он ни был, неизбежно вызывает глубокие изменения всей экосистемы, в которую его внедрили. По совокупности экологических свойств, присущих всем пестицидам, действия их никогда не бывают однозначными, так как они обладают широким спектром действия, чрезвычайно токсичны для живых организмов, сохраняются длительное время в окружающей среде. Стабильность пестицидов опасна последствиями, которые еще более усугубляют проблемы, связанные с этим видом загрязнения.
   Пестициды распространяются далеко за пределами тех агроэкосистем, где они применяются. Даже в случае использования наименее летучих компонентов более 50 % активных веществ в момент воздействия переходит прямо в атмосферу.
   Интенсивным источником загрязнения почвы являются города с развитым транспортно-промышленным комплексом. Содержание загрязняющих веществ в почвах городов изменяется в широких пределах: от значений, близких к фоновым в районах новостроек до концентраций в десятки раз превышающих фоновые в зонах влияния промышленных предприятий и в старообжитых районах городов.
   Наибольшие зоны техногенного влияния характерны для крупных стационарных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Например, ТЭЦ при сжигании 3 млн т угля в год формирует зону загрязнения площадью до 400 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, причем высокий и опасный уровень выпадения загрязняющих веществ на почву наблюдается на территории 75–120 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Для ТЭЦ, работающих на мазуте, выпадения ванадия прослеживаются на расстоянии до 15 км в сторону господствующего направления ветра.
   Распределение загрязняющих веществ в почвах зависит от биоклиматических, геоморфологических и почвенно-химических условий.
   Почвы республики в результате катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции оказались в той или иной степени загрязнены радиоактивными элементами. После катастрофы 23 % территории Беларуси с 3688 населенными пунктами, в которых на момент аварии проживало более 2 млн чел., было загрязнено радионуклидами с плотностью более 1 Ku (Кюри)/ км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(по цезию-137). На 01.01. 2010 г. такие территории составляют 1,2 % общей площади страны. Радиоактивное загрязнение почв распространилось по всем областям республики. Наиболее пострадавшими в этом плане являются Могилевская и Гомельская области.
   Загрязнение почв республики носило неравномерный характер. На сравнительно небольших площадях отмечались высокие градиенты загрязнения почв, рядом лежащие участки оставались практически чистыми.
   Кроме непосредственного загрязнения почв радионуклидами после катастрофы на ЧАЭС к настоящему времени обнаружено выраженное вторичное загрязнение почв, источником которого является применение загрязненного навоза и минеральных удобрений, золы после сжигания загрязненного топлива, в основном дров и торфобрикета.
   Изотопы, которые будут определять радиационную обстановку на территории республики в ближайшие 20 лет, – это цезий-137, стронций-90, плутоний-239, америций-241. Исследования показывают, что основное количество цезия-137 в различных типах почв продолжает оставаться в верхнем слое (7–10 см). Считается, что для полного восстановления функций биосферы после радиоактивного вмешательства требуется не менее двух полных периодов полураспада наиболее долгоживущего радиоизотопа, выпавшего на почву.

4.5.2.3. Характеристика минеральных ресурсов

   Полезные ископаемые являются частью национального богатства страны и основой для развития индустрии, включая и саму горнодобывающую промышленность. В Беларуси выявлено более 10 000 месторождений, в которых представлено свыше 30 видов минерального сырья. Наиболее важными полезными ископаемыми в промышленном отношении являются калийные и каменные соли, нефть, торф, строительные материалы, подземные пресные и минеральные воды, железные руды.
   Сейчас уже известны два месторождения железа с общими запасами в 700 млн т и прогнозными свыше 1,5 млрд т. На Околовское месторождение (Столбцовский район) приходится 580 млн т руды, но они довольно бедные, содержат около 30 % железа и залегают довольно глубоко (240–320 м). Второе месторождение – Новоселковское (Кореличский район) с запасом руды 80 млн т, залегающей на глубине 150 м. Эти руды, кроме железа, содержат также титан и ванадий. По результатам геологоразведочных работ установлена возможность создания на базе каждого из месторождений мощностей по добыче и обогащению руды в объеме 4 млн т.
   Из других полезных ископаемых, пригодных для промышленного освоения, можно назвать руды, содержащие такие металлы, как медь, цинк, никель, свинец, молибден, ниобий, тантал, бериллий и некоторые другие. Недра республики на удивление богаты редкоземельными металлами.
   Известно несколько месторождений строительного камня. Крупнейшее месторождение Беларуси – Микашевичи в Лунинецком районе Брестской области. Запасы его составляют 480 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В Глушковичах и Микашевичах действуют мощные карьеры по добыче гранита. Микашевичский дробильно-сортировочный завод ежегодно вырабатывает около 8 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

щебня.
   Имеются значительные запасы каолина, оцениваемые в 26,8 млн т и залегающие на минимальных глубинах фундамента.
   В пределах Припятского прогиба на площади свыше 26 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

расположен крупнейший в Европе соленосный бассейн. Во многих разрезах мощность соли достигает 2–3 км. Разведаны три месторождения каменной соли, запасы которой практически неисчерпаемы. На Мозырском месторождении уже действует комбинат, который производит каменную соль способом подземного растворения.
   Калийные соли распространены на площади около 19 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Мощность пластов колеблется от 50 до 2670 м, средняя мощность запасов соли составляет 980 м. Запасы калийных солей до глубины 1200 м составляют 20 млрд т. С 1963 г. ведется разработка Старобинского калийно-солевого месторождения, и за это время добыто уже более 700 млн т сырых калийных солей. На этом месторождении ОАО «ПО Беларуськалий» ежегодно добывает 28–32 млн т калийных руд, из которых производится более 4 млн т калийных удобрений.
   Калийно-магниевые соли в республике представлены карналлитовыми породами. Они характеризуются высоким качеством (содержание KCI – 22,49, MgCl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– 23,49, нерастворимый остаток (н.о.) – 6,36 %) и отвечают требованиям промышленности. Прогнозные ресурсы этих солей только в Любанском месторождении оцениваются в несколько миллиардов тонн. Калийно-магниевые соли являются источником получения металлического магния, а также сырьем для попутного извлечения брома и рубидия, которые благодаря изоморфизму концентрируются в карналлитовой породе.
   С солью связаны месторождения гипса и ангидрита, прогнозные запасы которых оцениваются примерно в 1 млрд т. В Бриневском месторождении установлено четыре горизонта залегания гипса с мощностью пластов от нескольких метров до 26,4 м. По своим технологическим свойствам гипсовый камень пригоден для изготовления гипса всех сортов, облицовочных материалов, художественных изделий, строительных блоков, в качестве добавок к цементному клинкеру. Возможно его использование для производства сульфата аммония и сульфатно-калийных минеральных удобрений.
   Широко распространены на территории республики меловые породы, однако они расположены на больших глубинах (70–200 м). Встречаются вторичные залежи меловых пород, появившиеся при движениях земной коры в период последнего оледенения. В промышленных масштабах разрабатываются Песковское, Кремненское и Порозовское месторождения.
   В восточной части Могилевской области обнаружены карбонатно-кремнеземистые породы – трепелы. Геологические ресурсы этого сырья оцениваются в 418 млн т. Расчеты свидетельствуют о целесообразности промышленного освоения месторождения трепела Стальное (Хотимский район) с его дальнейшим использованием в цементной и других отраслях промышленности. В месторождениях трепелов обнаружены очень ценные сопутствующие породы – цеолитсодержащие силициты, которые могут применяться в качестве мелиорантов почвы, сорбентов для очистки природных и сточных вод, для производства катализаторов и т. д.
   В Столинском и Гомельском районах встречаются мощные залежи кварцевых песков, пригодных для использования в стекольной промышленности и литейном производстве. Залегают кварцевые пески на глубине до 25 м.
   Проведенные в 2009 г. геологоразведочные работы позволили выявить 23 месторождения строительного песка, 9 – песчано-гравийной смеси, 2 – керамических глин, прирост запасов которых составляет соответственно 19,7; 2,6; 1,2 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   С глауконитово-кварцевыми песками связаны залежи фосфоритов, прогнозные запасы которых оцениваются в 900 млн т; с четвертичными и палеогеновыми песками – янтарь. К этим же месторождениям приурочены и залежи огнеупорных и тугоплавких глин.
   Мстиславское и Лобковичское месторождения фосфоритов выявлены в Мстиславском и Кричевском районах с неглубоким (до 50–80 м) залеганием продуктивной толщи. Запасы руды на этих месторождениях составляют около 62 млн т или более 5 млн т Р -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Представляет также практический интерес Ореховское месторождение фосфатного сырья (Брестская область), предварительно оцененные запасы которого достигают 84,6 млн т.
   Общие производственные запасы доломита, пригодного для производства воздушной извести, щебня, доломитовой муки, оцениваются более чем в 900 млн т. Они расположены в Витебском и Оршанском районах, залегают на глубине до 10 м. Мощность доломитовой толщи изменяется от 30 до 80–100 м.
   К перспективным видам сырьевых материалов, которые обнаружены в недрах Беларуси, относятся каолины, бентониты, титано-циркониевые породы, диабазы, волластонит, графит, пирофиллит, глауконит, кремень, золото, некоторые редкие металлы и др.
   В республике широко представлены минеральные и промышленные воды. Минеральные воды по своему ионно-солевому составу подразделяются на гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные и сложного состава (гидрокарбонатно-хлоридные, гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатно-хлоридные и хлоридно-сульфатные), а по катионному составу – на натриевые и кальциевые. Среди них выделяются минеральные воды, содержащие в повышенных концентрациях биологически активные компоненты, по которым и определяется название вод (сероводородная, железистая, радоновая, бромная, бромно-йодная, борная, фтористая и др.).
   Всего на территории республики открыто более 80 месторождений минеральных вод, общие запасы которых составляют более 21 000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/сут. В настоящее время они широко представлены в торговой сети в качестве столовых, лечебно-столовых и бальнеологических вод, используемых в санаториях страны в лечебных целях.
   К промышленным водам относятся подземные рассолы с минерализацией 320–460 г/л, содержащих в промышленно значимых количествах ценные компоненты. В рассолах содержатся многие ценные химические элементы (йод, бром, литий, бор, калий, магний, стронций и др.), которые можно добывать промышленным способом. В Припятском Полесье объем подземных рассолов оценивается в 2000 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Более чем в двух тысячах озер республики, а также под торфяными залежами обнаружены и частично используются сапропели, представляющие собой тонкоструктурные, коллоидные илистые отложения пресноводных водоемов с содержанием не менее 15 % органических веществ и различных неорганических компонентов биогенного и привносного характера. Мощность сапропелей в некоторых озерах составляет 20–30 м, а их запасы оцениваются в 4 млрд м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В Государственный баланс сапропелей включено 85 месторождений с запасами более 75 млн т. Сапропели используются для производства буровых растворов, питательных грунтов и мелиорантов почв, косметических препаратов, в качестве высокоэффективных органических удобрений, кормовых добавок, в бальнеологии и др.
   По геологическим параметрам к весьма перспективным для целей организации добычи сапропелей можно отнести около 200 месторождений, где имеются частично выработанные от торфа участки. Ресурсы сапропеля в таких месторождениях составляют более 100 млн т, их разработка не требует специфического оборудования и экономически выгодна.
   В настоящее время действует 7 производственных участков, на которых в 2010 г. добыто около 50 тыс. т сапропеля. На участках озер Судобль Смолевичского района и Дикое Дятловского района выпускаются лечебные грязи. Однако, учитывая потребности страны в эффективных местных видах удобрений с пролонгированным действием, минерально-витаминных кормовых добавках и другой ценной продукции из сапропеля, а также интерес к ней в зарубежных странах, Беларусь может стать крупным поставщиком потенциально востребованной и не имеющей аналогов на мировом рынке продукции из сапропелевого сырья.
   Программой освоения месторождений полезных ископаемых и развития минерально-сырьевой базы Республики Беларусь на 2011–2015 гг. и на период до 2020 г., утвержденной Постановлением Совета Министров № 431 от 04.04.2011 г., намечено к 2015 г. увеличить добычу калийных солей на 15 %, каменной соли – на 82, цементного сырья – на 32, доломита – на 11, строительного камня для производства щебня – на 54, стекольного сырья – на 41, природных строительных материалов – на 58 и торфа – на 115 %. Для этого будет создано и введено в эксплуатацию 9 новых горнодобывающих предприятий.
   Однако добыча полезных ископаемых сопровождается появлением трудноразрешимых экологических проблем. Для их решения разрабатываются комплексные схемы добычи, транспортировки и использования всех видов минерального сырья; применяются все известные приемы рекультивации нарушенных земель; предполагается максимально полное использование отходов и сопутствующих пород с целью сокращения отвалов и шламохранилищ; восстанавливаются лесные и сельскохозяйственные угодья на отработанных месторождениях; проводятся другие мероприятия.

4.5.3. Гидросфера

4.5.3.1. Характеристика водных ресурсов

   Гидросфера является прерывистой водной оболочкой Земли и играет огромную роль в создании и существовании современной биосферы. Основная часть воды биосферы сосредоточена в Мировом океане, занимающем около 71 % земной поверхности. Общий объем океанических вод составляет в среднем более 1300 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В ледниках содержится более 30 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

пресной воды. Почти столько же воды содержится в подземных источниках, находящихся на глубинах до 2 км. Запас воды в озерах примерно равен 0,18 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, в атмосфере содержится около 0,013 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, в живых организмах – порядка 0,001 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

воды. Общий объем воды в биосфере составляет 1454,7 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Под водными ресурсами гидросферы подразумевают пригодные для использования в хозяйственной деятельности воды: морские, речные, озерные, подземные, почвенные, лед горных и полярных ледников, воды искусственных водоемов и водяные пары без связанной воды, входящей в состав живого вещества.
   Ресурсы поверхностных и подземных вод подразделяются на единовременные стационарные и возобновляемые, которые определяют водный баланс Земли.
   Возобновляемые ресурсы составляют динамическую (подвижную) часть биосферного круговорота воды, благодаря которому все виды гидросферы возобновляются с определенной скоростью. Поэтому, если научиться использовать воду в объеме возобновления ее в круговороте воды в биосфере, то источники водных ресурсов станут практически неисчерпаемыми.
   Реки являются посредниками в процессах водообмена между сушей и Мировым океаном, так как через них возвращается в океан та испарившаяся вода, которая выпала на сушу в виде осадков. Ежегодно реками выносится в океан порядка 42 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

воды.
   Ежегодный вынос воды реками называется жидким стоком. Кроме того, реки характеризуются твердым стоком, стоком растворенных веществ и биостоком.
   Твердый сток – вынос речными водами всевозможных твердых частиц. Сток растворенных веществ – вынос речными водами различных веществ в растворенном виде (в виде ионов), микроэлементов, коллоидов, биогенов и др. Биосток – вынос речными водами различных организмов и продуктов их жизнедеятельности. Годовой твердый сток всех рек мира составляет (0,13–0,14)·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т, сток микроэлементов – 0,36·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т, органического вещества – 7,2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т и минеральных коллоидов (кремний, железо, алюминий) – 1,75·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

т. Поэтому реки также играют огромную геохимическую роль в биосфере.
   Водные ресурсы Республики Беларусь представлены совокупностью рек, озер, водохранилищ, грунтовых и подземных вод. Реки, озера и пруды относятся к возобновляемым водным ресурсам. Формируются водные ресурсы республики в основном за счет атмосферных осадков и перетока поверхностных вод с сопредельных территорий.
   В нашей республике зарегистрировано около 21 тыс. рек и ручьев общей протяженностью 90,6 тыс. км. Наиболее крупные реки – это Западная Двина, Днепр, Припять, Вилия и Неман. Их общая протяженность на территории республики превышает 500 км. Средняя густота речной сети республики в настоящее время составляет 0,44 км/км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Основными источниками поверхностных водных ресурсов страны являются средние и крупные реки, объем водного стока которых в 2010 г. составил 71,1 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и оказался на 21 % больше средней многолетней величины.
   Наиболее обеспечены собственными водными ресурсами северные и северо-западные районы республики, расположенные в бассейнах рек Западной Двины и Немана. Именно здесь сосредоточено почти 45 % общереспубликанского стока (на 1 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

территории приходится почти 200 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год пресной воды).
   Объем стока рек в Беларуси, как везде на планете, колеблется в зависимости от количества выпавших осадков в году. В многоводные годы суммарный речной сток республики достигает 96 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год, снижаясь в маловодные годы до 36 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год. Местный сток в зависимости от водности года колеблется от 61 до 24 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/год.
   Озер на территории республики зарегистрировано 11 тыс. общей площадью водного зеркала до 2 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, в них находится приблизительно 6–7 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

пресной воды.
   В настоящее время в республике имеется около 150 водохранилищ, в которых сосредоточено свыше 3,1 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

пресной воды, из них 12 водохранилищ относятся к водохранилищам озерного типа, остальные – руслового и наливного.
   На территории Беларуси эксплуатируется свыше 1,5 тыс. прудов, имеющих суммарную площадь зеркала 0,3 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и полный водный объем 0,5 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Для всех водоемов республики характерно сезонное регулирование стока: осенне-весеннее его увеличение и летне-зимнее уменьшение.
   Прогнозные эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод страны в целом оцениваются в 49 596 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/сут. В настоящее время разведано 13 % прогнозных ресурсов. Потенциальные возможности использования подземных вод характеризуются их естественными ресурсами, которые составляют 43 560 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/сут.
   В последнее десятилетие в Беларуси, как и во всем мире, наметилась тенденция к сокращению собственного стока рек, снижению уровня озер и образованию депрессионных воронок подземных горизонтов. Это связано с увеличением безвозвратных потерь в результате нарушения гидрологического режима на территории республики, изменением климата в сторону аридности (снижения количества осадков) и увеличением водозабора пресных вод на технологические и другие нужды.

4.5.3.2. Водопотребление и водоотведение

   Наибольшее количество пресной воды используется на бытовое, производственное и сельскохозяйственное водопотребление.
   В нашей республике основными водопотребителями являются жилищно-коммунальное хозяйство и промышленность, причем на хозяйственно-бытовые нужды идет основная масса забираемой воды.
   Суммарный объем забора поверхностных и подземных вод, по данным водного кадастра, в 2010 г. составил 1598 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и по сравнению с 2009 г. увеличился на 25 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, количество воды, изъятой из поверхностных источников, возросло на 19 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а из подземных – на 6 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Всеми отраслями экономики Беларуси в 2010 г. использовано 1359 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

свежей воды, что на 21 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

больше, чем в предыдущем году. При этом на хозяйственно-питьевые нужды израсходовано 495 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(36 % общего количества использованной воды), производственные – 393 (29 %), прудовое рыбное хозяйство – 357 (26 %), сельскохозяйственное водоснабжение – 107 (около 8 %), на орошение – 7 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(менее 1 %).
   Удельное водопотребление в целом для страны составило 392 л/сут/чел., при этом на хозяйственно-питьевые нужды использовано в среднем 143 л/сут/чел. Удельный показатель хозяйственно-бытового потребления воды в областях страны изменялся от 109 л/сут/чел. в Брестской области до 139 л/сут/чел. в Гродненской и Могилевской; в городах – от 145 л/сут/чел. в Бресте до 186 л/сут/чел. в Гродно. Самое высокое удельное водопотребление отмечено в Бобруйске (209 л/сут/чел.) и Минске (200 л/сут/чел.).
   В свою очередь, высокий уровень водопотребления предприятий обусловливает образование больших объемов сточных вод. В 2010 г. в водные объекты страны отведено 990 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

сточных вод, при этом в него не включены 105,4 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

дождевых вод, из которых 72,6 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

являются нормативно-очищенными (в основном на сооружениях механической очистки).
   Среди сточных вод, отводимых в водные объекты, количественно преобладали нормативно-очищенные воды (671 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). За ними следуют сточные воды, сбрасываемые без очистки (314 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Объем недостаточно очищенных сточных вод возрос весьма существенно, достигнув 5 млн м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Для поверхностных вод определяются более чем 50 показателей качества и наличия ингредиентов, в том числе газовый и солевой состав, биогенные компоненты и основные загрязняющие вещества, тяжелые металлы, присутствие которых обусловлено поступлением в водные объекты сточных вод. Сточные воды предприятий и коммунального хозяйства являются основными источниками загрязнения природных вод.
   Наиболее распространенными и неблагоприятными веществами, загрязняющими поверхностные водоемы Беларуси, являются нитритный, нитратный и аммонийный азот, легко окисляемые органические вещества, нефтепродукты и цинк. По всем этим веществам на протяжении многих лет наблюдается значительное превышение ПДК поверхностных и подземных вод.
   В последние годы отмечается стойкое увеличение индекса загрязнения воды (ИЗВ) по всем рекам республики, что на фоне сокращения сброса сточных вод вызывает большую тревогу.
   Как показывают исследования, качество подземных вод большинства водоносных горизонтов и комплексов республики соответствует нормативным требованиям. Однако на участках размещения водозаборных скважин в селитебной зоне населенных пунктов и городов, ферм, в районе очистных сооружений, свалок, отвалов промышленных предприятий, прудов-отстойников выявлено загрязнение подземных вод. Ухудшение их качества выражается в увеличении общей минерализации, содержания соединений азота, хлоридов, тяжелых металлов; появлении нефтепродуктов, фенолов, неприятнопахнущих и легкоокисляемых органических веществ.
   Анализ данных радиоактивного мониторинга показал, что за период 1991–2010 гг. концентрация цезия-137 в воде контрольных точек значительно ниже допустимой концентрации (ДК) по нормам радиационной безопасности НРБ-2000.
   Максимальные накопления радионуклидов находятся в непроточных местах (заводи, прибрежная зона), в донных отложениях, откуда они активно вымываются и транспортируются на взвешенных частицах по руслу рек. По степени радиоактивного загрязнения компоненты водных систем располагаются в следующем порядке: донные отложения > гидробионты > вода.

4.6. Глобальные и региональные последствия загрязнения окружающей среды

4.6.1. Экологические кризисы и катастрофы

   История развития человеческого общества – это история природопользования, т. е. целенаправленного использования природных ресурсов для повышения комфорта и благосостояния вида Homo sapiens. В XX и XXI вв. масштабы и интенсивность материальной деятельности человечества стали такими, что естественная среда планеты перестала быть практически неисчерпаемым источником сырья и энергии, безмерным поглотителем отходов производства, транспорта, быта, и появились явные признаки необратимых деградационных процессов в биосфере. Экосистемы, формировавшиеся миллионы лет, претерпевают существенные изменения, становятся неустойчивыми на глобальном уровне.
   Нерациональное природопользование является причиной экологических кризисов и экологических катастроф. Экологический кризис — это обратимое изменение равновесного состояния природных комплексов. Он характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Проявление экологического кризиса нередко называют «эффектом бумеранга».
   Из предистории и истории человечества известен ряд экологических кризисов и революций (рис. 4.7):
   • изменение среды обитания живых существ, вызвавшее возникновение прямоходящих антропоидов – непосредственных предков человека;

   Рис. 4.7. Экологические кризисы и революции (масштаб условный)

   • кризис относительного обеднения доступных примитивному человеку ресурсов промысла и собирательства, обусловившего стихийные биотехнические мероприятия типа выжигания растительности для лучшего и более раннего роста;
   • первый антропогенный экологический кризис – массовое уничтожение (перепромысел) крупных животных, или «кризис консументов», связанный с последовавшей за ним сельскохозяйственной экологической революцией;
   • экологический кризис засоления почв и деградация примитивного поливного земледелия, недостаточность его для растущего народонаселения Земли, что привело к преимущественному развитию неполивного земледелия;
   • экологический кризис массового уничтожения и нехватки растительных ресурсов, или «кризис продуцентов», связанный с общим бурным развитием производительных сил общества, вызвавший широкое применение минеральных ресурсов, промышленную, а в дальнейшем и научно-техническую революцию;
   • современный кризис угрозы недопустимого глобального загрязнения. В данном случае редуценты не успевают очищать биосферу от антропогенных продуктов или потенциально неспособны сделать это в силу неприродного характера выбрасываемых синтетических веществ (ксенобиотиков). Этот кризис называют «кризисом редуцентов», которому соответствует высший этап научно-технической революции – реутилизация продуктов и условное замыкание технологических циклов.
   Человек выступает при экологическом кризисе активно действующей стороной. История цивилизации доказывает, что вслед за экологическим кризисом следует революционное изменение во взаимоотношениях общества и природы.
   С «кризисом редуцентов» почти одновременно наступают два других экологических напряжения: термодинамическое (тепловое) и снижение надежности экосистем. Они связаны с экологическими ограничениями производства энергии в нижней тропосфере и нарушением природного экологического равновесия. Данные экологические кризисы ближайшего будущего могут быть разрешены на основе энергетической и эколого-плановой экологических революций. Первая будет заключаться в максимальной экономии энергии и переходе к источникам, практически не добавляющим теплоту в приземный слой тропосферы (главным образом солнечным), вторая – в регулируемой коэволюции в системе «общество – природа».
   Экологическая катастрофа — ситуация, которая характеризуется глубокими и часто необратимыми изменениями природной среды, утратой природных ресурсов, резким ухудшением условий проживания населения, вызванными многократным превышением антропогенных нагрузок на природную среду. Экологическая катастрофа отличается от экологического кризиса тем, что кризис – это обратимое состояние, где человек выступает активно действующей стороной, а катастрофа – необратимое явление, человек здесь вынужденно пассивная, страдающая сторона.
   Уже в настоящее время прямые экологические потери для стран Евросоюза оцениваются в 5 % от валового национального продукта (ВНП), а в Германии – 7 %. Аналогичные потери США составляют от 4 до 6 % от объема ВНП, а расходы на природоохранные мероприятия достигают 2 % ВНП. В России прямые экологические потери оцениваются в 10 % от ВНП в год, а затраты – не превышают 1 %.

4.6.2. Глобальное и региональное изменение климата

   В настоящее время наиболее тревожным последствием загрязнения биосферы является глобальное изменение климата. Индустриализация и экономическое развитие государств (особенно развитых и развивающихся) требует использования огромных объемов природных ресурсов, в частности органического топлива (нефти, природного газа, угля, горючих сланцев и т. п.).
   Только за один год на планете сжигается более 9 млрд т нефтяного эквивалента, при этом в атмосферу с дымовыми газами выбрасывается около 22–24 млрд т углекислого газа, сотни и десятки миллионов тонн сернистого газа, оксидов азота, углеводородов, соединений тяжелых металлов и многих других загрязняющих веществ. В связи с этим за последнее столетие концентрация углекислого газа в атмосфере возросла с 280 до 360 частей на миллион, что привело к появлению парникового эффекта, который, в свою очередь, интенсифицировал повышение среднепланетарной температуры у поверхности Земли на 0,5–0,6 °С.
   Согласно отчету Всемирной метеорологической организации (ВМО) за 2010 г., концентрация основных парниковых газов – углекислого газа, метана и оксида азота – увеличилась с доиндустриальных времен на 39 %, 158 % и 20 % соответственно. Увеличилось и содержание в атмосфере метана, при этом деятельность человека в настоящее время ответственна за 60 % выбросов этого газа, а остальные 40 % приходятся на природные источники, такие, как водно-болотные территории. В ВМО подчеркивают, что в 2010 г. объем парниковых газов рос быстрее, чем в любой другой аналогичный период за последнее десятилетие.
   Наиболее просчитанным последствием глобального изменения климата станет ускорение подъема уровня Мирового океана. Процесс этот, связанный с таянием арктических и антарктических ледников, наблюдается в настоящее время.
   Согласно документам Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (Киото, 1997) сохранение существующих тенденций роста выбросов парниковых газов к 2100 г. может привести к повышению среднегодовых температур нижних слоев атмосферы Земли на 1–3,5 °С, что, в свою очередь, приведет к подъему уровня Мирового океана на 15–95 см. Считается, что за последнее столетие уровень Мирового океана поднялся на 10–12 см, о чем свидетельствует сокращение территорий приморских стран, особенно скандинавских.
   На первый взгляд эти прогнозируемые изменения могут показаться незначительными, но на самом же деле они способны повлечь за собой массу негативных последствий. Известно, что в настоящее время около половины человечества проживает в наиболее уязвимых прибрежных зонах Мирового океана. Поэтому грядущее повышение его уровня заставит десятки миллионов людей, проживающих в Голландии, Бангладеш, на Карибских островах и во многих других государствах, покинуть обжитые места и искать пристанище на менее благоприятных для жизни территориях. При этом в первую очередь пострадают люди беднейших стран мира, практически лишенные возможности защитить себя от надвигающихся изменений.
   Глобальное потепление повлияет на все экологические системы планеты, которые не успеют за такое короткое время приспособиться к быстрому изменению климата, режиму осадков, измененному вегетационному периоду развития растений и др. При этом разнообразие земной биосферы значительно сократится в связи с гибелью тысяч видов. Освободившиеся экологические ниши займут другие, как правило, менее ценные и даже вредные паразитические виды. Инфекционные болезни, которые в настоящее время находятся под контролем (малярия, холера, тиф, лихорадки разной этиологии и т. д.), могут достичь уровня эпидемий. Во многих развивающихся странах, расположенных в засушливых и полузасушливых районах, усилится проблема доступа населения к безопасной питьевой воде. Дефицит воды, ее загрязнение, загрязнение воздушного бассейна станут еще заметнее. В прибрежных зонах повысится опасность наводнений и штормов, их масштаб и мощность будут возрастать.
   Глобальное потепление сопровождается активным наступлением пустынь. При сохранении нынешних тенденций через 10 лет этот процесс скажется на жизни трети населения планеты. Ежегодный ущерб от наступления пустынь эксперты уже сейчас оценивают примерно в 65 млрд дол. США. Особо опасно наступление пустынь развивается к югу от Сахары, в Китае, Западной Азии, Южной Америке. Это явление отмечено более чем в сотне стран, от него уже сейчас страдают более 200 млн человек. Около 50 млн из них через 10 лет будут вынуждены покинуть свои жилища, поскольку исчезновение плодородных земель лишит этих людей средств к существованию.
   Как показывают наблюдения, глобальное потепление сопровождается дополнительной эмиссией парниковых газов из арктической тундры, лесов и океанов, что ускоряет процесс изменения климата по сравнению с предсказываемой современными климатическими моделями.
   Характеристики океанских течений также усиливают скорость трансформации климата. Например, изменение потока течения Гольфстрим уже стало причиной существенного похолодания в Северной Атлантике и особенно в Европе.
   Повышение среднегодовой температуры на планете более всего заметно на территории Европы, где объем осадков увеличился в северной половине и уменьшился в южной. Вероятно, к 2100 г. могут исчезнуть до 95 % ледников Альпийских гор. Зоной повышенного риска могут стать прибрежные территории Голландии, Германии, России, Украины и других стран. Возрастет частота стихийных бедствий (засух, наводнений, штормов, ураганов и т. д.).
   Несмотря на то что Беларусь расположена в центре Европы, достаточно далеко от прибрежных зон, за последнее столетие среднегодовая температура возросла на всей территории республики на 0,5–1 °С.
   Летом наблюдается незначительное снижение средней температуры на 0,1–0,3 °С в северных районах. В этих же районах происходит возрастание осадков до 100 мм в год (около 20 % от нормы). В южных районах республики годовое количество осадков снижается и наблюдается тенденция к засушливости. За последние десятилетия возросло и количество экстремальных климатических аномалий (засухи, заморозки, град, ураганы, ливни). В частности, за последние 30 лет средняя скорость ветра на территории республики снизилась, но увеличилось количество ливней и шквалов с сильным ветром. Ежегодно регистрируется от 10 до 30 опасных гидрометеорологических явлений разного характера, которые приносят экономике наибольший ущерб.
   Таким образом, прогнозируемый сценарий изменения температуры является относительно благоприятным для энергетики и сельского хозяйства республики. В частности, более ранние сроки сева благодаря теплой весне, приведут к увеличению вегетационного периода сельскохозяйственных растений и, следовательно, к повышению их продуктивности из-за более полной утилизации возросших тепловых ресурсов. Появится возможность внедрять позднеспелые и, как правило, более урожайные сорта.

4.6.3. Истощение озонового слоя

   В начале 80-х гг. XX в. английские и японские ученые выяснили, что с конца 70-х гг. над Антарктикой непрерывно истощается озоносфера – слой атмосферного озона. Наземные и спутниковые измерения обнаружили своего рода озоновую «дыру» площадью более 10 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, в которой озона в столбе воздуха было на 30–50 % меньше нормы. Уменьшение содержания озона заметнее всего на высотах 15–25 км. Позднее выяснилось, что озона в атмосфере становится все меньше и меньше также в средних и высоких широтах Северного полушария зимой и весной (январь – март), особенно над Европой, США, Тихим океаном, европейской частью России, Восточной Сибирью и Японией. В нижней стратосфере (10–25 км), где озона больше всего, главную роль в сезонных и более длительных изменениях его концентрации играют процессы переноса воздушных масс. Содержание озона здесь определяют химический состав атмосферы и долговременные (с периодом более 10 лет) вариации процессов переноса.
   Озон образуется в верхней стратосфере (40–50 км) при фотохимических реакциях с участием кислорода, азота, водорода и хлора. Если весь атмосферный озон привести к нормальным условиям земной поверхности, то средняя толщина озонового слоя не превысит 3 мм.
   Однако жизнь на Земле немыслима без озонового слоя, предохраняющего все живое от вредного коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям – уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира, вспышкам разных заболеваний. Известно, что уменьшение концентрации озона в атмосфере на 1 % приводит к повышению заболеваемости раком кожи на 2 % (по другим данным, – на 7 %). Если темпы разрушения озона будут сохраняться и далее, то к середине XXI в. число заболеваний раком кожи достигнет десятков миллионов в год. Кроме того, озоновый слой предопределяет тепловой режим и динамику атмосферы.
   Разрушается же озон, взаимодействуя, скорее всего, с выбрасываемыми в атмосферу веществами, содержащими фтор, хлор и другие галогены, которые используют в различных отраслях промышленности. Известны и иные пути поступления активных разрушителей озона в стратосферу – ядерные взрывы в атмосфере, выбросы высотных сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и космических кораблей многоразового использования и т. п.
   Для предотвращения разрушения озонового слоя необходим отказ от использования озоноразрушающих веществ в хозяйственной деятельности. Для этого в 1985 г. была принята Венская конвенция о защите озонового слоя, а в 1987 г. – Монреальский протокол о мерах по защите озонового слоя, требовавший сначала сократить производство и использование хлорсодержащих хладонов, а затем и совершенно изъять их из употребления.
   Однако уже сейчас очевидно, что, рассматривая проблемы озонового слоя и изменения климата Земли, необходимо учитывать не только антропогенные факторы, но и долговременные естественные изменения во взаимодействующей системе «литосфера (ядро и мантия Земли) – гидросфера (океан) – атмосфера». В последнее время все чаще высказываются предположения о том, что процессы, протекающие в ядре и мантии Земли, влияют на скорость вращения Земли вокруг своей оси и таким образом изменяют «поведение» таких течений, как Эль-Ниньо, Куросио и Гольфстрим. Эти течения Мирового океана могут заметно воздействовать на климат планеты и приводить к нарушению озонового слоя в атмосфере.

4.6.4. Демографический кризис

   Численность человечества с начала 2000 г. ежегодно увеличивается на 90 млн чел. и в 2011 г. достигла 7 млрд чел. По оптимистическим оценкам, к 2150 г. население Земли достигнет 11 600 млн чел. В современном мировом народонаселении доля женщин равна 49,7 % с колебаниями в разных странах от 48 до 53 %. Средняя продолжительность жизни людей – 63,8 года, в том числе мужчин – 61,8 (от 41 до 79 лет в разных странах), женщин – 65,9 (от 42 до 82 лет).
   В возрастной структуре населения мира дети в возрасте до 14 лет занимают 32 %, люди в возрасте 15–64 лет – 61 % и люди старше 64 лет – 6 %.
   Усредненная по полу и возрасту масса тела современного человека составляет 52,8 кг. Продолжительность жизни людей в среднем в 2–2,5 раза превышает естественную продолжительность жизни млекопитающих животных с такой же массой тела. В природе для относительно крупных млекопитающих, к которым относится человек, такая численность не имеет себе равных и в принципе невозможна. Только сопутствующие человеку некоторые виды мелких млекопитающих (мыши и крысы) имеют численность порядка 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Вид Homo sapiens становится самым многочисленным из всех видов наземных позвоночных животных.
   Согласно экспертным оценкам, популяции первых людей, одновременно проживавших на Земле 1 млн лет назад, насчитывали 100 тыс. особей, ко времени появления Homo sapiens – около 500 тыс., 30–20 тыс. лет назад – примерно 5 млн. Демографическая емкость нашей планеты большинством экологов оценивается в 1,0–1,5 млрд чел. (при идеальных общественно-экологических условиях). Сегодня Земля, по оценкам специалистов, перенаселена не менее чем в 3 раза. Однако рост населения, по-видимому, будет продолжаться, так как пищевые ресурсы, вопреки регионально существующему голоду и недоеданию, достаточны для жизни более 15 млрд чел.
   На протяжении многих веков народонаселение мира росло чрезвычайно медленно – до 7 человек на 10 000 за год. Начиная с эпохи географических открытий (конец XV – начало XVI в.) рост населения становится экспоненциальным, а затем нарастание числа людей на Земле, прослеженное уже на основании достаточно достоверных документальных данных, приобрело гиперболический характер (рис. 4.8).

   Рис. 4.8. Динамика роста населения Земли за последние 400 лет (расщепление в верхней части кривой означает отклонение от гиперболической зависимости, наметившееся за последнее десятилетие ХХ в.)

   С начала 80-х гг. ХХ в. относительный прирост населения перестал увеличиваться, рост численности приблизился к линейному со средним значением абсолютного прироста около 85 млн чел. за год.
   Очень быстрое увеличение численности человечества во второй половине ХХ в. называют демографическим взрывом. За 50 лет (1949–1999) народонаселение мира увеличилось почти в 2,5 раза – с 2463 млн до 6010 млн чел., а прирост за последние 100 лет составляет 3/4 от современного числа людей на Земле. Значительное ускорение роста народонаселения вызвано, в основном, снижением смертности людей от эпидемий и голода. В ХХ в. к этим факторам добавилось резкое снижение детской смертности в развивающихся странах, связанное с улучшением гигиенических условий и успехами медицины.
   В 1990–1995 гг. общий коэффициент рождаемости в мире снизился до 24,6 %, общий коэффициент смертности составлял 9,8 %, коэффициент естественного прироста 14,8 %.
   Примерно такие же параметры воспроизводства населения сохраняются и в настоящее время. Это означает, что в среднем каждую минуту на Земле появляется 320 младенцев, умирает 110 человек разного возраста. Каждые сутки число землян возрастает на 230 тыс. чел.
   Основной вклад в лавинообразный рост численности народонаселения вносят Латинская Америка, Австралия и Океания, Африка, государства бывшего СССР, Индия, Китай и другие страны Азии. По абсолютной численности самый большой прирост дали Китай, Индия и Индонезия. Наибольшая скорость роста населения наблюдается в Африке и Латинской Америке. В некоторых африканских странах относительный прирост доходит до 4 % в год (рис. 4.9).
   Для многих европейских стран в настоящее время характерна стадия демографического перехода к стабилизации численности населения.
   Демографический переход представляет собой последовательную смену типов воспроизводства населения, ведущую к стабилизации его численности. В нем можно выделить четыре фазы:
   • первая фаза характеризуется тем, что смертность и рождаемость быстро снижаются, но падение коэффициента смертности опережает падение коэффициента рождаемости, и поэтому прирост населения продолжает увеличиваться, достигая наибольшего значения. Такая ситуация сложилась во многих развивающихся странах, развитые страны прошли эту стадию еще к середине ХХ в.;

   Рис. 4.9. Численность народонаселения в развитых и развивающихся странах

   • во второй фазе смертность достигает минимума и больше не снижается, но рождаемость продолжает падать, из-за чего прирост населения замедляется;
   • третья фаза характеризуется повышением коэффициента смертности, обусловленным старением населения, и одновременно замедлением падения рождаемости. К концу третьей фазы коэффициент рождаемости приближается к уровню простого воспроизводства населения, а коэффициент смертности остается ниже этого уровня, так как возрастная структура населения еще не стабилизировалась. К этой фазе близки экономически развитые страны;
   • в четвертой фазе коэффициент смертности сближается с коэффициентом рождаемости, и процесс демографической стабилизации заканчивается.
   Демографический переход для планеты в целом может произойти, по современным прогнозам, не ранее середины XXI в., когда популяция людей может достигнуть 12 млрд чел. Десятикратное превышение оптимума численности населения в соответствии с емкостью Земли чревато включением так называемых экологических факторов, зависящих от плотности населения.
   Высокая численность населения и его подвижность способствуют распространению опасных для здоровья и жизни людей болезней. Теоретически вероятны шквалы заболеваний (например, пандемии гриппа, неконтролируемое лавинообразное распространение ВИЧ-инфекции и др.). Многие специалисты отмечают, что чем выше будет численность и плотность населения и хуже состояние общего здоровья, тем катастрофичнее будут последствия эпидемий и пандемий.
   Поэтому многие страны Азии и Африки уже сейчас реализуют программы ограничения рождаемости, осуществляя «планирование семьи».
   Демографический кризис является одним из факторов экологического кризиса. Само по себе 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-кратное превышение нормальной численности наиболее крупного на планете консумента (потребителя), каковым является человек, не может не сказываться на биотическом равновесии и конкурентных взаимоотношениях в природе. Физическая масса проживающих на планете людей (более 300 млн т) составляет 1/20 массы всех сухопутных животных и не менее 1/2 массы всех млекопитающих. Человечество съедает за один год около 1 млрд т пищи – это большая часть того продовольственного ресурса, что в природе образуется для конечных консументов.
   Таким образом, современные популяции людей обладают такими особенностями, которые полностью исключают их включение в естественные биоценозы.
   Однако воздействие вида Homo sapiens на окружающую среду, как нам известно, не ограничивается биотическим влиянием. Современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество вещества и энергии, которое в сотни раз превосходит чисто биологические потребности человека. И хотя каждому из нас сегодня нужно не настолько больше, чем нашему далекому предку, еды, одежды и защиты от внешних сил, инфраструктура цивилизации, ее экономика многократно увеличивает потребление и деградацию природных ресурсов, приходящихся на одного человека.
   Поэтому основной причиной современного экологического кризиса является чрезмерный уровень и постоянное нарастание совокупной антропогенной нагрузки на биосферу с целью обеспечения все большего комфорта проживания на планете одного вида. Качественно это выражается в том, что преобладающая масса веществ и материалов, которые вовлекаются обществом в производство и потребление, а затем попадают в окружающую среду, не может быть утилизирована в естественном биотическом круговороте, а оказывается для него загрязнителем, содержащим активные ингибиторы этого процесса. В результате массового попадания продуктов жизнедеятельности цивилизации в окружающую природную среду ломаются все механизмы, создающие в ней равновесие процессов. Система буквально идет «вразнос», и каждый ее элемент рано или поздно разрушается (табл. 4.7).

   Таблица 4.7.Тенденции изменений окружающей среды

   На конференции ООН в 1972 г. в Стокгольме была принята декларация, в которой говорится, что человек одновременно является продуктом и творцом своей среды, дающей ему физическую основу для жизни и возможность интеллектуального, морального, общественного и духовного развития. Таким образом, для человеческого благосостояния и обеспечения основных прав людей, в том числе права на жизнь, важное значение имеют два аспекта – природная среда и техногенная, которую создал человек. В этом секторе условий жизни в начале XXI в. сконцентрированы наиболее опасные для человека тенденции, так как исчерпание природных ресурсов и загрязнение природной среды происходят быстрее, чем люди успевают заменять их искусственными условиями.
   Среди негативных последствий демографического кризиса заслуживают особого внимания рост материального потребления, рост городских агломераций, загрязнение среды, падение уровня жизни, изменение структуры населения и его скученность (рис. 4.10).
   Рост населения не пропорционален росту потребления, так как обычно сопровождается падением уровня жизни. Потребление возрастает прежде всего за счет тех областей, которые мало связаны с уровнем жизни (например, потребление зерна, риса и т. п.).
   В силу того что сельскохозяйственное производство не предоставляет дополнительных рабочих мест, избыточное население сосредоточивается в городах. Рост городов происходит нередко за счет сельскохозяйственных угодий, что, в свою очередь, ведет к усилению оттока населения из сел в города.
   Загрязнение среды возрастает из-за увеличения объема коммунальных отходов, роста городов как наиболее мощных источников загрязнения, интенсификации сельскохозяйственного производства. Загрязнение провоцирует рост заболеваемости, запуская механизм естественного отбора, ведущего к изменению (ухудшению) генофонда. Борьба с загрязнением, в свою очередь, сопряжена со значительным увеличением непроизводительных расходов.
   Основные факторы падения уровня жизни связаны с ростом численности населения – многодетностью и обусловленным ею дефицитом семейного бюджета, ростом цен на землю, соответствующим удорожанием жилищного строительства, ресурсов, всех систем жизнеобеспечения, а также с ростом непроизводительных расходов.

   Рис. 4.10. Основные последствия роста населения

   Сдвиг в пользу городского населения с ростом его численности сопровождается изменениями структуры населения:
   • возрастных групп (омоложением населения, что чревато ростом безработицы среди молодежи, преступности и общей социальной нестабильности);
   • полов в младших возрастных группах (число мальчиков превышает число девочек);
   • полов в старших возрастных группах (снижением продолжительности жизни мужчин по сравнению с женщинами; увеличением числа одиноких женщин среднего и пожилого возраста).
   Скученность населения ускоряет процесс загрязнения среды. Она провоцирует гормональные нарушения у человека, увеличивает степень конфликтности и агрессивности в семье и на производстве. Социально-психологическими последствиями скученности являются отчуждение, утрата социальной значимости личности, снижение ценности жизни, социальное безразличие и карьеризм (стремление обрести значимость любой ценой), саморазрушение (алкоголизм, наркомания, половые извращения, исключающие из репродуктивного процесса), преступность.
   Качественные аспекты проблемы касаются и самого человека. Только сейчас начинаются исследования, чтобы выяснить, что же происходит с людьми при столь большом их количестве и быстром росте численности; продолжается ли прогрессивная эволюция человека как биологического вида; насколько человечество изменяет свои свойства, влияет само на себя, изменяя природу и качество окружающей среды; каковы перспективы развития цивилизации и пр.

Контрольные вопросы и задания

   1. Что представляют собой природные ресурсы?
   2. Какие существуют классификации природных ресурсов?
   3. В чем заключается различие между ресурсами биосферы и ресурсами техносферы?
   4. Что такое природопользование?
   5. Как характеризуются водные (земельные, растительные, животные, минеральные, информационные и др.) ресурсы республики?
   6. Охарактеризуйте потенциал энергетических ресурсов республики.
   7. Какие существуют виды ландшафтов?
   8. Каковы перспективы использования природных ресурсов в Беларуси?
   9. Охарактеризуйте виды загрязнения окружающей среды, приведите конкретные примеры из своей жизни.
   10. Дайте характеристику, строение и состав атмосферы.
   11. Охарактеризуйте климат Беларуси и тенденции его изменения.
   12. Какой уровень загрязнения атмосферного воздуха, почвы, воды в Беларуси?
   13. Как влияют метеорологические факторы на уровень загрязнения атмосферы?
   14. Какие бывают виды смогов?
   15. Что такое неблагоприятные метеорологические условия и какие предусматриваются действия природопользователей в этот период?
   16. Какие превращения происходят с загрязняющими веществами в атмосфере?
   17. Охарактеризуйте состояние почв республики и тенденции его изменения.
   18. Охарактеризуйте минеральные ресурсы страны.
   19. Опишите водные ресурсы республики, их состояние и использование.
   20. Какие глобальные и региональные последствия загрязнения окружающей среды характерны для Беларуси?
   21. Назовите основные признаки современного глобального экологического кризиса.
   22. Охарактеризуйте глобальное изменение климата, истощение озонового слоя, демографический кризис.

Глава 5. Техногенное воздействие объектов экономики на окружающую среду

5.1. Основные источники выбросов загрязняющих веществ и воздействий на биосферу

5.1.1. Источники загрязнения окружающей среды

   Под загрязнением в широком смысле слова понимается привнесение в окружающую среду новых (обычно нехарактерных для нее) физических, химических, биологических и информационных агентов или техногенное превышение уровня естественных факторов, приводящее к негативным последствиям.
   В общем виде этим термином характеризуются все тела, вещества, процессы, которые появляются «не в том месте, не в то время и не в том количестве, которое естественно для природы». В соответствии с Законом «Об охране атмосферного воздуха» загрязняющее вещество – примесь в атмосферном воздухе, оказывающая неблагоприятное воздействие на здоровье человека, объекты растительного и животного мира, другие компоненты окружающей среды или наносящая ущерб материальным ценностям.
   В более узком смысле материальными загрязнителями – поллютантами (от лат. pollutio – марание) являются отходы и продукты, которые могут оказывать более или менее специфическое негативное влияние на качество среды или непосредственно воздействовать на элементы ее организации. В зависимости от того, какая из сред – атмосфера, гидросфера или литосфера – загрязняется теми или иными веществами, различают аэрополлютанты, гидрополлютанты и терраполлютанты.
   С экологической точки зрения все продукты техносферы, не вовлекаемые в биотический круговорот, являются загрязнителями, даже те, которые химически инертны. Продукты производства также со временем становятся загрязнителями, так как рано или поздно оказываются отходами потребления.
   Под источником загрязнения атмосферы понимают объект, от которого загрязняющие вещества поступают в атмосферу. Источники загрязнения воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов загрязняющих веществ.
   К источникам выделения относят объекты, в которых происходит образование загрязняющих веществ (технологические установки, устройства, склады сырья или продукции, аппараты, агрегаты, очистные сооружения, градирни, места хранения отходов и пр.).
   Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяются на стационарные, мобильные и нестационарные.
   Стационарные источники выбросов подразделяются:
   • на организованные – источники, оборудованные специальными техническими устройствами (трубы, аэрационные фонари, вентиляционные шахты, дыхательные клапаны резервуаров и др.), предназначенными для локализации поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух, задания скорости и направления выхода газовоздушной смеси, отходящей от источника выделения;
   • неорганизованные – источники выбросов, не оборудованные устройствами. Они, в свою очередь, подразделяются на линейные (дороги и улицы, по которым движется транспорт) и площадные (вентиляционные фонари, окна, двери, неплотности оборудования, зданий, через которые примеси могут поступать в атмосферу, а также сооружения по очистке сточных вод, площадки хранения сыпучих материалов, отвалы горных пород, объекты захоронения отходов и хранения отходов и др.).
   По месту расположения источники подразделяются на незатененные, или высокие (трубы, удаляющие загрязняющие вещества на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 и более раз); затененные, или низкие (на высоту здания или в 2,5 раза меньшую высоты здания); наземные, расположенные на земной поверхности (открытое технологическое оборудование, колодцы производственной канализации и т. д.).
   К источникам выбросов малой мощности относятся группы источников в пределах площади круга диаметром 20 м с суммарным объемом газовоздушной смеси менее 10 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с, которые в расчетах учитываются как условный источник.
   К мобильным источникам относятся все виды транспортных средств, за исключением приводимых в движение электродвигателями. Они подразделяются на экологические классы в соответствии с СТБ 1848–2009 «Транспорт дорожный. Экологические классы» в зависимости от количественного и качественного состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
   По режиму работы источников выбросы подразделяются на постоянные, периодические и залповые.
   Не стационарные выбросы характеризуются изменением во времени качественных и количественных характеристик, обусловленным особенностями функционирования источника выделения загрязняющих веществ в атмосферу.
   Промышленные выбросы в зависимости от агрегатного состояния содержащихся в них примесей подразделяются на классы:
   • 1-й класс – газообразные и парообразные (SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV), CO (II), NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

S, CS -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, углеводороды, фенолы и т. д.);
   • 2-й класс – жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей, растворы жидких металлов и их солей, органические соединения);
   • 3-й класс – твердые (органические и неорганические пыли, сажа, смолистые вещества, свинец и его соединения и т. д.);
   • 4-й класс – смешанные (комбинации веществ различные классов).
   В зависимости от характера выбросов определены четыре группы промышленных производств:
   • 1-я группа – с условно чистыми вентиляционными выбросами и концентрацией загрязняющих веществ, не превышающей ПДК в рабочей зоне;
   • 2-я группа – с выбросами неприятнопахнущих веществ;
   • 3-я группа – с выбросами значительных количеств газов, содержащих нетоксичные или инертные вещества;
   • 4-я группа – с выбросами токсичных, раздражающих, сенсибилизирующих, канцерогенных, мутагенных веществ, а так же соединений, влияющих на репродуктивную функцию организма.

5.1.2. Характеристика и показатели опасности вредных веществ

   В соответствии с СТБ 17.08.02-01-2009 загрязняющие вещества в зависимости от химического состава делятся на 28 групп. Например, металлы и их соединения, углеводороды предельные, углеводороды непредельные, простые эфиры, органические кислоты, альдегиды, кетоны, пыль и др. Каждому загрязняющему веществу присвоен код, состоящий из четырех цифр: первые две цифры обозначают номер группы, к которой относится данное вещество, следующие две цифры показывают порядковый номер вещества в данной группе. Например, углеводороды включают четыре группы загрязняющих веществ: предельные, непредельные, ароматические и ароматические полициклические углеводороды, которые имеют соответствующие коды: 0401–0499, 0501–0599, 0601–0699, 0701–0799.
   В этом же стандарте приведены перечни летучих органических соединений (ЛОС), групп суммации, стойких органических загрязнителей (СОЗ), парниковых газов, озоноразрушающих, а также озонобезопасных веществ и их смесей.
   Летучие органические соединения способны вступать в фотохимические реакции в атмосфере с образованием озона и других окислителей. В группу ЛОС входят многие органические соединения – предельные, непредельные, ароматические и полициклические, галогенпроизводные углеводороды, спирты и фенолы, простые и сложные эфиры, альдегиды, кетоны, органические кислоты, окиси и перекиси, амины, нитросоединения и другие вещества, например бутан, метан, этан, пропан, стирол, толуол, гексан, пентан, циклогексан, бензол, дихлорэтан, четыреххлористый углерод, спирты, фенолы, эфиры и др.
   В настоящее время выделяют группу СОЗ, представляющих собой химические соединения различной природы и обладающих следующими свойствами: стойкость в окружающей среде; устойчивость к деградации; острая и хроническая токсичность; биоаккумуляция; трансграничный перенос на большие расстояния по воздуху, воде либо с мигрирующими видами.
   В первоначальный перечень из 12 химических веществ, предусмотренный Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях, принятой 22.05.2001 г. вошли 8 хлорсодержащих пестицидов – альдрин, эндрин, дильдрин, хлордан, ДДТ, токсафен, мирекс, гептахлор. Остальные – гексахлорбензол (ГХБ), полихлорированные бифенилы (ПХБ) и полихлорированные диоксины (ПХД) и фураны (ПХФ) – относятся к веществам, длительное время применяемым в качестве диэлектрических или охлаждающих жидкостей в электрооборудовании, пластификаторов и других добавок при производстве лаков, красок, смазочных масел, гидравлических жидкостей. Этот список СОЗ является окончательно незакрытым и Конвенцией предусмотрена возможность внесения в эти группы новых веществ по мере накопления необходимой информации. На данный период в перечень СОЗ внесены еще более двух десятков соединений (хлордекон, линдан, гексабромдифенил и др.).
   Одним из опасных загрязняющих веществ, вызывающим онкологические заболевания, относится всем известный бензопирен. Он образуется при сгорании любого топлива и для него установлено значение ПДК равное 1·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

воздуха.
   В настоящее время существенно возросла опасность общепланетарного отравления среды обитания человека диоксинами и родственными им соединениями. Название «диоксины» часто используется для семейства структурно и химически связанных полихлорированных дибензопарадиоксинов (ПХДД) и полихлорированных дибензофуранов (ПХДФ). Химическое название самого диоксина – 2,3,7,8-тетрахлородибензопарадиоксин (ТХДД). Некоторые диоксиноподобные ПХБ с похожими токсическими свойствами также входят в понятие «диоксины». Выявлено 419 типов относящихся к диоксинам соединений, но лишь 30 из них имеют значительную токсичность, а самым токсичным является ТХДД.
   Токсикологические характеристики диоксинов и подобных им соединений зависят от положения атомов хлора в молекуле. Особенно токсичны вещества, содержащие галогены в тех же местах, что и в молекуле 2,3,7,8-ТХДД. Он более ядовит, чем известные кураре, стрихнин, и является самым смертельным ядом из всех известных человечеству. Но диоксинов по химическому составу много, токсичность у них различная и человечество, сталкиваясь с ними, подвергается воздействию их смесей. Токсичность смесей оценивается по особым системам, где каждому соединению присваивается коэффициент токсичности относительно 2,3,7,8-ТХДД, общая токсичность смеси выражается в эквивалентном количестве этого соединения, так называемый диоксиновый эквивалент (ДЭ).
   Признаками поражения диоксинами являются снижение массы тела, потеря аппетита, появление угреобразной сыпи на лице и шее, не поддающейся лечению. Развивается поражение век. Наступают крайняя депрессия и сонливость. В дальнейшем поражение диоксином приводит к нарушениям функций иммунной, нервной систем, обмена веществ, изменению состава крови. При воздействии более высоких концентраций, диоксины могут вызывать мутагенный, тератогенный и эмбриотоксический эффект, приводить к онкозаболеваниям и пр. В Беларуси для диоксинов установлена ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в атмосферном воздухе (в пересчете на 2,3,7,8-ТХДД) равная 0,5·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а для воды – 2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

мг/дм -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   К озоноразрушающим веществам (ОРВ) относятся пентафторхлорэтан (ХФУ-115), трифторбромметан (галон-1301), дифторхлорбромметан (галон-1211), трифторхлорметан (ХФУ-13), тетрахлорметан, фторхлорметан (ГХФУ-31), фтордибромметан (ГБФУ-21В2) и др.
   Вредные вещества в зависимости от их свойств и условий их воздействия на человека (концентрация, доза, время) могут вызывать острые и хронические отравления (интоксикации). Важнейшей характеристикой вредного воздействия химического вещества является степень его вредности (токсичность).
   Токсичность – свойство веществ вызывать отравление (интоксикацию) организма. Она является мерой несовместимости вещества с жизнью. Например, это может быть средняя смертельная доза или концентрация химического вещества. В реальных условиях вероятность развития интоксикации обусловлена не только токсичностью, но и общим количеством поступившего в организм вредного вещества (дозой), опасным для жизни. Поэтому для классификации химических веществ введено и такое понятие, как «опасность».
   Опасность – вероятность возникновения вредных для здоровья последствий, являющихся результатом контакта человека с химическими веществами. Опасность характеризуется показателями, которые разделены на две группы.
   К первой группе относятся показатели потенциальной опасности, определяющие возможность попадания в организм вредного вещества:
   • средняя смертельная доза при введении в желудок – доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном введении в желудок (ДЛ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, мг/кг);
   • средняя смертельная доза при нанесении на кожу – доза вещества, вызывающая гибель 50 % животных при однократном нанесении на кожу (ДЛ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, мг/кг);
   • средняя смертельная концентрация в воздухе – концентрация вещества, вызывающая гибель 50 % животных при 2–4-часовом ингаляционном воздействии (СЛ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

);
   • коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) – отношение максимально допустимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества для мышей при двухчасовом воздействии.
   Ко второй группе относятся показатели реальной опасности:
   • зона острого действия – отношение смертельной концентрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящее за пределы приспособительных физиологических реакций;
   • зона хронического действия – отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных реакций, к минимальной концентрации, вызывающей вредное действие на организм в хроническом эксперименте (по 4 ч пять раз в неделю на протяжении не менее 4 месяцев).
   Считают, что вещество тем опаснее, чем меньше зона острого действия. Такое вещество опасно с точки зрения развития тяжелых (смертельных) форм отравлений. Зона хронического действия характеризует хроническое отравление, проявления которого развиваются скрытно по мере постепенного накопления вредного вещества и увеличения его токсического действия. Например, при длительном воздействии свинца, ртути или кадмия развиваются хронические интоксикации. Эти вещества обладают способностью накапливаться и медленно выводятся из организма. Свинец откладывается в костях, ртуть и кадмий – в почках, марганец – в печени.
   Классификацию опасности веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в табл. 5.1.

   Таблица 5.1.Показатели токсичности вредных веществ

   Отнесение вещества к классу опасности проводят по показателю, значение которого является максимальным.
   По степени воздействия на организм человека все химические вещества подразделяют на четыре класса опасности:
   • 1-й класс – чрезвычайно опасные, значения ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

которых в воздухе рабочей зоны не превышают 0,1 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   • 2-й класс – высокоопасные со значением ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

от 0,1 до 1 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   • 3-й класс – умеренно опасные со значением ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

от 1,1 до 10 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   • 4-й класс – малоопасные со значением ПДК > 10 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Вредные химические вещества могут поступать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожный покров и слизистые оболочки. Независимо от пути проникновения, в организме вредные вещества подвергаются физико-химическим превращениям, биологическая направленность которых состоит в обезвреживании вредных веществ и выведении их из организма.
   Как правило, люди подвергаются одновременному, или совместному (комбинированному), воздействию сразу нескольких вредных веществ. Различают следующие виды комбинированного действия вредных веществ.
   Однонаправленное действие возникает, когда компоненты смеси действуют на одни и те же системы в организме. В этом случае суммарный эффект воздействия смеси равен сумме эффектов отдельных компонентов и должен отвечать соотношению где С – концентрации компонентов смеси; ПДК – предельно допустимые концентрации компонентов; n – количество веществ.

   Таким образом, сумма отношений концентраций каждого из компонентов не должна превышать единицы. Эффектом суммации, например, обладают группы аммиак, сероводород и формальдегид; озон, диоксид азота (IV) и формальдегид; диоксид азота (IV) и диоксид серы (IV); диоксид азота (IV), оксид углерода (II), фенол и диоксид серы (IV); сероводород и формальдегид; диоксид серы (IV) и фенол; диоксид серы (IV) и фтористые газообразные соединения; оксид углерода (II) и пыль цементного производства и др.
   Положительный синергизм (потенцирование) имеет место, когда одно вредное вещество усиливает токсическое действие другого. Это происходит вследствие подавления одним из вредных веществ деятельности систем организма, ответственных за обезвреживание другого вещества. Положительный синергизм отмечается, например, при совместном воздействии хлорофоса и винилфосфата, четыреххлористого углерода и этилендихлорида или оксида углерода и бензола. Никель усиливает свою токсичность в присутствии медьсодержащих соединений в 10 раз. Алкоголь повышает опасность отравления анилином и ртутью.
   Атмосферный воздух всегда загрязнен несколькими веществами, которые обладают эффектами суммации или потенцирования.
   Отрицательный синергизм (антагонизм) проявляется в том, что одно химическое вещество ослабляет действие другого. Такое явление наблюдается, например, в отношении сернистого ангидрида и хлора, диоксида серы (IV) и аммиака, аммиака и оксида углерода (II). Это происходит вследствие химического взаимодействия указанных веществ с образованием малотоксичных соединений.
   Независимое действие вредных веществ проявляется при одновременном содержании в воздухе нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием. В этом случае их токсические индивидуальные эффекты не зависят один от другого. Например, пары бензола и раздражающие газы (оксиды азота, серы, хлор и др.) действуют на разные органы и системы, и значения их ПДК остаются такими же, как при изолированном действии каждого компонента.
   Обобщенная характеристика воздействия некоторых вредных веществ на организм человека представлена в табл. 5.2.

   Таблица 5.2.Воздействие основных загрязнителей на организм человека

5.2. Основные принципы оценки экологичности производства

   При оценке экологичности реального производства изучают степень его воздействия на окружающую среду и приближения к безотходному. Для этого можно воспользоваться следующими методами:
   • балансовым – составляются и анализируются материальные и энергетические балансы предприятия в целом или отдельных подразделений, технологических процессов, участков, основного оборудования и т. д.;
   • нормативным, когда используются научно обоснованные нормативы затрат сырья, материалов, энергии, удельных норм образования отходов и т. д.;
   • экспертным, когда учитываются результаты экологической сертификации, опыт и знания квалифицированных специалистов;
   • инструментальным, когда используются результаты непосредственных замеров качественных и количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ с помощью аттестованных приборов и по утвержденным методикам анализа;
   • расчетным, предусматривающим количественную оценку экологичности по теоретическим и эмпирическим зависимостям, которые получены путем обобщения результатов инструментальных исследований значительного количества аналогичных объектов.
   Наиболее полную и надежную информацию об источниках и объемах выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду можно получить из анализа материальных балансов. Они составляются на основании технологических схем, блок-схем входящих и выходящих материальных потоков. По данным материального баланса определяются удельные показатели выбросов, сбросов, отходов. Удельные энергозатраты оцениваются по результатам энергетического баланса. В конечном итоге степень экологичности производства заключается в оценке его безотходности.
   Эффект воздействия промышленного производства на окружающую среду определяется величинами входных и выходных потоков на всех стадиях жизненного цикла, так как используемые в процессе человеческой деятельности материалы и энергия не исчезают.
   Входные потоки делятся:
   • на материальные, которые связаны с добычей сырья, производством, транспортировкой, использованием, повторным использованием и утилизацией продукции;
   • энергетические, которые учитывают все используемые виды энергоресурсов (твердое, жидкое, газообразное топливо, электро энергия, водяной пар, сжатый воздух, компримированные газы, биомасса и пр.).
   Выходные потоки формируются из продукции, отходов, выбросов, сбросов и энергетических выделений.
   Концепция безотходного производства базируется на следующих положениях:
   • безотходное производство – это замкнутая система, организованная по аналогии с природными экологическими системами. Его основу должен составлять сознательно организованный человеком круговорот сырья, продукции и отходов;
   • при организации производства обязательно включение в него всех компонентов сырья и максимально возможное использование энергии (ограниченное вторым законом термодинамики). Таким образом, экологически чистые производства нужно называть малоотходными и ресурсосберегающими.
   Малоотходное производство обеспечивает сохранение нормального функционирования окружающей среды и сложившегося экологического равновесия. Критерии качества окружающей среды в настоящее время – ПДК и рассчитанные на их основе НДВ и НДС.
   При разработке безотходной или малоотходной технологии используются следующие принципы:
   • принцип системности, в соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы – ТПК в регионе и эколого-экономической системы в целом. Таким образом, принцип системности должен учитывать существующую взаимосвязь производственных, социальных и природных процессов;
   • принцип комплексного использования ресурсов требует максимального использования всех компонентов сырья, сопутствующих элементов, максимально возможной замены первичных сырьевых и энергетических ресурсов вторичными;
   • принцип цикличности материальных потоков (замкнутые водо– и газооборотные циклы) должен привести к формированию в отдельных регионах и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии;
   • принцип ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду (атмосферный воздух, воду, поверхность земли, рекреационные ресурсы и здоровье населения) в первую очередь связан с планомерным и целенаправленным ростом объемов производства и его экологического совершенства;
   • принцип рациональности организации производства предполагает оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным путем достижения этой цели являются разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств.
   При организации мало– или безотходного производства необходимо определить, какая часть сырья и материалов может быть направлена на длительное хранение или захоронение. Для этого в ряде отраслей промышленности России имеются количественные показатели оценки безотходности. В цветной металлургии широко используется коэффициент комплексности, определяемый долей полезных веществ, извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству (в процентах). На некоторых предприятиях он превышает 80 %. В угольной промышленности введен коэффициент безотходности производства, К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

:
   К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 0,33(К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

),
   где К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– коэффициенты использования породы, попутно забираемой воды и использования пылегазовых отходов соответственно.
   В первом приближении для практических целей значение коэфициента безотходности (или коэффициента комплексности), равное 75 % и выше, можно принять в качестве количественного критерия малоотходного производства, а 95 % – безотходного производства. При этом должна учитываться токсичность отходов.
   В химической промышленности используется коэффициент безотходности К который характеризует полноту использования минеральных и энергетических ресурсов, а также определяет интенсивность воздействия данного химического производства на окружающую среду. Он является безразмерной величиной, лежит в интервале от 0 до 1 и выражается формулой к -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

=ϕк -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

к -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

к -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, где ϕ– коэффициент пропорциональности, определяемый эмпирически; К – коэффициент, характеризующий полноту использования материальных ресурсов, его можно рассчитать, зная массу основной продукции, массу основного сырья и материалов основного производства, массу дополнительного сырья и материалов; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– коэффициент, характеризующий полноту использования энергетических ресурсов, он равен К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= = КПД -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/КПД -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– коэффициент соответствия экологическим требованиям (коэффициент экологичности), рассчитывается с учетом фактического ущерба (р./год) и допустимого ущерба, который возникает в случае соответствия сбросов и выбросов значениям нормативов ПДК (р./год).
   Если расчетные значения К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

лежат в пределах 0,75–0,8, то производство относится к малоотходному, а при К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 0,9–0,98 – к безотходному.
   Коэффициент экологического действия на окружающую среду может также определяться как где В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– теоретическое воздействие, необходимое для производства; В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– фактическое воздействие.

   Если В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

>> В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, то К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

→ 0, т. е. данное производство абсолютно не учитывает требований экологической безопасности, и наоборот, чем больше значение К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, тем больше производство приближается к безотходному.
   Целесообразно также рассчитать экономический эффект от рационального использования сырья и ресурсов:
   Э = Э -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ Э -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ Э -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

,
   где Э -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– экономический эффект от использования отходов производства; Э -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– эффект от предотвращения социально-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды; Э -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– эффект от снижения затрат на добычу сырья (региональный эффект).
   При оценке технологий пищевой промышленности по указанной методике выявлено следующее. В сахарной промышленности к категории условно-безотходных технологий следует отнести процесс производства сахара при полном использовании свекловичного жома (на корм или сушку) с одновременным использованием фильтрационного осадка (К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 0,98), малоотходных – все остальные.
   В мукомольно-крупяной промышленности к условно-безотходным относятся все процессы мукомольного производства и почти все – крупяного, за исключением технологий производства рисовой и гречневой круп, которые следует отнести к категории рядовых.
   В крахмалопаточной промышленности к категории условно-безотходных не относится ни одна из исследованных технологий, при этом кукурузокрахмальные производства относятся к категории малоотходных, а картофелекрахмальные – к категории рядовых.
   В пивоваренной промышленности большинство исследованных технологий относятся к категории малоотходных, за исключением технологий получения на основе вторичных сырьевых ресурсов пивоварения (ВСР) белково-кормового продукта и утилизации углекислоты, которые могут быть отнесены к условно-безотходным.
   В спиртовой промышленности применяемые технологии относятся к категории рядовых и малоотходных.
   Следовательно, большинство технологических процессов, разрабатываемых и действующих в отраслях пищевой промышленности, можно отнести к категории малоотходных.
   Таким образом, методику количественной оценки технологических процессов производства по степени мало– и безотходности можно рассматривать как один из путей анализа ресурсосбережения и экологичности производств. Применение данной методики для оценки действующих и разрабатываемых технологий (производств) позволяет ранжировать их, что, в свою очередь, способствует внедрению наиболее прогрессивных технологий.
   В некоторых случаях, когда экономически нецелесообразно или технически сложно определить качество и количество выбросов, можно воспользоваться установленными удельными показателями.

5.3. Экологическая характеристика пищевой и перерабатывающей промышленности

   Пищевая и перерабатывающая промышленность, как и многие другие виды промышленной деятельности, является источником негативного воздействия на окружающую среду.
   По степени интенсивности взаимодействия предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности с окружающей средой первое место среди объектов природы занимают водные ресурсы, затем – почва и воздух.
   По расходу воды на единицу выпускаемой продукции пищевая и перерабатывающая промышленность занимает одно из первых мест среди других отраслей хозяйственной деятельности. К наиболее водоемким отраслям относятся мясная, молочная, крахмалопаточная, хлебопекарная и сахарная. Даже для предприятий, оборудованных системами оборотного водоснабжения, количество потребляемой свежей воды в несколько раз превышает объем перерабатываемого сырья. Высокий уровень водопотребления обусловливает и большой объем образования сточных вод. Так, в мясной промышленности он составляет 12,0–19,3 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на тонну мяса, в молочной – 4,8 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на тонну молока, или 60–80 % от потребляемой исходной воды, в крахмалопаточной – 15,11 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Среднегодовые данные о расходе воды и объеме сточных вод на предприятиях пищевой промышленности показаны в табл. 5.3.

   Таблица 5.3.Среднегодовые удельные показатели расхода воды и сброса сточных вод в пищевой и перерабатывающей промышленности

   *В зависимости от производительности предприятия.

   До 90 % используемых и загрязненных в процессе производства вод сбрасывается в канализацию предприятиями мясной промышленности, 58–60 % – хлебопекарной и т. д. На предприятиях большинства отраслей пищевой промышленности основной объем сточных вод образуется при гидротранспортировке и мойке сырья и оборудования.
   Широкая номенклатура перерабатываемого сырья и выпускаемой продукции наряду с разнообразием применяемых технологий предопределяет значительные различия в качественном составе сточных вод. Примеси, содержащиеся в сточных водах, в основном состоят из минеральных (взвешенные частицы земли, песка, глины и др.) и органических веществ (остатки зеленой массы, корнеплодов, гуминовые вещества).
   Уровень биологической потребности в кислороде (БПК) и химической потребности в кислороде (ХПК) сточных вод в среднем составляет (мг О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/л): в мясной промышленности – соответственно 800 и 2000, в сахарной – 2400 и 7500, молочной – 1000–2400 и 1200–3000, для картофелекрахмального производства – 1680 и 1720.
   Наиболее вредными веществами, поступающими от производства пищевых продуктов в атмосферу, являются: диоксид и оксид углерода, пыль органических веществ, углеводороды, выбросы от сжигания топлива. По происхождению источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу разделяются на технологические (хвостовые выбросы технологических процессов, выбросы при продувке оборудования, из труб ТЭЦ, котельных и т. д.) и вентиляционные (выбросы общеобменной и местной вытяжной вентиляции). Удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в различных отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности приведены в табл. 5.4.

   Таблица 5.4.Удельные технологические выбросы в атмосферу загрязняющих веществ некоторыми производствами

   * – В зависимости от вида сушилок; ** – в зависимости от вида барды; *** – при бестарном способе хранения муки; **** – при тарном способе хранения муки.

   Самым распространенным выбросом в атмосферу на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности является пыль сухих продуктов.
   В основной массе отходы, поступающие в почву от предприятий пищевой промышленности, являются нетоксичными.
   Экологическая характеристика наиболее многотоннажных пищевых производств приводится ниже.
   Мясная промышленность. Основная доля вредных веществ, поступающих в окружающую среду от производства мяса и мясопродуктов, приходится на неочищенные и недостаточно очищенные сточные воды. Большая часть сточных вод мясокомбинатов относится к жиросодержащим и нуждается в предварительной их очистке перед сбросом в канализацию населенных пунктов и на сооружения биологической очистки.
   Молочная промышленность. На предприятиях молочной промышленности сточные воды составляют 80–90 % от потребляемой предприятиями исходной воды. Так, при среднем удельном расходе воды 5 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/т молока на заводе с переработкой 100 т молока в сутки образуется 480 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

сточных вод.
   Сточные воды содержат большое количество органических соединений (белки, жиры, молочный сахар), обусловленное потерями сырья и отходами при производстве молочных продуктов. Кроме того, сточные воды содержат неорганические соединения: моющие вещества, соединения металлов и др.
   Основными источниками загрязнения воздуха на предприятиях молочной промышленности являются:
   • производство сухого цельного и обезжиренного молока (сушильные установки, огневые калориферы);
   • производство казеина (дробилки, казеиносушилки);
   • производство мороженого (печи для выпечки вафель);
   • сыродельный цех (парафинеры, коптилки колбасного сыра);
   • жестяно-баночный цех (лакировка, лужение, пайка);
   • паросиловое оборудование (котельная);
   • автотранспортные средства.
   Загрязняют атмосферу также выбросы от открытых очистных сооружений (аэротенки, аэроканалы и др.), прудов-отстойников и других сооружений для сточных вод.
   Зерноперерабатывающая промышленность. В процессе хранения и переработки сырья на зерноперерабатывающих предприятиях в атмосферу выделяются частицы зерновых культур (в виде лузги, половы, зерновых оболочек, частиц почвы, соломы, пыльцы, семян сорняков и др.), а также часть готовой продукции (мука, мучка). Подавляющая часть выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ является веществами растительного происхождения, незначительную часть составляют минеральные вещества в виде частиц почвы. Выбрасываемая предприятиями отрасли пыль представляет собой мелкие частицы (до 250 мкм). Пыль растительного происхождения может являться питательной средой для развития микроорганизмов. Так, в мучной пыли обнаружены значительные количества бактерий (стафилококк, стрептококк и др.).
   В качестве загрязняющих веществ сточных вод хлебопекарных предприятий могут быть: сырьевые материалы (мука, соль поваренная, сахар, повидло, кремы, дрожжи, жиры, яйца, изюм и другие пищевые добавки), а также загрязнения, образующиеся при санитарной обработке оборудования, помещения и территории.
   Спиртовая промышленность. Основными загрязняющими веществами предприятий спиртовой промышленности являются пары спирта и взвешенные вещества. Источники выделений паров спирта в производстве – бродильные аппараты, брагоректификационные установки, спиртоприемное и спиртоотпускное отделения, спиртохранилища. Если в качестве сырья используется зерно, то при его разгрузке и транспортировании выделяется значительное количество зерновой пыли.
   На заводах с цехами кормовых дрожжей имеют место значительные выбросы микроорганизмов из дрожжерастительных аппаратов и особенно из распылительных сушильных установок. Так, выбросы при дрожжегенерации составляют на 1 т сухих дрожжей из зерновой барды 9–21 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а из картофельной – 12–40 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Выбросы из сушилок на 1 т сухих дрожжей из зерновой барды составляют 90–170 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, из картофельной – 100–330 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Спиртовые заводы являются потребителями большого количества воды: 1,5–2,5 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на 1 дал основной продукции. Вода входит в состав продуктов и полупродуктов, участвует в технологических процессах, является хладоагентом для охлаждения оборудования и материалов, используется на парообразование, для мойки и гидротранспортирования картофеля, на хозяйственно-бытовые нужды.
   Наибольшее количество воды (60–80 %) расходуется на теплообмен (охлаждение технологических сред), а при производстве спирта из картофеля – на процесс гидротранспортирования и мойки сочного сырья.
   Количество сточных вод, выпускаемых в водоемы, в расчете на 1 дал спирта составляет 1,1–2,0 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, безвозвратное потребление и потери воды в производстве составляют 0,1–0,2 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на 1 дал спирта. Сточные воды характеризуются высокой загрязненностью.
   Картофелекрахмальная промышленность. Наиболее водоемкими операциями картофелекрахмального производства являются: гидротранспортирование картофеля, его мойка, вымывание крахмала из кашки, промывание мелкой и крупной мезги, рафинирование крахмального молока и промывание крахмала. Вода расходуется также на мытье оборудования, полов, лабораторные нужды.
   Расход воды на транспортирование картофеля зависит от его качества, степени загрязненности, длины транспортера, его формы, уклона канавки и других показателей, составляет в среднем 6 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на 1 т картофеля. Расход воды на мойку картофеля колеблется в пределах 3–5 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на 1 т перерабатываемого картофеля.
   Сахарная промышленность. Сахарные заводы могут загрязнять окружающую среду производственными сточными водами, фильтрационными и транспортерно-моечными осадками, отсевом, недопалом и пережогом известнякового камня, дымовыми газами ТЭЦ и котельных, газопылевыми выбросами, механическими примесями свеклы и др. Эти загрязнения различаются по агрегатному состоянию, характеру воздействия на окружающую среду и объемам образования.
   Загрязняющие вещества, поступающие со сбрасываемыми водами в поверхностные водоемы, состоят из минеральных (песок, земля, глина, ил, растворимые в воде соли, кислоты, щелочи и др.) и органических (остатки зеленой массы и корнеплодов, отходы производства, нефтепродукты и др.) соединений.
   В целом состав сточных вод зависит от многих факторов: почвы зоны свеклосеяния и агрометеорологических условий возделывания свеклы, принципиальной технологической схемы переработки, наличия и состава источников водоснабжения, способов очистки воды и наличия оборотных систем, общей экологической обстановки в зоне завода и др.
   Плодоовощная консервная промышленность. В процессе производства плодоовощных консервов используется большое количество воды. Сточные воды предприятий по переработке плодов и овощей образуются в результате обработки сырья и полуфабрикатов и при мойке технологического оборудования, стеклянной тары и полов.
   Сточные воды содержат механические остатки плодов и овощей, продукты их разложения, песок, а также моющие средства. Органическая фракция сточных вод содержит растворимые коллоидные и диспергированные вещества, смываемые с сырья при мойке, экстрагируемые при термообработке, выносимые с соками, сиропами, маринадами. В отдельных случаях в производственные сточные воды может переходить от 12 до 35 % от массы переработанного сырья. В значительных количествах могут содержаться в них растительные и животные жиры. Неорганическая фракция сточных вод содержит растворы щелочей, кислот и их соединений, фосфатов, растворителей, используемых для мойки тары и оборудования.
   Кондитерские производства. Кондитерские цеха и фабрики перерабатывают различное сырье (сахар, патоку, фруктовое пюре, какао, молоко и молочные продукты), поэтому сточные воды имеют специфические загрязнения. Источниками их образования являются технологические процессы, мойка и охлаждение оборудования. Основное количество сточных вод в кондитерском производстве образуется при мойке варочных аппаратов, технологических трубопроводов, приемных емкостей, а также за счет конденсата от уварки исходного сырья.
   Водоотведение на кондитерских фабриках характеризуется залповым сбросом. Коэффициент неравномерности водоотведения равен примерно 2,5. Максимальные расходы сточных вод по времени совпадают с началом и концом рабочего дня.
   Предприятия пивоваренной и безалкогольной промышленности. К этой отрасли относятся производства солода, пива, безалкогольных напитков, товарных сиропов, хлебного кваса, концентрата квасного сусла и минеральных вод.
   При производстве пива вода расходуется как сырье и на охлаждение сусла в холодильнике; гидравлическое удаление солодовой и хмельной дробины; мойку оборудования, бутылок и трубопроводов; нужды холодильно-компрессорной станции. Вода после охлаждения сусла может использоваться в системе горячего водоснабжения предприятия или сбрасывается в сеть незагрязненных сточных вод.
   При производстве солода вода расходуется на технологические нужды: мойку ячменя; гидравлическое транспортирование ячменя; мойку оборудования; для холодильно-компрессорных станций и кондиционирования воздуха.
   При производстве безалкогольных напитков вода расходуется на варку сиропа, приготовление купажа, охлаждение сиропа и сусла, разведение гущи, мойку оборудования, бутылок, технологических трубопроводов и для холодильно-компрессорной станции.
   Все производственные сточные воды после мойки оборудования, трубопроводов и полов поступают в сеть производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Неиспользуемая повторно вода после охлаждения аппаратов поступает в ливневую канализацию. Такая вода загрязнена органическими веществами, поступающими неравномерно, в основном в конце смены.
   Рыбоперерабатывающие предприятия. К обрабатывающим предприятиям рыбного хозяйства относятся: консервные заводы, коптильные и кулинарные производства, рыбокомбинаты. На рыбоперерабатывающих предприятиях вода в основном расходуется на разделку рыбы и дефростацию рыбы, охлаждение консервов, мытье оборудования и тары.
   Более подробная экологическая характеристика пищевых и перерабатывающих предприятий дана в справочнике [19].

5.4. Экологическая характеристика автотранспорта

   Большая часть выбросов загрязняющих веществ в атмосферу Беларуси поступает от автотранспорта, который является мобильным источником загрязнения и имеется на любом промышленном предприятии.
   Вклад этого источника в уровень загрязнения окружающей среды с каждым годом возрастает и составляет более 1 млн т в год, т. е. более 71 % от всего валового выброса загрязняющих веществ в воздушный бассейн республики. На долю автотранспорта приходится около 87 % угарного газа, 68 % углеводородов и более 59 % оксидов азота. С мобильными источниками связаны также выбросы высокотоксичного бензопирена – около 0,75 т в год.
   Распределение механических транспортных средств по экологическим классам осуществляется в соответствии с СТБ 1848–2009 «Транспорт дорожный. Экологические классы». В ЕС экологические классы механических транспортных средств известны под названием «Стандарт Евро».
   Экологический класс должен устанавливать производитель механического транспортного средства и указывать его в техническом паспорте. Если в технических паспортах нет информации об экологическом классе механического транспортного средства, то Минприроды рекомендует следующую классификацию (табл. 5.5).

   Таблица 5.5.Экологические классы транспортных средств

   Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными веществами отработавших газов, сажей, парами топлива, но и продуктами износа деталей, фрикционных материалов (накладки тормозов, дисков сцепления – источники асбестосодержащих пылей), дорожного покрытия и шин при их взаимном трении (покрытие зимой изнашивается на толщину до 6 мм, летом – до 2 мм, а износ шин на 1 км дороги при интенсивности движения 5000 автомобилей в час составляет 250 кг/год). Выброс резиновой пыли при эксплуатации легковых автомобилей составляет 1,35 кг; грузовых – 17,1; автобусов – 53,2 кг в год на одну транспортную единицу, а асбестосодержащей пыли (до 30 % асбеста) от износа тормозных накладок – 0,8–1,5 кг в год.
   Загрязнение водных ресурсов связано с мойкой транспортных средств, входящей в регламент ежедневного технического обслуживания, а также агрегатов и деталей при осуществлении ремонта (табл. 5.6).

   Таблица 5.6.Количество загрязнений, образующихся при мойке транспортных средств

   Расход воды на мойку легкового, грузового автомобилей и автобуса составляет при ручной мойке 500, 700 и 800 л/сут соответственно, а при механической мойке нормы повышаются до 1000 и 1500 л/сут (для грузовых автомобилей и автобусов). Сточные воды после мойки содержат нефтепродукты и взвешенные вещества (до 5 г/л), поверхностно-активные вещества (до 0,1 г/л), щелочные электролиты (до 20 г/л).
   По данным Московского государственного автомобильно-дорожного института (Технического университета) (МАДИ – ТУ), транспортные предприятия вывозят на свалки и полигоны более 0,25 т твердых отходов, сбрасывают 0,1 т сточных вод в водоемы в среднем на единицу подвижного состава.
   Кроме того, на территории автотранспортных предприятий складируются такие отходы, как утильные покрышки и аккумуляторы. Масса утильных шин составляет для легковых машин – 9,85 кг; грузовых – 124,9, автобусов – 390,4 кг на одно транспортное средство в год. По республиканским нормативам образования отходов, утвержденным Постановлением Минприроды Республики Беларусь № 89 от 22.11.2007 г., износ шин и автомобильных камер составляет для легковых, грузовых автомобилей и автобусов соответственно 3,7; 19,1 и 17,3 кг на 10 тыс. км пробега.
   Показатели образования отработанных моторных масел автотранспортом на 100 л израсходованного топлива составляют: для легковых автомобилей – 0,56 л, грузовых – 0,71–0,77, автобусов – 0,73–0,85 л. Отходы трансмиссионных масел находятся в пределах 0,02–0,06 л на 100 л израсходованного топлива.
   Отработавшие газы автомобилей опасны тем, что они в больших количествах выбрасываются повсеместно – на улицах, дорогах, в жилой зоне, причем непосредственно в зону дыхания людей, где их рассеяние затруднено. Количество загрязняющих веществ в атмосфере зависит от численности и структуры автомобильного парка, технического состояния автомобилей и прежде всего их двигателей. Только из-за отсутствия необходимой регулировки карбюраторного двигателя выброс угарного газа может возрастать в 4–5 раз.
   Количество и состав отработавших газов автомашин зависят от режима работы двигателей в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению загрязняющих веществ.
   Для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на основании европейского опыта в Беларуси разработаны и утверждены Правила с соответствующим программным обеспечением ТКП 17.08-03-2006 «Охрана окружающей среды и природопользование. Атмосфера. Выбросы загрязняющих веществ и парниковых газов в атмосферный воздух. Правила расчета выбросов механическими транспортными средствами в населенных пунктах».
   Для снижения уровня воздействия автотранспорта на окружающую среду существует множество мероприятий: нормирование экологических параметров транспортных средств (токсичности отработавших газов, предельных уровней шума и вибрации, электромагнитного излучения, микроклимата в кабинах автотранспортных средств и др.); совершенствование двигателей внутреннего сгорания; повышение качества автомобильного топлива; использование эффективных нейтрализаторов загрязняющих веществ в выхлопных газах автомашин; перевод автотранспорта на более чистые виды топлива (сжиженный газ, водород, спирты и др.); использование для движения транспорта электрической, солнечной, ветровой энергии; рациональная организация автомобильного движения в городах с использованием автоматизированной системы управления городским транспортом; использование методов защитного и эколого-ландшафтного озеленения и благоустройства придорожных полос и многое другое.
   Наиболее эффективным приемом стимулирования работ по снижению выбросов загрязняющих веществ автотранспортом является нормирование токсичности отработавших газов. Комплекс действующих стандартов в этой области определяет два вида испытаний – эксплуатационные и сертификационные. Для оценки экологических показателей автотранспортных средств полной массой до 3,5 т применяются пять типов испытаний на специальных стендах, в результате которых проверяется соответствие нормам:
   • уровня содержания в выхлопных газах СО (II), С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, твердых частиц после запуска холодного двигателя при имитации движения автомобиля;
   • концентрации СО (II) в режиме холостого хода;
   • выбросов картерных газов;
   • выбросов в результате испарения топлива из системы питания;
   • долговечности устройств, предназначенных для предотвращения загрязнения воздуха.
   Нормы выбросов для легковых и грузовых автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями существенно различаются (табл. 5.7, 5.8).

   Таблица 5.7.Нормы выбросов для легковых автомобилей массой до 1250 кг

   * Принятые показатели в России с 1999 г; ** C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; через косяк даны показатели: бензиновые/дизельные.

   Таблица 5.8.Нормы выбросов дизельных грузовых автомобилей и автобусов

   * – Неметановые углеводороды; ** – Россия с 1999 г.

   Автотранспорт является также источником шумового и вибрационного загрязнений окружающей среды. Уровень шума грузового автомобиля составляет 85–96 дБА, легкового – 82–88, автобуса – 80–95 и мотоцикла – 86–108 дБА.
   Существенного снижения выбросов загрязняющих веществ автотранспортом можно достичь использованием альтернативных видов топлива (табл. 5.9).

   Таблица 5.9.Выбросы загрязняющих веществ автомобилем ГАЗ-2410 при работе на разных видах топлива (г/км, данные НАМИ)

   Перспективным заменителем традиционного топлива для автотранспорта является водород. При его сжигании в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) выбрасывается водяной пар, отсутствуют загрязняющие вещества и запахи, т. е. по существу такие двигатели являются экологически чистыми. Жидкий водород почти в 10 раз легче бензина. Водородный двигатель в ряде случаев может быть примерно на 50 % эффективнее бензинового, поскольку работает на обедненной смеси, имеет высокую степень сжатия, очень небольшое опережение зажигания и полное сгорание топлива.
   На одном из международных конкурсов был продемонстрирован автомобиль «Фольксваген», работающий на водородно-кислородной смеси. Его выхлопные газы были чище городского воздуха, засасываемого в карбюратор двигателя.
   Большую роль в снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу сыграет перевод автотранспорта на так называемое биотопливо (этанол, метанол, биодизель), которое получают из растительного сырья. Уже сейчас на многих заправочных станциях Германии биодизель продается наряду с обычным бензином. В Бразилии уже давно используют в качестве топлива этанол, получаемый из сахарного тростника и кукурузы. В Европе уже большую часть производимого этанола используют в качестве добавки к дизтопливу и только 15 % – для получения алкогольной продукции. В Малайзии планируется в ближайшие годы построить 52 завода по производству биодизеля из пальмового масла. Согласно резолюции ООН к 2020 г. на биодизеле будут работать 23 % автомобильного парка планеты.
   В настоящее время Минский моторный завод рассматривает возможность создания дизельных двигателей, работающих на топливе с 30 % содержанием метилэфира из рапсового масла, который производится на ОАО «ГродноАзот».
   Интенсивно проводятся работы по совершенствованию наиболее важных узлов транспортных устройств, например электронной системы управления временем открытия и высотой подъема клапанов, бескулачкового привода клапана, шестискоростной трансмиссии с бесступенчатым непрерывным вариатором, насосов с ручным управлением и усилителем, новых легких материалов и т. п. Такие усовершенствования позволят существенно снизить расход топлива автотранспортных средств.

5.5. Экологические проблемы энергетики

Значительное воздействие на окружающую среду оказывают предприятия энергетики. Наибольшую опасность представляют тепловые электрические (ТЭС) и котельные установки. При сжигании углеродсодержащего топлива (угля, нефти, газа и др.) неизбежно химическое загрязнение окружающей среды. Наибольшее количество выбросов вредных веществ в окружающую среду характерно для ТЭС и котельных установок, работающих на твердом топливе, особенно бурых углях (табл. 5.10). На производство 1 кВт·ч электроэнергии расходуется 300–400 г угля, т. е. крупная ТЭС расходует его миллионами тонн в год.

Таблица 5.10.Выбросы вредных веществ в атмосферу при сжигании различных видов топлива на ТЭС

   Газопылевые выбросы ТЭС и котельных установок загрязняют атмосферу углекислым газом, золой, оксидами азота, углерода и серы, тяжелыми металлами, бензопиреном и другими вредными веществами. Не все знают, что уголь обладает небольшой природной радиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то ее суммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у атомных электрических станций (АЭС). Наибольшей радиоактивностью характеризуются угли Кузбасса, Донбасса и Экибастуза, при сжигании которых на ТЭС в выбросах возрастает содержание радия-226 и свинца-210, накапливающегося в основном в золе. После сжигания угля концентрация свинца в золе увеличивается в 5–10 раз, а радия – в 3–6 раз.
   При сжигании мазута в атмосферный воздух выбрасываются диоксид (IV) и оксид углерода (II), сернистый газ, оксиды азота, сажа, углеводороды, твердые частицы, в состав которых входят оксиды различных химических элементов (табл. 5.11).

   Таблица 5.11.Состав золы уноса, образующейся при сжигании мазута на ТЭС

   Для рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере на ТЭС строятся дорогостоящие трубы высотой 200–300 м, поэтому зона влияния выбросов ТЭС на окружающую среду увеличивается и ощущается на больших расстояниях (до 50 км от источника выбросов).
   В электроэнергетике на долю углекислого газа приходится около 99,7 % от всей массы выброса парниковых газов. Коэффициенты эмиссии при сжигании 1 т у. т. (условного топлива) составляют для природного газа – 1,62 т, мазута – 2,28 и угля – 2,76 т СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Выбросы ТЭС вносят существенный вклад в глобальные и локальные последствия загрязнения атмосферы (парниковый эффект, кислотные дожди, озоновые дыры).
   Размеры промышленных площадок ТЭС достигают 3–4 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. На этой территории полностью изменяются рельеф местности, характеристики и распределение воздушных течений и поверхностного стока, нарушаются почвенный слой, растительный покров, режим грунтовых вод.
   Выброс больших количеств теплоты и влаги из градирен вызывает снижение солнечной освещенности, приводит к образованию низкой облачности и туманов, моросящих дождей, инея, гололеда, обледенения дорог и конструкций. В теплый период года в результате испарения с земли конденсата возможно засоление почв.
   В технологическом цикле электростанций более 95 % воды, необходимой для охлаждения турбин, нагревается на 8–12 °С и сбрасывается в водоемы. Крупные ТЭС сбрасывают в водоемы подогретую воду с расходом 250–300 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч. Для охлаждения турбин угольных ТЭС тратится до 60 % энергии, содержащейся в топливе. Необходимость создания водохранилищ – охладителей для мощных электростанций с поверхностью зеркала 20–30 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

приводит к перераспределению стока, изменению режима паводков, разливов, запасов грунтовых вод, условий рыбоводства, существенно изменяет условия существования экосистем.
   Сточные воды и ливневые стоки с территории ТЭС загрязняются отходами технологических циклов энергоустановок (нефтепродукты, шлаки, обмывочные воды). Их сброс в водоемы может привести к гибели водных организмов, снизить способность водоема к самоочищению.
   Отрицательное влияние на природные условия оказывают золоотвалы: земля исключается из сельскохозяйственного оборота, происходит загрязнение грунтовых и поверхностных вод, атмосферы, нарушается функционирование природных экосистем.
   Многие десятилетия считали, что гидроэлектростанции (ГЭС) являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. В мире построено и действует большое количество крупных и малых ГЭС, в том числе на равнинной местности, как в Беларуси. Однако теперь стало ясно, что этим строительством нанесен серьезный урон и природе и людям.
   Во-первых, воздействие ГЭС на окружающую среду связано с необходимостью затопления значительных площадей земель сельско– и лесохозяйственного назначения с переселением людей в другие места.
   Во-вторых, перегораживая реку, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. Возведение плотин на реке изменяет кормовую базу и условия воспроизводства, приводит к гибели рыбы в водозаборах. При этом могут сократиться запасы ценных промысловых рыб, а в некоторых случаях и исчезнуть популяции тех или иных видов. Для предотвращения этих нежелательных последствий в проектах ГЭС необходимо предусматривать специальные мероприятия, в том числе и строительство рыбопропускных и рыбозащитных сооружений.
   В-третьих, вода в мелководных водохранилищах интенсивно прогревается солнцем, создавая условия для роста синезеленых водорослей, которые гниют, заражая воду и атмосферу, застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки.
   В-четвертых, местное повышение уровня воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням.
   Кроме того, крупные водохранилища ГЭС могут изменять микроклимат прилегающих территорий. При этом снижаются летние максимумы температуры на 2–3 °С, повышаются зимние минимумы на 1–2 °С и влажность воздуха. Этот список отрицательных последствий строительства ГЭС на равнинных реках можно продолжить.
   Крупные высотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью. В мировой практике известно несколько случаев, когда прорыв таких плотин привел к огромным разрушениям и гибели сотен и тысяч людей.
   В атомной энергетике развиваются два направления получения энергии: путем деления атомных ядер тяжелых элементов (ядерная энергетика) и путем синтеза ядер легких элементов (термоядерная энергетика). Действительно, возможности ядерной энергетики впечатляющие: по энергетической ценности 1000 т угля или 530 т мазута эквивалентны 0,33 кг урана на АЭС и 45 г дейтерия – на термоядерных реакторах.
   С экологической точки зрения АЭС являются наиболее чистыми среди других ныне действующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается специалистами, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы АЭС предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды, по крайней мере 99,999 % всех получающихся радиоактивных отходов.
   В процессе эксплуатации АЭС образуются газообразные, жидкие и твердые радиоактивные отходы. В газовоздушных выбросах АЭС содержится небольшое количество трития, радиоактивных изотопов ксенона, криптона, йода, осколки деления ядер, продукты активации. Объем твердых отходов ежегодно достигает 2000–3000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Основным видом твердых отходов является отработанное ядерное топливо (ОЯТ), вследствие необходимости ежегодной замены около трети тепловыделяющих элементов новыми, так как коэффициент использования ядерного топлива составляет менее 3–5 %, остальная его часть поступает в отходы. В жидких и твердых отходах содержатся, как правило, долгоживущие радионуклиды с большим периодом полураспада, представляющие собой опасность для всей биоты. ОЯТ необходимо хранить в специальных хранилищах, которые требуют особого технического обслуживания.
   Атомные электрические станции оказывают сильное тепловое воздействие на окружающую среду, особенно на естественные водоемы. Сброс теплоты от АЭС в 1,5–1,8 раза больше, чем от ТЭС, что объясняется разницей в значениях КПД, равной 30–40 %. Расход воды на охлаждение мощной АЭС достигает 180 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с, причем температура охлаждающей воды, поступающей в водоемы, составляет 40–45 °С. Такие тепловые сбросы могут приводить к изменению теплового режима рек и озер и, как следствие, к гибели отдельных водных организмов.
   Продолжительность эксплуатации (расчетный срок службы) АЭС составляет около 60 лет, после этого должен быть произведен демонтаж оборудования, зданий, сооружений, рекультивирована промышленная площадка. Подсчитано, что на эти работы необходимо затратить средства, соизмеримые со стоимостью строительства самой АЭС.
   Руководством Республики Беларусь принято решение о строительстве на территории республики современной АЭС с двумя энергоблоками суммарной электрической мощностью 2400 МВт. Строительство ее может осуществиться за 7–9 лет, а стоимость составит около 9 млрд дол. Предполагается запустить в эксплуатацию первый реактор в 2017 г., а второй – к 2018 г. С вводом в эксплуатацию АЭС Беларусь сэкономит более 5 млрд м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

природного газа в год.

   Таблица 5.12.Сравнительная экологическая характеристика работы электростанций

Сравнительная экологическая характеристика работы различных типов электростанций представлена в табл. 5.12.

Контрольные вопросы и задания

   1. Назовите основные источники вредных выбросов и воздействий на биосферу.
   2. Какими характеристиками и показателями опасности оцениваются вредные вещества?
   3. Охарактеризуйте наиболее опасные для биосферы ксенобиотики.
   4. Каково воздействие вредных веществ на организм человека?
   5. Как осуществляется оценка экологичности производства?
   6. Какими принципами определяется степень безотходности или малоотходности технологии?
   7. Приведите экологическую характеристику основных производств пищевой и перерабатывающей промышленности.
   8. Охарактеризуйте автотранспорт как источник загрязнения окружающей среды.
   9. Какие существуют методы снижения уровня воздействия автотранспорта на окружающую среду?
   10. Дайте экологическую характеристику предприятий энергетики.
   11. Как влияют предприятия энергетики на окружающую среду?
   12. Какие вам известны наиболее значимые экологические проблемы энергетики?

Глава 6. Организационные основы защиты окружающей среды

6.1. Основные принципы экологической безопасности

   Экологическая безопасность – это состояние защищенности окружающей среды, жизни и здоровья граждан от возможного вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
   На современном этапе развития проблемы охраны окружающей среды все большее значение приобретает такое понятие, как «экологическая безопасность». Экологическая безопасность представляет собой важную часть общей концепции безопасности человека и общества.
   В связи с важностью этой проблемы в Санкт-Петербурге 29.12.1992 г. Постановлением Межпарламентской Ассамблеи государств – участников Содружества Независимых Государств (СНГ) принят Рекомендательный законодательный акт «О принципах экологической безопасности в государствах содружества». Этот документ служит для разработки согласованной законодательной деятельности в области экологической безопасности государств – участников СНГ.
   К общим принципам формирования национальной политики в области экологической безопасности относятся:
   • приоритет безопасности для жизни и здоровья личности и общества в целом, общечеловеческих ценностей перед любыми другими сферами деятельности;
   • суверенитет государства над природными ресурсами;
   • непричинение ущерба окружающей среде за пределами юрисдикции государства;
   • взаимная консультация заинтересованных государств в ситуациях, развитие которых создает или может создавать угрозу экологической безопасности;
   • согласование государственного механизма возмещения ущерба;
   • неотвратимость ответственности за ущерб, причиненный трансграничным загрязнением (загрязнитель платит);
   • солидарная ответственность за ущерб, причиненный трансграничным загрязнением (загрязнитель платит);
   • солидарная ответственность государств-участников за причиненный вред;
   • платность природопользования;
   • согласование экологической политики государств;
   • согласование законодательной политики государств в области обеспечения экологической безопасности;
   • взаимопомощь государств при ликвидации последствий и предупреждении экологического бедствия;
   • широкое участие в международной деятельности в области экологической безопасности;
   • разрешительный порядок осуществления производственной и другой деятельности, способный создавать угрозу экологической безопасности населения или территории;
   • обязательность государственной экологической и санитарно-эпидемиологической экспертизы всех проектов строительства, реконструкции и производства любой продукции;
   • государственная поддержка мероприятий по оздоровлению среды обитания человека;
   • организация системы государственного экологического мониторинга состояния окружающей природной среды;
   • обеспечение полной, достоверной и своевременной информированности граждан, учреждений и организаций об угрозах экологической безопасности;
   • гласность планов осуществления деятельности, способной угрожать экологической безопасности населения, общества или природной среды.
   Перечисленные принципы находят свое отражение при разработке законодательных и иных НПА и ТНПА в Беларуси.
   Например, согласно Закону Республики Беларусь «Об охране окружающей среды» основными принципами охраны окружающей среды являются:
   • приоритет охраны жизни и здоровья человека;
   • научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов;
   • рациональное и неистощительное использование природных ресурсов;
   • платность природопользования;
   • соблюдение требований природоохранного законодательства, неотвратимость ответственности за его нарушение;
   • гласность в работе экологических организаций и тесная связь их с общественными объединениями и населением в решении природоохранных задач;
   • международное сотрудничество в области охраны окружающей среды и др.
   В основу экологической безопасности заложены Положения НСУР Республики Беларусь на период до 2020 г., Концепции национальной безопасности Республики Беларусь, Концепции государственной политики Республики Беларусь в области охраны окружающей среды, Стратегии в области охраны окружающей среды Республики Беларусь на период до 2020 г. и других документов.

6.2. Комплексное использование природных ресурсов

6.2.1. Общие сведения

   Комплексное использование природных ресурсов – это удовлетворение потребностей общества в определенных видах природных ресурсов, основанное на экономически и экологически оправданном использовании всех их полезных свойств, на максимально полной переработке и всестороннем вовлечении их в хозяйственный оборот с учетом перспектив развития различных отраслей хозяйственной деятельности, природоохранных норм и требований, интересов настоящего и будущих поколений людей. Этот принцип составляет основу рачительного и экономного использования природных богатств, максимального ограничения возможных негативных последствий антропогенного воздействия на окружающую среду.
   Для стимулирования работ по комплексной переработке полезных ископаемых в Беларуси действуют Правила рациональной комплексной переработки твердых полезных ископаемых, утвержденные Постановлением МЧС Республики Беларусь № 39 от 22.11.2004 г.
   Сущность комплексного подхода заключается в последовательной переработке сырья сложного состава в различные ценные продукты с целью наиболее полного использования всех компонентов сырья.
   Комплексная переработка сырья наиболее эффективно реализуется в деятельности таких производств и предприятий, как комбинаты или территориально-производственные комплексы (ТПК); к тому же отходы (твердые, жидкие, газообразные) одних производств используются в виде сырья на других. Экономический эффект подобной связи обусловлен использованием дешевого сырья (отходов) и возможностью ведения совместного общезаводского хозяйства (транспорт, энергетика, складирование материалов, очистные сооружения, централизованное подсобное обслуживание и т. п.). При этом на 60–70 % сокращаются капиталовложения в общезаводское хозяйство, что в итоге приводит к снижению себестоимости продукции.
   В настоящее время при производстве калийных удобрений в товарный продукт переходит немногим более 20 % от всего объема добычи сильвинитовой руды, остальное сырье – это отходы производства. Поэтому главнейшей задачей калийной промышленности является повышение степени извлечения полезного компонента при добыче из недр, снижение его потерь при переработке руды и утилизация отходов производства. Решение этой задачи позволит, с одной стороны, увеличить выпуск калийных удобрений без увеличения объемов добычи руды и, с другой стороны, обеспечить снижение количества образующихся отходов, складируемых на поверхности земли.
   Принцип комплексности предполагается реализовать при строительстве в Гомельской области горно-обогатительного комбината по добыче бурого угля, из которого будет производиться 600 тыс. т моторного топлива в год. В рамках этого проекта планируется построить электростанцию и химический комбинат для производства катализаторов, метанола и синтеза газа, которые служат сырьем для получения удобрений, пластмасс, резинотехнических изделий и других видов химической продукции.
   Таким образом, комплексное использование сырья является главным условием организации без– и малоотходных технологий.
   По определению ЕЭК ООН, безотходная технология – это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. В соответствии с этим определением безотходное производство является практически замкнутой системой, организованной по аналогии с природными экологическими системами. В природных системах отходы жизнедеятельности одних организмов используются другими и в целом осуществляется саморегулирующийся биогеохимический круговорот вещества и энергии.
   В основе организации безотходного производства лежит ряд принципов. Ключевым принципом является системность, в соответствии с которой каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент более сложной производственной системы, т. е. всего промышленного производства в регионе (территориально-производственного комплекса) или как элемент эколого-экономической системы.
   Следующим важнейшим принципом безотходного производства является комплексность использования сырьевых и энергетических ресурсов. Практически все используемое в настоящее время сырье является многокомпонентным, и в среднем более трети его стоимости составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены из сырья только при условии его комплексной переработки. Так, уже все серебро, висмут, платину и платиноиды, а также более 20 % золота и около 30 % серы получают попутно при комплексной переработке руд. Комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов не только имеет большое экологическое значение, но и повышает экономическую эффективность производства.
   Общий принцип создания безотходных производств – цикличность материальных потоков, важнейшие из которых – водный и газовоздушный. Для безотходного производства характерным является многократное использование воды и газовых потоков в основных технологических процессах, причем водоснабжение, водоотведение и очистка сточных вод рассматриваются как единая система водного хозяйства предприятия или региона.
   В безотходной технологии основной упор делается на локальную очистку жидких сбросов и газовоздушных выбросов. В перспективе все более широко будут использоваться в промышленности биологически доочищенные и обеззараженные сточные воды предприятий и городов. Очистка сточных вод и газовоздушных потоков должна обеспечивать одновременное извлечение и утилизацию ценных компонентов, причем эти процессы не считаются вспомогательными, а являются основными для производства готовой продукции.
   Одним из важнейших принципов организации безотходного производства является его экологичность, т. е. соблюдение предельно допустимых экологических нагрузок на окружающую среду. Этот принцип связан с сохранением и воспроизводством таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, пресная вода, почва, растительный и животный мир и т. д.
   Безотходное производство характеризуется также рациональностью его организации, т. е. использованием всего взаимосвязанного природно-ресурсного комплекса в регионе. При этом увеличение объема производства, номенклатуры выпускаемой продукции не приводит к ущербу, в том числе и косвенному с учетом смежных отраслей производства. Производство в данном случае одновременно оптимизируется по энерготехнологическим, экономическим, экологическим и социальным параметрам.
   Создание безотходных производств является длительным процессом, требующим решения ряда сложнейших взаимосвязанных технологических, экономических, организационных, психологических и других задач. Поэтому в настоящее время более реально следует рассматривать малоотходное производство.
   Под малоотходным понимается такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, а часть сырья и материалов по технологическим, организационным, экономическим или другим причинам переходит в неиспользуемые отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.
   В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие малоотходного производства на окружающую среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации, на базе которых устанавливаются научно-технические нормативы допустимых выбросов (НДВ) загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов (НДС) загрязняющих веществ в водоемы.
   В основу малоотходного производства заложены те же принципы, что и в основу безотходного производства. Но если создание безотходного производства на любом уровне возможно только при условии одновременного соблюдения всех перечисленных принципов, то для малоотходного производства приоритетной является задача ограничения воздействия на окружающую среду.
   Важнейшим условием существования малоотходного производства на данном этапе является необходимость использования вторичных ресурсов и обезвреживания неиспользуемых отходов и, в первую очередь, токсичных.

6.2.2. Использование вторичных ресурсов пищевых и перерабатывающих производств

   Принципиальные схемы комплексного использования сырья в отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности представлены в монографии [19].
   В процессе основного производства, как правило, получается один продукт (реже – несколько), являющийся конечной его целью. При этом значительная часть ценных компонентов (белка, углеводов, жира, витаминов и др.) остается либо в побочных продуктах, либо в отходах, переработка которых требует организации иных производств. Вместе с тем в пищевой и перерабатывающей промышленности имеется ряд отходов, которые в естественном виде могут быть непосредственно использованы как корм или другие виды продукции. Для таких видов отходов организация побочных производств не нужна.
   Основными направлениями использования вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) являются:
   • разработка прогрессивных технологических процессов получения новых видов пищевых продуктов и добавок, улучшающих пищевую и биологическую ценность продуктов, замена традиционных видов первичного сырья вторичным;
   • разработка и совершенствование технологий по производству полноценных, обогащенных полезными компонентами, стойких при хранении кормов для сельскохозяйственных животных на основе ВСР;
   • разработка новых технологических процессов производства из ВСР продукции технического назначения;
   • разработка технических средств и процессов, обеспечивающих сокращение выбросов и переведение их в экологически чистые формы, уменьшение расхода свежей воды и увеличение количества оборотной, уменьшение загрязненности сточных вод, извлечение из них полезных веществ и использование их для получения товарной продукции.
   В мясной промышленности перспективными направлениями использования вторичного сырья являются:
   • переработка субпродуктов II категории в пасты и эмульсии для последующей выработки пищевых продуктов (ливерных колбас, студней, низкосортных мясных изделий и др.);
   • увеличение выработки пищевой, лечебно-профилактической, технической и кормовой продукции из крови;
   • механическая дообвалка с использованием костного остатка для получения пищевого жира, сухих пищевых бульонов и кормовой муки;
   • переработка кости на пищевые жиры и кормовую муку на отечественных линиях типа Я8-ФЛ и др.;
   • дополнительное получение пищевого жира из жира-сырца на линии Я8-ФИБ;
   • переработка непищевых отходов для получения кормовых продуктов и др.
   В молочной промышленности к приоритетным направлениям использования ВСР относятся:
   • увеличение использования молочной сыворотки, обезжиренного молока и других вторичных ресурсов (BP) для выпуска пищевой продукции;
   • увеличение производства и расширение ассортимента молочной продукции с применением BP, в том числе с пониженным содержанием жира, обогащенной сывороточными белками;
   • создание производственных мощностей по переработке BP;
   • расширение объемов сушки BP, а также разработка и внедрение новых современных энергосберегающих методов их концентрирования (обратный осмос, мембранная технология и др.);
   • увеличение производства заменителей цельного молока (ЗЦМ), казеина, молочного сахара и других продуктов, стойких при хранении и удобных для транспортировки.
   Критерием полноты использования сырья должны стать показатели состава сточных вод, выбросов в атмосферу, а также отходов, поступающих от предприятий в окружающую среду.
   В масложировой промышленности наиболее перспективными являются следующие направления:
   • безотходная технология производства высококонцентрированных растительных белков на основе сои для использования в продуктах массового, детского, диетического, лечебно-профилактического питания;
   • внедрение комплекса мер для сокращения водопотребления, очистки бензожиросодержащих сточных вод с применением прогрессивных методов, в частности мембранных;
   • технология рафинации масел по схеме: паровая гидратация – нейтрализация в мыльно-щелочной среде – фильтрация с целью более полного извлечения и рационального использования фосфатидов, соапстоков и получения из них товарной продукции;
   • разработка и внедрение новых процессов и оборудования (котлоагрегатов), обеспечивающих производство технологическим паром за счет сжигания лузги.
   Проблема создания безотходных технологий в спиртовой отрасли связана с необходимостью рационального использования послеспиртовой и последрожжевой барды, сушки барды до концентрированных и сухих белково-углеводных кормопродуктов, утилизации СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, очистки сточных вод и др. Более рациональным является получение на основе биотехнологии белкового кормового продукта (БКП), содержащего 43–66 % протеина (в пересчете на сухое вещество).
   Одним из перспективных направлений использования послеспиртовой зерновой барды является получение сухих кормовых дрожжей, выращиваемых на цельной барде. Эта технология более чем в 2 раза производительнее традиционных и практически безотходна.
   В пивоваренной промышленности приоритетными направлениями можно считать следующие:
   • комплексную переработку ВСР на кормовые и другие продукты;
   • разработку биотехнологического метода переработки осадочных пивных дрожжей с получением автолизатов и гидролизатов;
   • внедрение повторного использования белковых отстоев и хмелевой дробины при изготовлении пивного сусла;
   • разработку и усовершенствование технологических процессов с получением продуктов пищевого назначения.
   В картофелекрахмальном производстве к ВСР относятся картофельная мезга и сок; в кукурузокрахмальном – экстракт, кукурузная мезга, глютен, кукурузный зародыш, кукурузная дробленка, которая частично может возвращаться в технологический процесс без доработки; в глюкозно-паточном производстве – фильтрационный осадок; в мальтозно-паточном – мальтозный жмых.
   Картофелекрахмальное производство относится к малоотходным производствам. Отходы характеризуются низким содержанием сухих веществ (3–5 %), поэтому в большинстве случаев остаются неиспользованными, что обостряет экологическую ситуацию. Особенно остро стоит проблема утилизации картофельного сока и поиска оптимальных способов извлечения из него белка.
   В последнее время дефицит белка в питании человека вызывает необходимость поиска дополнительных источников сырья для его получения.
   Один из перспективных источников белка – картофельный сок, являющийся отходом крахмалопаточной промышленности. Вопросы утилизации белка из картофельного сока тем более актуальны, что в настоящее время в мире отсутствуют достаточно эффективные технологии его переработки. Так как картофельный сок на воздухе быстро темнеет, приобретая темно-серый цвет, горьковатый вкус и привкус сырого картофеля, необходимо использовать качественное сырье, а также быстро измельчать картофель и отделять сок.
   Картофельный белок имеет высокую питательную ценность, содержит незаменимые аминокислоты, приближаясь к составу белка куриных яиц, а также является дешевым продуктом. В Австрии картофельный белок используют для получения закусочных низкокалорийных пищевых продуктов. В смесь можно добавлять молочный или яичный белок в виде гидролизатов, а также вкусовые, красящие, минеральные подслащивающие вещества. Продукт может использоваться как заменитель мяса, а также для приготовления японского творожистого сыра «Миссо».
   В сахарном производстве можно выделить следующие основные направления создания малоотходных технологических процессов:
   • реализация интенсивных методов отжима свежего жома («глубокий отжим» жома);
   • разработка способов интенсификации процесса сушки жома, в основном более экономичных методов сушки путем создания сушилок с низким удельным расходом теплоты, с использованием тепловой энергии низкопотенциальных теплоносителей (утфельных паров из последнего корпуса выпарной установки, конденсатов, отходящих газов ТЭЦ, отработанных газов высокотемпературных барабанных жомосушильных установок и др.);
   • получение из сушеного жома пищевых добавок и продуктов (пектина, клетчатки и др.);
   • разработка способа получения сухой мелассы для введения ее в качестве компонента в комбикорма для крупного рогатого скота;
   • разработка технологических процессов, обеспечивающих дополнительное извлечение сахара из мелассы путем деминерализации с применением ионообменных смол, обратного осмоса, ультрафильтрации и пр., а также использование мелассы в качестве сырья для получения фруктозы, рафинозы, лизина и других продуктов;
   • разработка и внедрение рациональных способов использования фильтрационного осадка (дефеката), в том числе ресурсосберегающей технологии для обжига мелкофракционного известняка, технологии для выработки из дефеката кормового белка и минерального порошка;
   • создание новых экологически чистых рациональных схем водопользования с оборотными системами и технических средств, обеспечивающих сокращение расхода свежей воды и сточных вод.

6.2.3. Переработка резиносодержащих отходов

   Изношенные шины представляют собой самый крупнотоннажный вид полимерсодержащих отходов, практически не подверженных естественному разложению. Общеизвестно, что мировые запасы изношенных автомобильных покрышек (ИАП) оцениваются в 25 млн т при их ежегодном приросте не менее 7 млн т. В странах СНГ ежегодный объем выбрасываемых автошин оценивается величиной более 1 млн т.
   Объемы образования амортизированных шин в небольших соизмеримых с Беларусью странах Европы приведены в табл. 6.1.

   Таблица 6.1.Объемы образования изношенных шин в некоторых странах Европы

   В 2010 г. в Беларуси образовалось 49,8 тыс. т резиносодержащих отходов, из них 45,3 тыс. т использовано, передано или реализовано перерабатывающим организациям. На конец 2010 г. в стране на территориях субъектов хозяйственной деятельности накоплено 19,4 тыс. т таких отходов, преимущественно ИАП.
   В настоящее время этот вид отходов производства и потребления складируется на территории предприятий и является существенным источником загрязнения окружающей среды. Во-первых, несмотря на то что автошины не подвергаются биологическому разложению, по мнению ряда исследователей, из резины в местах складирования шин может вымываться целый ряд токсичных органических соединений (азулен, бензотиазол, фенантрен, 2-метилбензотиазол, дефиниламин и др.) в зависимости от состава используемых при производстве автошин мягчителей, ускорителей вулканизации и других добавок. Поступление таких трудноразрушаемых веществ в окружающую среду может приводить к загрязнению подземных вод. Во-вторых, большое скопление автошин на территории предприятия создает повышенную пожарную опасность объекта. При горении автошин в воздух могут поступать вредные продукты сгорания (сажа, сернистый газ, пирен, фенантрен, антрацен, флуорантен, нафталин, бифенил, аценафтилен, флуорен, бензопирен и др.). В-третьих, при складировании изношенные автошины служат идеальным местом размножения грызунов и кровососущих насекомых, которые являются переносчиками целого ряда тяжелых инфекционных заболеваний.
   Также известно, что изношенные автошины – это ценное полимерное сырье, в каждой тонне которого содержится более 700 кг резины и 100–150 кг высококачественного металла. В свою очередь, резина содержит 45–55 % каучука и 25–35 % технического углерода. Эти отходы человеческой деятельности могут быть повторно использованы для производства топлива, резинотехнических изделий и материалов строительного назначения, т. е. экономически эффективная переработка автошин позволит не только решить экологические проблемы, но и обеспечить высокую рентабельность перерабатывающих производств.
   За рубежом ежегодно перерабатываются различные объемы ИАП – от 87 % в Японии, до 20–30 % в США и большинстве стран Европы. Для Республики Беларусь в условиях постоянного повышения цен на энергоносители замена части технологических топлив, таких как природный газ и мазут, углеводородсодержащими отходами, в том числе использованными автомобильными шинами, является чрезвычайно актуальным.
   Изношенные автошины могут применяться для устройства искусственных рифов, служащих местом обитания морской флоры и фауны. Так, например, фирмой «Гудьир» в 1970 г. у берегов Австралии был создан искусственный риф из 15 тыс. автошин. Аналогичные рифы созданы у берегов Флориды (215 тыс. автошин), Новой Зеландии, Ямайки, Греции и Японии. Около 200 нерестилищ для ценных видов рыб создано из изношенных автошин в Германии. Следует отметить, что при этом не наблюдается загрязнения морских вод какими-либо специфическими загрязняющими веществами.
   Изношенные автошины также используют для защиты склонов от ветровой и водной эрозии. Весьма интересна разработка фирмы «Органикой» (Германия), которая позволяет эффективно использовать ИАП в качестве звукоизолирующего ограждения вдоль автострад.
   Однако имеющийся мировой опыт свидетельствует, что наиболее распространенными методами утилизации изношенных автошин являются: сжигание их для выработки энергии, пиролиз при относительно низких температурах с получением легкого дистиллята, использование в качестве дополнительного технологического топлива в цементных печах, а также получение резиновой крошки и порошка, применяемых для замены натурального и синтетического каучука при изготовлении полимерных смесей и строительных материалов.
   Сжигание шин с целью получения энергии широко практикуется во всем мире. В западноевропейских странах (Англия, Германия, Италия) электроэнергию и теплоту из отходов резины и ИАП получают уже более четверти века.
   В Беларуси сжигание ИАП в цементных печах реализовано на ОАО «Красносельскстройматериалы» и ПРУП «Белорусский цементный завод». Авторы учебного пособия участвовали в разработке технологии сжигания ИАП в цементной печи № 4 ОАО «Красносельскстройматериалы» путем замены 10 % по теплоте природного газа на ИАП. Для этого необходимо подавать ИАП во вращающуюся печь 964,2 кг/ч, или 23,2 т/сутки, или 8200 т/год.
   Технологическая схема процесса утилизации изношенных автомобильных шин следующая: ИАП поступают автомобильным транспортом на цементный завод, складируются в специально отведенном помещении, сортируются. Затем после взвешивания ленточным транспортером ИАП подаются в специально оборудованное шлюзовое отверстие, расположенное на строго определенном расстоянии от головки горячей части вращающейся цементной печи. Согласно расчетным данным, время пребывания ИАП в печи 62,7 мин, а продолжительность нахождения газов до выхода из обреза печи составляет 7,5 с. Скорость движения газов в сечении печи – 10,78, а ИАП – 1,13 м/с.
   Как показали исследования, сжигание ИАП в цементных печах в рекомендуемом диапазоне не повышает экологическую опасность выбросов цементного производства.

6.2.4. Утилизация углеводородсодержащих отходов

   На конец 2010 г. на предприятиях и в организациях республики накопилось более 40 тыс. т шламов минеральных масел, других остатков, содержащих нефтепродукты, отходов добычи нефти, эмульсий и смесей нефтепродуктов, которые могут быть использованы в виде топлива.
   Отработанные нефтяные масла (ОНМ) являются одним из существенных источников загрязнения окружающей среды (почвы, водных источников и грунтовых вод). Огромный экологический ущерб наносит слив ОНМ в почву и водоемы; по данным зарубежных исследователей, он превышает по объему аварийные сбросы и потери нефти при ее добыче, транспортировании и переработке. В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества ОНМ (регенерация) для их повторного использования по прямому назначению или для иных целей.
   Технические масла применяют в промышленности и быту для смазки механизмов и в качестве рабочих жидкостей в различных гидросистемах, в электроэнергетике для изоляции и охлаждения электросилового оборудования. Обычно это нефтяные масла, содержащие противоокислительные, загущающие, антикоррозийные и другие присадки, улучшающие эксплуатационные свойства масел, а также растительные масла в качестве добавок.
   В процессе эксплуатации масла соприкасаются с металлами, подвергаются воздействию воздуха, температуры и других факторов, под влиянием которых с течением времени происходит изменение свойств: разложение, окисление, полимеризация и конденсация, обугливание, разжижение горючим, обводнение и загрязнение посторонними веществами. Перечисленные факторы действуют в комплексе и усиливают друг друга, ухудшая качество масла в процессе его эксплуатации. Так, наличие воды способствует окислению масла, а также развитию в нем биозагрязнений, которые развиваются на границе масло – вода. Механические примеси (а в их состав в большинстве случаев наряду с сажей входят металлы в виде продуктов коррозии) являются катализаторами окисления масел, в процессе которого образуются кислоты и различные смолисто-асфальтеновые соединения.
   Общее содержание образующихся нежелательных примесей может составлять 5–30 % в зависимости от срока и условий эксплуатации масел. Масла, содержащие загрязняющие примеси, не способны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть утилизированы и заменены свежими маслами.
   Существующая практика показывает, что в нынешних условиях трудно организовать селективный и технологически своевременный сбор ОНМ. Как правило, это будет смесь ОНМ и других нефтепродуктов, растворителей, промывочных жидкостей и прочих примесей. При этом необходимо учитывать, что, с одной стороны, цена такого сырья будет достаточно высокой за счет значительных затрат на организацию их сбора, а с другой, выделение из подобного сырья ценных базовых компонентов для производства товарных масел требует применения сложных, многостадийных и дорогостоящих технологий. В то же время продукт, полученный в результате переработки, должен быть высоколиквидным на рынке, в том числе на зарубежном. Количество же отходов этого процесса должно быть минимальным и легко утилизируемым.
   Для утилизации отработанных нефтепродуктов (ОНП) используют разные методы (рис. 6.1).
   В данных условиях является наиболее эффективным применение низкоэнергоемких установок термического крекинга с получением печного топлива для малогабаритных тепловых и силовых агрегатов.

   Рис. 6.1. Методы утилизации отработанных нефтепродуктов

   В процессе термического крекинга (англ. cracking – расщеплять) и дистилляции (от лат. distillatio – стекание каплями) отработанные гидравлические жидкости, моторные и смазочные масла преобразуются в полноценное топливо, подобное дизельному, которое может использоваться для отопления зданий и сооружений. Технология характеризуется высокой эффективностью выхода целевого продукта, который достигает 75–85 % от количества перерабатываемого сырья, а также небольшим количеством отходов (кокс и вода). В качестве сырья лучше использовать только ОНМ, при этом имеется возможность изменения характеристик конечного продукта в зависимости от целей его применения.
   Единственным отходом технологического процесса является небольшое (около 0,5 %) количество кокса, который периодически удаляется из котла крекинга. При коксовании происходит связывание содержащихся в ОНМ вредных веществ в нетоксичную форму, пригодную для захоронения.
   К преимуществам такой технологии относятся: простота технологического процесса и его аппаратурного оформления; возможность переработки широкого спектра отработанных масел с предъявлением ограниченных требований к их качеству; малоотходность и экологическая безопасность производства; получение с высоким выходом основного товарного продукта – печного топлива; ограниченная площадь размещения производства и его полная автоматизация; сравнительно небольшой объем капиталовложений.
   В процессе регенерации (от лат. regeneratio – восстановление, возрождение, возобновление) отработанные продукты превращаются в исходные для повторного использования. Продукты физико-химических превращений масла и примеси, попадающие извне, составляют незначительную часть в общем объеме ОНМ и с помощью определенных методов могут быть удалены. Обычно современные технологические процессы восстановления качества ОНМ с целью их последующего использования по прямому назначению являются многоступенчатыми и в общем виде включают несколько этапов (рис. 6.2).
   Отдельные этапы процесса регенерации отработанных масел могут исключаться, совмещаться или выполняется в иной последовательности в зависимости от конкретных физико-химических свойств регенерируемого масла и особенностей технологических операций, выбранных для восстановления качества этого масла. В настоящее время для регенерации отработанных масел используют физические, физико-химические и химические методы. Основные из этих методов и применяемое при их реализации технологическое оборудование представлены в табл. 6.2.

Рис. 6.2. Принципиальная технологическая схема восстановления качества отработанных масел

Таблица 6.2.Методы и оборудование для регенерации отработанных технических масел

   Исследования показали, что наиболее эффективным средством восстановление качества ОНМ являются малогабаритные регенерационные установки, применение которых позволяет производить регенерацию ОНМ в местах их потребления и, таким образом, исключается транспортировка отработанных масел на пункты переработки, что связано со значительными потерями масла и загрязнением окружающей среды. При этом обеспечивается сбор и переработка масел по сор там и маркам, что является непременным условием получения качественных продуктов после регенерации.
   Трудностями при создании малогабаритных регенерационных установок являются выбор достаточно эффективного, экологически безопасного и экономически оправданного способа регенерации отработанных масел, а также его аппаратурного оформления.
   Особый интерес представляет способ регенерации моторного масла непосредственно в процессе его эксплуатации, т. е. регенерация на ходу. Одна из форм этого способа – ввод трибохимического восстановителя (ТХВ), состоящего из щелочных реагентов и кристаллического йода, в смазочную систему двигателя внутреннего сгорания. Основной идеей использования ТХВ в системах смазки механизмов является достижение эффекта «безизносности» трущихся поверхностей деталей при одновременном восстановлении и стабилизации физико-химических свойств смазочных масел путем создания саморегулирующейся и самовосстанавливающейся системы (например, двигатель и циркулирующее в нем масло).
   Циркулирующее масло, взаимодействуя с элементами ТХВ, восстанавливает и стабилизирует свои физико-химические свойства и одновременно становится носителем модификаторов трения, которые обеспечивают образование противоизносных, противокоррозионных и антифрикционных покрытий различного состава на поверхностях пар трения и внутренних поверхностях деталей механизмов.
   Отработанные нефтепродукты (смазочно-охлаждающие жидкости, машинные и моторные масла), не подлежащие регенерации и вторичному использованию, а также остаточные нефтепродукты (котельное топливо, смазочные мазуты, гудроны, вазелины) и другие нефтепродукты кубового остатка можно утилизировать с помощью биологических методов и таким образом получить серию ценных биопрепаратов и физиологически активных соединений. Технология основана на выращивании микробной биомассы на отходах нефтепродуктов, являющихся источниками органического углерода. Конечным продуктом биотрансформации является микробная масса, которая может быть использована для различных целей.
   Таким образом, существует множество подходов к решению проблемы утилизации ОТМ. Кроме уменьшения количества вредных выбросов в окружающую среду, регенерация и повторное использование масел позволит извлечь дополнительную прибыль. При правильной организации процесса стоимость восстановленных масел будет на 40–70 % ниже стоимости свежих масел при практически одинаковом их качестве. В индустриально развитых странах доля регенерированных масел от общего объема их производства составляет около 30 %. К сожалению, в Беларуси в настоящее время отработанные масла практически не регенерируют.
   Наиболее простым способом утилизации углеводородсодержащих отходов является их сжигание в виде топлива. Порядок использования углеводородсодержащих отходов в качестве топлива определен ТКП 17.11-01-2009 «Охрана окружающей среды и природопользование. Отходы. Правила использования углеводородсодержащих отходов в качестве топлива».
   К углеводородсодержащим отходам, которые можно использовать в качестве топлива относятся:
   • отходы синтетических и минеральных масел (подгруппа А);
   • отходы эмульсий и смесей нефтепродуктов (подгруппа В);
   • отходы добычи нефти (подгруппа Г);
   • шламы минеральных масел, остатки, содержащие нефтепродукты, кубовые остатки (подгруппа Д);
   • остатки рафинирования нефтепродуктов (подгруппа Е);
   • прочие отходы нефтепродуктов, продуктов переработки нефти (подгруппа Ж).
   Запрещается использовать в качестве топлива углеводородсодержащие отходы с наличием галогенов, полихлорированные дифенилы и терфенилы, а также отходы 1-го и 2-го классов опасности.
   Установки по сжиганию углеводородсодержащих отходов являются обязательными объектами производственного экологического контроля.

6.2.5. Возможные способы переработки фосфогипса

   Основным многотоннажным отходом производства фосфорных удобрений на Гомельском химическом заводе является фосфогипс. При получении 1 т фосфорной кислоты образуется 3,6–6,2 т фосфогипса в пересчете на сухое вещество или от 7,5 до 8,4 т влажного фосфогипса. В 2010 г. образовано 746,8 тыс. т фосфогипса, из которых использовано 14,3 тыс. т, что составляет 1,9 % от общего объема.
   Основу фосфогипса составляет соль CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, содержание которой в отходе достигает 94 %. В качестве примесей в фосфогипсе присутствуют неразложившийся фосфат, остатки фосфорной кислоты, полуторные оксиды, соединения стронция и фтора, микропримеси редкоземельных элементов.
   Фосфогипс представляет собой тонкодисперсный порошок, частично скомкованный, содержащий до 40 % влаги (при дигидратном процессе) или до 25 % влаги (при полугидратном процессе). Высушенный фосфогипс при температуре 200 °С при хранении вновь набирает влагу, а термообработанный при 800 °С уже не поглощает влагу из воздуха.
   Учитывая огромные объемы образующегося фосфогипса, актуальной проблемой является разработка не только способов его утилизации, но и удаления, транспортирования и хранения в отвалах и на шламохранилищах. Технологии утилизации фосфогипса должны быть направлены на выпуск многотоннажной продукции или большие объемы его использования. Наиболее разработанные области применения фосфогипса представлены в табл. 6.3.

   Таблица 6.3.Сравнительный экономический эффект применения различных способов утилизации фосфогипса

   Знаком «+» отмечены способы, дающие положительный экономический эффект, знаком «—» – затратные способы переработки. За величину «–1» принята стоимость складирования фосфогипса.

   В настоящее время в мировой практике разработано много способов переработки фосфогипса. Рассмотрим некоторые возможные способы его использования.
   Удобрение солонцовых почв. При внесении фосфогипса в почву происходит образование сульфата натрия, который легко вымывается из почвы. Для гипсования солонцов на 1 га почвы требуется 6–7 т фосфогипса. Его рекомендуют применять в качестве местных удобрений при радиусе перевозок не более 500 км и в количестве до 3 ц/га.
   Сырье в строительной промышленности. Фосфогипс применяют в качестве регулятора сроков схватывания цемента или минерализатора при обжиге клинкерной шихты взамен природного гипсового α-камня.
   Применение фосфогипса взамен природных материалов было освоено в промышленном масштабе с положительным экономическим эффектом. Однако основным препятствием для его широкого использования является наличие в составе фосфогипса примесей Р -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а также необходимость его сушки и гранулирования. Содержание в фосфогипсе оксида фосфора Р -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(V) более 0,15 % приводит к увеличению сроков схватывании цемента и к снижению его прочности.
   Вяжущее вещество вместо природного гипса. Процесс получения вяжущих состоит из двух стадий: очистки фосфогипса от соединений фтора и фосфора и последующей дегидратации:
   CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

· 2H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

O → CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

· 0,5H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

O.
   Дегидратацию осуществляют путем обжига в печах при температуре 150–170 °С или в автоклавах при 120–150 °С. Второй путь является более предпочтительным, так как при этом получают крупные кристаллы полугидрата.
   В настоящее время в промышленности Германии, Франции, Японии и других стран работает несколько десятков цехов по производству вяжущих веществ из фосфогипса. Количество фосфогипса, которое используется для этих целей, не превышает 2,5 % его ежегодного производства в этих странах. Ниже приведена схема получения α-полугидрата из фосфогипса по методу фирмы «Giulini» (Германия) (рис. 6.3).

   Рис. 6.3. Схема получения α-полугидрата кальция из фосфогипса: 1 – репульпатор фосфогипса; 2, 8 – промежуточные емко сти; 3 – сборник флотореагентов; 4 – насос; 5, 10 – фильтры; 6 – флотационная установка; 7 – сгуститель; 9 – автоклав

   Фосфогипс репульпируется в воде в аппарате 1 до содержания твердой фазы 450 г/л. Затем через промежуточную емкость 2 направляется во флотационную машину 6, где происходит отделение органических и растворимых примесей. Далее фосфогипс фильтруют, промывают водой и подают в автоклав 9. Здесь при рН 1–3 и температуре 120 °С происходит перекристаллизация дигидрата и образование полугидрата сернокислого кальция, α-полугидрат поступает на центрифугу или на фильтр для отделения кристаллов от маточного раствора. Полученный полугидрат имеет влажность 10–20 % и может быть использован для производства строительных плит, блоков, штукатурки.
   Процессы производства вяжуших материалов из фосфогипса были опробованы во многих странах. Фирма Knauf (Германия) предлагает технологии получения из фосфогипса материалов для производства плит и строительного гипса.
   Процессы получения из фосфогипса β-полугидрата разработаны французскими фирмами. Процесс состоит из двух стадий: очистки фосфогипса и сухого метода дегидратации. Очистку фосфогипса ведут в циклонах или путем флотации. Для дегидратации используют два приема:
   • влажный фосфогипс поступает в печь, где непосредственно контактирует с горячими обжиговыми газами, далее дегидратируется в β-полугидрат в печи в псевдоожиженном слое;
   • дегидратацию осуществляют в специальном одноступенчатом аппарате при непосредственном сжигании обжиговых газов с фосфогипсом.
   Переработка фосфогипса в серную кислоту. Фосфогипс может быть переработан в серную кислоту с одновременным получением цемента. Высушенный гипс перемешивают с глиной, песком и коксом и обжигают при температуре 1200–1400 °С. При этом протекают реакции:
   CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ 2С = CaS + 2СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   CaS + 3CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 4СаО + 4SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Суммарная реакция:
   2CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ С = 2СаО + 2SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Процесс осложняется присутствием в фосфогипсе примесей Р -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и F. При наличии в фосфогипсе 1 % Р -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

содержание основного компонента в цементе – дикальцийсиликата – снижается на 10 %. Фтор при обжиге переходит в газовую фазу и является каталитическим ядом при окислении SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. По этой причине способ не получил распространения.
   Интерес представляет способ переработки фосфогипса в серную кислоту и известь. Для этого сульфат кальция восстанавливают коксом или продуктами конверсии природного газа:
   CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ 2С = CaS + 2СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ 4СО = CaS + 4СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ 4Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= CaS + 4Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О.
   Далее сульфид кальция обрабатывают водой и диоксидом углерода:
   CaS + H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О + CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

S + CaCO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Полученный сероводород может быть полностью окислен с последующей переработкой SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

до серной кислоты:
   H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

S + 1,5О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О.
   Процесс термохимического разложения фосфогипса. Данный процесс осуществляют при температуре 1160–1170 °С. При этом концентрация SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV) в газе составляет 4,6–5,05 %, содержание активного оксида кальция (II) – 66–68 %, сульфида кальция – 0,3–0,6 %.
   Производство серной кислоты из фосфогипса является нерентабельным по сравнению с традиционными методами получения этого продукта. В мире работают только две установки по получению серной кислоты и извести из фосфогипса.
   Комплексная переработка фосфогипса. В СССР была предложена схема комплексной переработки фосфогипса (рис. 6.4). Метод основан на том, что технический СаО, получаемый из осадка фосфогипса, растворяется в некоторых аммонийных солях, а редкоземельные металлы остаются в осадке. Разработанная схема позволяет получить очищенный оксид кальция и концентрат редкоземельных элементов (РЗЭ), содержащий 5,6 % La -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

O -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

с выходом 99,5 %. В Российской Федерации используется технология извлечения РЗЭ из фосфогипса. Для этого его смешивают с карбонатом аммония, измельчают и прокаливают. Получается оксид кальция, который в последующем растворяют в растворе поваренной соли. В результате процесса выпадает осадок в виде хлорида кальция и солей РЗЭ. В дальнейшем проводится процесс карбонизации, позволяющий получить чистый карбонат кальция, применяемый в производстве высококачественных строительных материалов. Концентрат РЗЭ направляется на стадию извлечения отдельных компонентов.

Рис. 6.4. Принципиальная схема комплексной переработки фосфогипса на сульфат аммония, оксид кальция и концентрат редкоземельных элементов

Складирование фосфогипса. В настоящее время в мире перерабатывают около 2 % производимого фосфогипса. Основное его количество удаляют в отвалы. Складирование фосфогипса производится либо в наземных отвалах, либо в специальных прудах-отстойниках. Транспортирование фосфогипса, устройство экранов под отвалами, нейтрализация образующихся при хранении фосфогипса сточных вод связаны с большими финансовыми затратами.

6.2.6. Обращение с отходами производства хлорида калия

   Основными отходами процесса производства хлорида калия являются глинисто-солевые шламы и галитовые отходы. Глинисто-солевые шламы представляют собой суспензию нерастворимого остатка в минерализованном рассоле с концентрацией 200 г/л (отношение Ж: Т = 1,7–2,5). Состав рассола, %: KCI – 10–11, NaCl – 20–22. Твердая фаза состоит из мелкодисперсных частиц песка, глины и других включений, из них 70 % частиц имеет размеры около 20 мкм.
   В настоящее время ни один из методов утилизации шламов не реализован в промышленном масштабе. Одним из препятствий является его повышенная влажность (70–80 %), мелкодисперсность и высокая вязкость. Поэтому до сих пор этот отход хранится в шламохранилищах. Однако если из глинисто-солевого шлама удалить водорастворимые соли и бо́льшую часть воды, то его состав окажется близким к составу мергелей (основное сырье для получения строительных материалов).
   Шламы с помощью гидротранспорта подают в шламохранилища. Для экономии земельных площадей их обносят дамбами, углубляют на 20–40 м и снабжают экранами из полиэтиленовой пленки. Шламохранилища являются источниками загрязнения окружающей среды, засоления водоемов, почвы и требуют постоянного наблюдения.
   Известен способ сухого освобождения сильвинита от шламов. Метод основан на ферромагнитных свойствах оксида железа Fe -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, концентрация которого в составе нерастворимого остатка достигает 5–7 %. По этому способу сильвинит измельчают, нагревают при температуре 150–160 °С в течение 15 мин и помещают в магнитное поле. Степень извлечения железа достигает 81 %. Общая степень извлечения KCl также увеличивается. Сухие глинистые шламы могут быть использованы в качестве калий-магниевых удобрений на песчаных почвах.
   Галитовые отходы являются побочным продуктом основной стадии производства хлорида калия. На каждую тонну хлорида калия образуется 2,5–3 т галитовых отходов, основным компонентом которых является хлорид натрия. Кроме того, в отходах содержатся небольшое количество KCl, MgCl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, соединения брома и нерастворимый остаток. Усредненный состав галитовых отходов: NaCl – 92–96 %; KCl – 1,2–2,5; MgCl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, – 0,05–0,2; CaSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– 0,6–2; нерастворимый остаток – 0,3–3 % с влажностью 5–10 %. Отход представляет собой зернистую сыпучую массу, в которой содержится до 10 % маточного раствора. Галитовые отходы, полученные после проведения флотации, содержат органические добавки.
   Некоторое количество галитовых отходов используется в дорожном и коммунальном хозяйстве, а также в горнорудной промышленности. Однако потребность в этих отраслях не превышает 30–35 % от общего количества образующихся отходов.
   Одной из основных областей утилизации галитовых отходов является переработка их на техническую или пищевую поваренную соль (рис. 6.5).
   Сложность получения пищевой поваренной соли заключается в том, что при флотационном способе переработки сильвинита в отходах остаются флотореагенты – органические жирные амины. Поэтому для получения этой продукции необходимо усложнять технологическую схему операциями по очистке поваренной соли от флотореагентов.
   В процессе производства поваренной соли галитовые отходы по конвейеру 3 поступают в загрузочную воронку 2, куда подается также осветленный раствор для создания отношения Ж: Т = 0,8–1,0. Далее пульпу классифицируют на дуговом сите 1 по классам с шагом 3 мм. Надрешеточная фракция проходит дополнительную классификацию на грохоте 4 и поступает в отвал. Фракция, прошедшая сита, идет в гидросепараторы 6 и 7 и затем через смеситель 8 подается на центрифугу 15. Осадок соли (влажностью 5–7 %) из центрифуги сушат и направляют потребителю. Фильтрат из центрифуги и слив гидросепараторов собираются в сборник 9. Сюда же подают раствор полиакриламида (ПАА). Далее смесь сгущается, проходит дополнительную классификацию в гидросепараторе 7 и с соотношением Ж: Т = 1,5 через смеситель 8 поступает в центрифугу 15, где осадок отделяют от раствора и промывают водой. Отжатая соль (влажностью 5–8 %) конвейером 16 транспортируется на сушку. Слив гидросепараторов, содержащий до 10 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

солей, и фильтрат, получаемый на центрифуге, поступают в сборник 12. Одновременно в аппарат добавляют раствор ПАА, после чего суспензия стекает в отстойник 10. Осветленный раствор, содержащий до 0,1 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

нерастворимого остатка, подают в напорный бак 5. Сгущенный шлам с высоким содержанием глинистых частиц стекает в мешалку 13 и насосом 14 его перекачивают в шламохранилище.

   Рис. 6.5. Схема получения технической поваренной соли из галитовых отходов: 1 – дуговое сито; 2 – загрузочная воронка; 3, 16, 21 – конвейеры: 4 – грохот; 5, 9, 12 – сборники; 6, 7 – гидросепараторы; 8 – смеситель; 13, 17, 20 – мешалки; 10 – отстойник; 11, 14, 18, 19 – насосы; 15 – центрифуга

   В Мозыре работает завод по получению поваренной соли из галитовых отходов ПО «Беларуськалий». Солевые отходы используются в качестве сырья для получения поваренной соли на заводах в Италии и во Франции (до 10 % от общего количества).
   Одним из возможных путей использования галитовых отходов является приготовление из них рассолов для производства соды. Такой процесс осуществлен на Березниковском химическом комбинате (Россия).
   Предложенные методы утилизации не решают проблемы ликвидации отходов при производстве калийных удобрений. Поэтому значительная часть их не находит применения и складируется. Наибольшее распространение получило складирование в отвалах. Обсуждается подземное захоронение и растворение отходов с последующей закачкой полученных рассолов в подземные горизонты.
   Закачку отходов в глубинные горизонты осуществляют через поглощающие скважины ниже уровня грунтовых вод. Глубину скважин можно варьировать от нескольких сот до 4000 м. При этом необходимо соблюдать определенную щелочность раствора, pH отходов должно быть на 0,5 ниже, чем pH грунтовых вод. Кроме того, этот метод требует проведения постоянного мониторинга за состоянием скважин и грунтовых вод.
   В производстве калийных удобрений образуются минерализованные рассолы. Они получаются при обезвоживании свежих галитовых отходов и в результате их растворения при хранении. Общее содержание солей в них составляет 300–350 г/л, в том числе соединений брома – 0,5 г/л.
   Очистка минерализованных вод признана нерациональной. Одним из наиболее перспективных методов, применяемых в России и за рубежом, является закачка их в подземные глубинные горизонты. Такая технология осуществляется в Германии, Франции, США, ЮАР. В этих странах созданы специальные службы для автоматизированного сброса сточных вод и контроля за состоянием подземных вод.

6.2.7. Утилизация полимерсодержащих отходов

   Мировое производство полимерных материалов ежегодно возрастает на 5–6 % и составляет около 250 млн т. Отходы образуются в процессе получения, переработки полимеров и использования изделий из них. Например, процесс вакуум-формования листовых материалов сопровождается образованием отходов в количестве 15–35 % от производительности экструдера. Объем отходов при изготовлении преформ (полимерной заготовки для выдува бутылок) составляет 0,6–0,9 %, а при изготовлении емкостей из преформ – около 0,3 %. Основной вклад в образование полимерсодержащих отходов потребления вносит использованная упаковочная тара, в основном бутылки из-под напитков. Взрывной характер производства этого вида упаковочной тары, повышение мировых цен на нефть и соответственно на полиэтилентерефталат (ПЭТ), повлияли на необходимость организации сбора и использования полиэфирных бутылок.
   Отходы ПЭТ в структуре всех образующихся полимерных отходов составляют более 30 %, но перерабатывается в настоящее время только 12 % из них. Ежегодный общемировой объем перерабатываемых отходов ПЭТ достигает 1 млн т. Основные направления использования вторичного ПЭТ: волокно – 7 %; пленки – 10 %; обвязочный материал – 16 %; упаковочные материалы – 66 %.
   В настоящее время известно несколько экономически обоснованных способов рециклинга ПЭТ, которые условно можно разделить на три группы: механические, термические и физико-химические.
   Наиболее распространенным методом переработки бытовых отходов ПЭТ остается механический рециклинг по схеме: мойка, сушка, измельчение в хлопья с последующим использованием для получения волокна или нетканых полотен. В США из вторичного ПЭТ производится почти половина всех полиэфирных волокон, в Европе – около 70 %. С добавлением вторичного ПЭТ производят нетканые полотна для шумоизолирующих материалов, геотекстиля, фильтрующих и абсорбирующих элементов, утеплителя и т. д.
   Продукты термической деструкции ПЭТ используются при получении пластификаторов, лаков, покрытий и др. Термическое разложение при более низких температурах в присутствии катализаторов позволяет получить исходные мономеры с последующим использованием их в качестве сырья при проведении процесса поликонденсации.
   К физико-химическим способам рециклинга ПЭТ относят повторное плавление отходов при получении изделий экструзией или литьем под давлением; получение композиционных материалов; химическую модификацию; сольволиз.
   Известен способ модификации вторичного ПЭТ при поликонденсации с добавлением многоосновных кислот или их ангидридов. При сольволизе ПЭТ подвергается деполимеризации при взаимодействии с такими химическими веществами, как метанол, этиленгликоль, кислоты (гидролиз) или щелочи (омыление). Распространенным способом химической переработки промышленных отходов синтеза и переработки ПЭТ (гранулята, слитков, фильерной рвани) является метанолиз. Степень превращения отходов при этом составляет около 80 % при больших энергозатратах.
   В качестве перспективного химического способа переработки ПЭТ рассматривается процесс деполимеризации измельченных отходов путем их гликолиза этиленгликолем при атмосферном давлении и повышенной температуре до дигликольтерефталата (ДГТ). Полученный ДГТ подвергается тщательной очистке от механических примесей и повторно в смеси с ДГТ, получаемым из исходного мономера – диметилтерефталата, подвергается поликонденсации на существующих технологических линиях синтеза полимера. Полученный ПЭТ используется для получения полиэфирного волокна. Теоретический выход полезного вещества близок к 100 %.
   Немецкой фирмой «Карл Фишер Индастрианлаген ГмбХ» разработан процесс получения высококачественной продукции под названием «PETryc» путем совместной переработки всех видов полиэфирных отходов. В основе данного процесса лежит стадия дополиконденсации полученного при плавлении отходов низковязкого расплава. При этом осуществляется повторная активация неактивных концевых групп этиленгликолем и добавляются специальные добавки для соединения макромолекулярной цепи. В данном случае исключается традиционно применяемая стадия сушки отходов. Полученный полимер используется, например, для формования полиэфирных нитей, производства спанбонда, экструдирования пленки.
   При переработке отходов по принципу «бутылка в бутылку» может применяться так называемая «многослойная технология», когда слой вторичного ПЭТ оказывается между двумя слоями первичного высококачественного полимера. Многослойные бутылки могут содержать до 50 % вторичного ПЭТ – эта технология используется сегодня в Швейцарии, Швеции и США.
   Перспективным направлением является создание на основе вторичного ПЭТ нанокомпозитных материалов с использованием нанонаполнителей (органомодифицированные алюмосиликаты, нанотрубки, фуллерены и др.). Эти материалы на основе вторичного ПЭТ и слоистых алюмосиликатов обладают комплексом высоких эксплуатационных характеристик, способных обеспечить их применение в различных областях промышленности.

6.3. Энергосбережение и рациональное использование ТЭР в промышленности

   Энергосбережение представляет собой организационную, научную, практическую, информационную деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленную на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессах их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.
   Согласно мировому опыту энергосбережение практически выгодно всем:
   • населению приносит улучшение качества окружающей среды, рост реальных доходов, увеличение количества рабочих мест;
   • государству – снижение капитальных и текущих затрат, расширение базы налогообложения, увеличение доходов;
   • производителям – снижение себестоимости продукции, рост прибыли, загрузку производства. Это в свою очередь приводит к повышению конкурентоспособности продукции, росту заработной платы, созданию новых рабочих мест.
   Как уже указывалось, экономика республики имеет большой потенциал энергосбережения. Для его реализации необходимо на предприятиях проводить следующие технические мероприятия:
   • внедрять новые энергосберегающие технологии при нагреве, термообработке, сушке изделий, современные эффективные строительные и теплоизоляционные материалы;
   • применять парогазовые, газотурбинные установки, мини-ТЭЦ, ГЭС;
   • модернизировать котельные с заменой теплоизоляции теплопроводов;
   • заменять электрокотлы на топливные с целью использования отходов производства, сельского и лесного хозяйства;
   • переводить электросушильные агрегаты, электронагревательные печи на топливоиспользующие установки;
   • осуществлять дизелизацию автотранспорта, перевод его на сжиженный и сжатый природный газ;
   • производить топливо из бурых углей и сланцев, метанола и технического рапсового масла.
   Для реализации энергосбережения в республике приняты одноименные республиканская, областные и отраслевые научно-технические программы. Республиканские программы разрабатываются на каждые пять лет, начиная с 2001 г., а региональные – сроком на один год. Отраслевые программы бывают как долгосрочные, так и краткосрочные (на один год).
   В республиканской программе указывается, что энергосбережение является одним из приоритетных направлений национальной экономической политики и одновременно элементом региональных и глобальных природоохранных процессов, требующих координации деятельности различных стран. Кроме повышения энергоэффективности экономики, снижения зависимости от импорта топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), повышения уровня энергетической безопасности энергосбережение и развитие нетрадиционных и возобновляемых источников энергии являются важными путями решения экологических проблем.
   Энергосбережение в промышленном производстве заключается в совершенствовании технологии и аппаратурного оформления с целью максимального использования первичных и утилизации ВЭР.
   Энергоаудиты показывают, что резервы экономии за счет как уже известных и отработанных технологий, так и принципиально новых направлений достаточно велики. Например, такие энергоемкие предприятия, как РУП «БМЗ», КУП «Минск водоканал», завод «Полимир» ОАО «Нафтан» суммарно потребляют свыше 1,5 млн т у.т. в год, а предложенные к внедрению энергосберегающие мероприятия позволят снизить потребление энергии на 186 тыс. т у.т.
   На практике в различных отраслях экономики разработаны перечни типовых мероприятий, позволяющих повысить энергоэффективность производства различных видов продукции. В качестве примеров в табл. 6.4 приводятся энергосберегающие мероприятия для некоторых производств.

   Таблица 6.4.Энергосберегающие мероприятия по совершенствованию технологии производства в некоторых отраслях промышленности

   Министерство промышленности Республики Беларусь проводит работы по энергосбережению в следующих направлениях:
   • разработка новых энергосберегающих и экологически чистых технологических процессов;
   • оптимизация производственных процессов энергоемких производств;
   • производство комплекса приборов учета потребляемых энергоносителей;
   • создание комплекса новых энергонасыщенных машин и механизмов с низким потреблением энергоресурсов;
   • внедрение автоматизированных систем управления (АСУ-Энергия) для оперативного контроля и управления параметрами потребления энергоресурсов в режиме реального времени по всем производственным участкам;
   • применение электроприводов с частотными регуляторами;
   • энергетическая оптимизация устройства и работы производственного освещения и вентиляции и др.
   Одним из перспективных направлений энергосбережения является внедрение на многих машиностроительных предприятиях республики низкотемпературных красок, использование которых позволяет не только резко сократить энергозатраты на сушку окрашенных поверхностей, но и существенно снизить выбросы в атмосферу паров растворителей.
   Энергосбережение может быть достигнуто за счет совершенствования технологических процессов, выбора рациональных видов сырья и методов его подготовки, комплексного использования сырья, применения эффективных катализаторов, организации энерготехнологических систем и установок, применения энергосберегающего оборудования, установки приборов учета и контроля.
   Перспективным направлением рационального использования энергоресурсов является организация энерготехнологических систем (агрегатов, установок, производств), в которых теплота химических реакций и физико-химических процессов используется полностью. Наиболее эффективно комбинирование крупнотоннажных установок и производств, в которых энерговыделяющие устройства сочетаются с энергопотребляющими. В этих системах низко– и высокопотенциальная теплота дымовых и технологических газов утилизируется с максимальной полнотой, в том числе с подачей выработанного пара другим потребителям.
   Отличительной особенностью энерготехнологических систем является строгая сбалансированность производства и потребления энергетического пара, основанная на утилизации ВЭР, в частности теплоты экзотермических реакций. С этой целью все шире начинают использоваться газотурбинные установки, позволяющие утилизировать тепловую и кинетическую энергию технологических и дымовых газов с дополнительной выработкой электроэнергии. Такие установки успешно эксплуатируются на предприятиях строительных материалов, химической промышленности, металлургии.
   Во многих европейских странах, США, Японии и других экономически развитых странах активно ведется строительство установок малой мощности для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Мощность таких установок может составлять от нескольких киловатт на микроустановках, которые удобно вписываются в интерьер домашней кухни, подобно холодильнику или стиральной машине, до нескольких мегаватт для промышленных предприятий. Благодаря постоянному совершенствованию технологий стоимость энергии, производимой на малых энергоустановках, приближается к ценам на электроэнергию крупных электростанций.
   В последнее время в технике широко используется термин «когенерационные установки». Когенерация – термодинамическое производство двух или более форм полезной энергии из единственного первичного источника. В качестве источника энергии обычно применяют природный газ. Однако можно применять дизельное топливо, пропан, уголь, отходы древесины, биомассу, другие возобновляемые источники энергии. Например, в Дании в качестве энергетического источника используется солома. Генерируемая теплота применяется для отопления зданий, подогрева воды или производства пара в различных производственных процессах.
   Основным элементом когенератора является двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором на валу. При этом в среднем на 100 кВт электрической мощности потребитель получает 150–160 кВт тепловой мощности в виде горячей воды с температурой 90 °С для отопления и горячего водоснабжения.
   Установки когенерации теплоты (энергии) могут достигать коэффициента полезного действия (КПД), равного 90 %. Кроме того, процесс когенерации является более экологически безопасным, так как во время сжигания природного газа выделяется меньше оксида углерода и оксидов азота, чем при использовании нефти или угля. Развитие когенерации позволит сократить выбросы CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV) на 258 млн т до 2020 г.
   В настоящее время в промышленности наиболее широко используются тепловые ВЭР, которые чаще всего применяют для предварительного подогрева сырьевых материалов или воздуха, поступающих в производство с помощью различных теплообменников и рекуператоров теплоты. Для утилизации теплоты высокотемпературных потоков, например дымовых газов, применяют регенераторы – камеры, заполненные насадкой из огнеупорного кирпича. При этом утилизация теплоты осуществляется за счет попеременного переключения потоков дымовых газов и дутьевого воздуха из одного регенератора в другой.
   Теплота нагретых сред снимается в котлах-утилизаторах и экономайзерах, в которых производится водяной пар или нагреваются вода или воздух.
   Энергию сжатых газов можно использовать для вращения турбин насосов, подающих жидкость в реактор или магистральную сеть.
   В настоящее время все шире используются тепловые насосы – принципиально новые энергетические устройства для обогрева помещений. Принцип действия и устройство тепловых насосов аналогичны холодильным машинам, но они предназначены для выработки теплоты. Теплонасосные станции отбирают теплоту низкопотенциальных источников и обогревают объекты, где требуется умеренная температура не выше 60–80 °С. Эти устройства не загрязняют окружающую среду и экономичны, так как используют незначительное количество электроэнергии.
   Обычно тепловой насос включает конденсатор, испарители, компрессор и расширительный клапан. В испарителе рабочее вещество (конденсат) испаряется при низких температуре и давлении за счет отбора теплоты от низкопотенциального источника. Пары засасываются в компрессор, где сжимаются до определенного давления, соответственно которому повышается их температура. После сжатия пары конденсируются в конденсаторе при охлаждении водой или воздухом, которые используются как теплоносители в системе теплоснабжения. Отдав часть теплоты в конденсаторе, жидкое рабочее вещество, находящееся под давлением, попадает в расширительный клапан, где резко снижаются его давление и температура. Далее описанный цикл повторяется. Если в процессе работы установки теплота выделена используемым конденсатом, то она будет собственно тепловым насосом. Если эта теплота в установке отобрана используемым конденсатом, то она уже является холодильником.
   Особенность теплового насоса – то, что отдаваемая потребителю энергия превышает ее расход на привод компрессора за счет использования части энергии низкопотенциального источника. Энергетическая эффективность тепловых насосов характеризуется коэффициентом преобразования энергии, равного отношению количества энергии, переданной в конденсаторе, к ее количеству, израсходованному на привод компрессора. Значение этого коэффициента обычно превышает единицу, а его технически возможные значения находятся в пределах от 4 до 5.
   В Европе и Японии тепловые насосы широко используются в системах теплоснабжения, кондиционирования зданий и помещений.
   Большой интерес представляют тепловые трубы, являющиеся устройствами, передающими большие тепловые мощности при небольших перепадах температур. Они состоят из герметичной трубы, частично заполненной жидким теплоносителем, который, испаряясь у одного конца трубы, поглощает теплоту, а затем, конденсируясь у другого конца трубы, ее отдает. На этом принципе производятся теплообменники на тепловых трубах.
   Топливные элементы представляют собой устройства, вырабатывающие электроэнергию химическим способом, как в аккумуляторных батареях. Однако в них используются другие рабочие вещества – кислород и водород, а продуктом химической реакции является вода. В топливных элементах осуществляется процесс, обратный электролизу воды, – соединение водорода с кислородом с выработкой энергии. В процессе используется электролит с двумя электродами и катализатор. На катод поступает кислород, а на анод – водород. В результате химической реакции образуется электрическая энергия. В качестве электролитов применяют фосфорную кислоту (КПД до 80 %), твердые оксиды (КПД до 60 %) и др. В Европе и Японии проводят испытания топливных элементов на автомобилях мощностью до 100 кВт.
   Большой резерв энергосбережения имеется при эксплуатации холодильных машин. По данным Международного института холода, на охлаждение, необходимое для хранения продуктов и кондиционирование воздуха, используется более 10 % мирового потребления энергии.
   К энергосберегающим устройствам относятся трансформаторы теплоты – это установки для повышения температуры и переноса энергии (теплоты) от низкотемпературных источников к потребителям. К ним относятся криогенные установки, холодильные машины, кондиционеры, тепловые насосы и другие аналогичные устройства. В промышленности кроме низкопотенциальных тепловых имеются и высокотемпературные ВЭР, которые эффективно можно использовать с помощью сорбционных трансформаторов теплоты. По принципу действия они могут быть адсорбционными и абсорбционными.
   В адсорбционных трансформаторах применяются твердые сорбенты, поглощающие вещества пористой массой, а в абсорбционных – жидкости. Наибольшей распространенностью характеризуются абсорбционные трансформаторы. В них рабочим веществом служат двухкомпонентные (бинарные) смеси с различной температурой кипения. Рабочий агент имеет более низкую температуру кипения, а поглотитель (абсорбент) – более высокую. Температура кипения смеси в зависимости от концентрации раствора изменяется от минимальной до максимальной. Чаще всего в этих трансформаторах применяются водоаммиачные и бромисто-литиевые смеси.
   Большой резерв энергосбережения представляет рационально организованная вентиляция производственных, общественных и жилых зданий, так как наибольшие потери теплоты из зданий происходят через системы принудительной вентиляции. Здесь необходимо широко использовать рециркуляцию воздуха, очистку его от примесей непосредственно в помещении без выброса его в атмосферу, утилизацию теплоты вентиляционных выбросов. Энергосбережение в системах производственной вентиляции может быть достигнуто за счет:
   • замены старых вентиляторов на новые, более экономичные;
   • внедрения рациональных способов регулирования производительности вентиляторов (применение многоскоростных электродвигателей дает экономию электроэнергии на 20–25 %);
   • блокировки вентиляторов тепловых завес с устройствами открывания и закрывания ворот;
   • отключения вентиляционных установок во время технологических и организационных перерывов (экономия электроэнергии до 20 %);
   • внедрения автоматического управления вентиляционными установками и др.
   Одним из возможных путей решения проблемы отопления больших производственных зданий может быть децентрализация системы теплоснабжения по теплоносителю, воде и пару за счет внедрения газового лучистого отопления (ГЛО) и газовых воздухонагревателей. В данном случае поток лучистой энергии инфракрасного спектра нагревает поверхность пола, стен или оборудования в рабочей зоне. При этом теплота не теряется на нагревание воздуха. Системы ГЛО уже более 50 лет успешно функционируют за рубежом. В Беларуси они внедрены с большим энергосберегающим эффектом на некоторых предприятиях.
   Практика работы энергетических предприятий свидетельствует о том, что рациональная организация сбора и возврата конденсата водяного пара дает экономию сотен тысяч тонн условного топлива в год.
   В промышленности на освещение в среднем расходуется до 10 % потребляемой энергии. Мощность осветительных установок на предприятиях колеблется от 1 до 20 % мощности используемого силового оборудования. Экономия электроэнергии на освещение может быть получена за счет оптимизации светотехнической части самих осветительных установок и осветительных сетей, оптимизации систем управления и регулирования освещения, а также его рациональной эксплуатации. Оптимизация светотехнической части осветительных установок и осветительных сетей включает правильный выбор системы освещения и типов источников света, экономичных схем размещения светильников, а также рациональный подбор видов светильников по их светораспределению и конструктивному исполнению.
   Для освещения помещений используются различные источники света. Эффективность их характеризуется световой отдачей (отношением светового потока к потребляемой мощности, лм/Вт). Наименьшей светоотдачей характеризуются лампы накаливания, у которых эффективность в два и более раз ниже, чем у остальных.
   При использовании люминесцентных ламп и отсутствии повышенных требований к цветопередаче или цветоразличению следует применять:
   • люминесцентные лампы типа ЛБ, имеющие наибольшую световую отдачу;
   • рефлекторные люминесцентные лампы типа ЛБР в светильниках без отражателей для тяжелых условий среды;
   • амальгамные лампы типа ЛБА при повышенной температуре в зоне эксплуатации ламп.
   При выборе типов ДРЛ нужно ориентироваться в первую очередь на лампы типа ДРИ, имеющие бо́льшую световую отдачу, чем лампы типа ДРЛ. В прожекторном и наружном освещении вместо ламп накаливания лучше использовать галогенные кварцевые лампы типа КИ и ртутные лампы типа ДРИ. При освещении больших территорий следует применять НЛВД (ДНаТ).
   В Беларуси предусмотрен поэтапный вывод к 2012 г. из эксплуатации светильников с низкой энергетической характеристикой (ламп накаливания). Кроме замены источников света более эффективными большое значение для энергосбережения имеют выбор способа размещения светильников, рациональное сочетание искусственного и естественного, общего и местного освещения, использование автоматических систем регулирования источников света, чистка ламп и светильников и т. п. Необходимо учитывать, что запыленные стекла окон поглощают до 30 % светового потока. Регулярная чистка окон позволяет сократить продолжительность горения ламп при двухсменной работе предприятия на 15 % в зимнее время и на 90 % – в летнее.

6.4. Нормирование качества окружающей природной среды

6.4.1. Общие сведения

   Под качеством окружающей природной среды понимают степень соответствия ее характеристик потребностям людей и технологическим требованиям. В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей среды, означающий установление уполномоченными государственными органами нормативов (показателей) предельно допустимых воздействий человека и его деятельности на окружающую природную среду.
   Само понятие нормативы качества окружающей среды закреплено в Законе Республики Беларусь «Об охране окружающей среды». В соответствии со ст. 20 Закона нормативы качества окружающей среды устанавливаются на уровне, обеспечивающем экологическую безопасность, и применяются для оценки состояния окружающей среды и нормирования допустимого воздействия на нее.
   К нормативам качества окружающей среды относятся:
   • нормативы ПДК химических и иных веществ;
   • нормативы предельно допустимых физических воздействий;
   • нормативы ПДК микроорганизмов;
   • иные нормативы.
   Нормативы качества окружающей среды утверждаются и вводятся в действие Минздравом Республики Беларусь по согласованию с Минприроды, иными государственными органами в соответствии с законодательством Республики Беларусь. В целях защиты особо охраняемых природных территорий, курортных и рекреационных зон, а также типичных и редких природных ландшафтов, имеющих особое природоохранное значение, для этих объектов могут устанавливаться более жесткие, чем действующие на остальных территориях, нормативы качества окружающей среды.
   Нормативы качества окружающей среды выполняют ряд функций:
   • устанавливают предельные величины вредных химических, физических, биологических воздействий на окружающую среду;
   • служат для оценки состояния по химическим, физическим и биологическим характеристикам различных компонентов природной среды (атмосферного воздуха, вод, почв);
   • учитываются также при проведении оценки воздействия на окружающую среду планируемой хозяйственной деятельности.
   Соблюдение нормативов качества окружающей среды наряду с другими требованиями законодательства при проектировании предприятий, иных объектов, влияющих на состояние окружающей среды, рассматривается в качестве критерия экологической обоснованности соответствующих решений. Данные нормативы служат также одним из юридических критериев для определения благоприятного состояния окружающей среды, что представляется весьма важным при решении вопросов, связанных с защитой права граждан.
   Существуют следующие основные экологические нормативы качества природной среды относительно здоровья человека:
   • санитарно-гигиенические – ПДК загрязняющих веществ, допустимый уровень физического воздействия (шума, вибрации, ионизирующих излучений и т. д.);
   • производственно-хозяйственные – допустимые показатели выброса загрязняющих веществ, сброса загрязняющих веществ, изъятия компонентов природной среды, норматива образования отходов производства и потребления и др.;
   • комплексные показатели – потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), индекс загрязнения воды (ИЗВ), допустимая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду и др.
   Нормирование качества окружающей среды осуществляется на основании соответствующих ТНПА, определяющих допустимые качественные и количественные показатели загрязнителей в окружающей среде.

6.4.2. Атмосферный воздух

   Качество атмосферного воздуха – это совокупность его свойств, определяющих степень воздействия физических, химических и биологических факторов на окружающую среду.
   К физическим фактором относится воздействие на атмосферный воздух физической природы (шум, инфразвук, ультразвук, неионизирующее и ионизирующее излучения, вибрация), оказывающее неблагоприятное влияние на организм человека и окружающую среду.
   Нормативы качества атмосферного воздуха представляют собой величины ПДК химических веществ, их смеси, микроорганизмов в атмосферном воздухе, при соблюдении которых не оказывается ни прямое, ни косвенное вредное воздействие, включая отдаленные последствия, на окружающую среду, здоровье человека.
   Для характеристики качества атмосферного воздуха используются следующие показатели:
   • нормативы ПДК и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест отдыха;
   • нормативы экологически безопасных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе особо охраняемых природных территорий, отдельных природных комплексов и объектов данных территорий.
   В настоящее время используется несколько видов ПДК: максимальная из разовых (ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), среднесуточная (ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и ПДК для воздуха рабочей зоны (ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

).
   Классификация ПДК представлена на рис. 6.6.
   В случае отсутствия значений ПДК для населенных мест (ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

)могут применяться ориентировочно безопасные уровни воздействия. Они определяются расчетным путем по физико-химическим свойствам или по показателям острой опасности веществ. Значения ОБУВ должны пересматриваться через 2 года после их утверждения или заменяться ПДК с учетом накопленных данных о соотношении здоровья работающих и условий труда.
   Предельно допустимая концентрация вещества – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает вредного действия на него, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом.

   Рис. 6.6. Классификация предельно допустимых концентраций

   В справочниках приводятся значения максимальной из разовых концентраций и максимальной из среднесуточных концентраций.
   Разовая концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая по пробе, отобранной за 20-30-минутный интервал времени.
   Среднесуточная концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая по среднесуточной пробе, которая представляет собой пробу воздуха, отбираемую в течение 24 ч непрерывно или с равными интервалами между отборами, но не менее четырех раз в сутки.
   В некоторых случаях используют среднемесячные и среднегодовые концентрации примесей в атмосфере.
   Среднемесячная концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной программе контроля (не реже четырех раз в сутки) не менее 20 сут в месяц.
   Среднегодовая концентрация – это концентрация примеси в атмосфере, определяемая как среднее значение из среднесуточных концентраций или из разовых концентраций, измеряемых по полной программе контроля не менее 200 сут в год.
   Биологическое загрязнение атмосферного воздуха микроорганизмами и микроорганизмами-продуцентами производств ферментов, аминокислот, кормовых, пивных и пекарских дрожжей нормируется количеством клеток на кубический метр воздуха.
   В качестве интегрального показателя загрязнения воздуха используют показатель Р, который учитывает характер комбинированного действия вредных веществ и класс их опасности. Он рассчитывается по выражению где К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– среднегодовая, среднемесячная или среднесуточная концентрация i-го вещества в атмосферном воздухе, мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.

   Для гигиенической оценки загрязнения воздуха можно применять комплексный ИЗА, учитывающий классы опасности, стандарты качества и средние уровни загрязнения воздуха. Расчет ИЗА по данным наблюдений для одной примеси ведется по формуле
   ИЗА -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= (q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

)К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   где q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– среднегодовая концентрация i-той примеси; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– 0,85; 1,0; 1,3 и 1,7 соответственно для 4, 3, 2 и 1-го классов опасности.
   Комплексный ИЗА, учитывающий т примесей, присутствующих в атмосфере, рассчитывают по формуле
   ИЗА -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= (q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

)К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Выбор веществ для расчета ИЗА -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

производится с помощью предварительного сопоставления убывающего вариационного ряда величин ИЗА -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, рассчитанных для 5–6 приоритетных примесей.
   Уровень загрязнения атмосферы считается:
   • высоким, если средние значения концентраций превышают средние по республике, или ИЗА превышает 9; повышенным, если концентрации примеси в отдельных случаях превышают ПДКс. с и ПДКм.р.;
   • низким, если среднегодовые концентрации примеси находятся в пределах или ниже ПДК, а максимальные из разовых только в отдельных случаях превышают допустимые нормы.
   Качество атмосферного воздуха населенных мест нормируется «Нормативами ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест отдыха населения», утвержденными Постановлением Минздрава № 186 от 30.12.2010 г.
   Концентрации примесей в атмосферном воздухе определяются на стационарных, маршрутных или подфакельных постах с помощью различных воздухоотборных устройств и соответствующих методов и средств измерения. Исследования должны проводиться специализированными аккредитованными лабораториями.
   Атмосферный воздух может быть также загрязнен радиоактивными веществами техногенного происхождения. В этом случае руководствуются Нормами радиационной безопасности НРБ-2000.

6.4.3. Шум и вибрация

   Основными источниками акустического и вибрационного воздействия на окружающую среду являются транспорт, производственное оборудование, аудиоустановки и т. п.
   Органы слуха человека воспринимают звуковые колебания в интервале частот от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвуки) и с частотой выше 20 000 Гц (ультразвуки) не воспринимаются органами слуха человека, но негативно воздействуют на биосферу.
   По характеру спектра шум подразделяется на широкополосный и тональный, а по времени воздействия – на постоянный и непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.
   Все виды акустического воздействия на окружающую среду подлежат нормированию. В соответствии с Санитарными нормами, правилами и гигиеническими нормативами «Шум на рабочих местах, в транспортных средствах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки», утвержденными Постановлением Министерства здравоохранения № 115 от 16.11.2011 г., постоянный шум нормируется в децибелах уровнем звукового давления (УЗД, дБ) и уровнем звука (УЗ, дБА) (табл. 6.5).
   Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются эквивалентный и максимальный уровни звука. Превышение хотя бы одного из указанных показателей квалифицируется как несоответствие указанным санитарным правилам.
   При нормировании тонального и импульсного шума к значениям, приведенным в табл. 6.5, следует принимать поправку – 5 дБ (дБА). Нормы шума для курортных районов, мест отдыха, туризма, зеленых зон города снижаются на 5 дБ (дБА) по сравнению с данными табл. 6.5.
   В отличие от звуковых колебаний инфразвук распространяется практически без ослабления на значительные расстояния. Так, уровни инфразвука 10 дБ фиксировались при удалении от источника на расстояние 200 м.

   Таблица 6.5.Допустимые уровни звукового давления в октавных по проникающего шума в помещения жилых и общественных зданий и лосах частот, эквивалентные по энергии, и максимальные уровни звука шума на территории жилой застройки

   В соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-35-2002 постоянный инфразвук нормируется УЗД (дБ) на среднегеометрических частотах 2, 4, 8, 16 Гц (табл. 6.6).
   Для непостоянного инфразвука мгновенные (текущие) значения общего уровня звукового давления, измеренные по шкале шумомера «Линейная», не должны превышать 120 дБ.

   Таблица 6.6.Допустимые уровни инфразвука в жилых, общественных помещениях и на территории жилой застройки

   При возникновении вибрации колебания генерируются в трех взаимно перпендикулярных направлениях и могут приводить к негативным последствиям для здоровья человека, состояния оборудования, зданий, сооружений. Поэтому уровни вибрации в жилых зданиях регламентируются СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002.
   Нормируемыми параметрами постоянной и непостоянной вибрации в жилых помещениях и общественных зданиях являются средние значения виброускорения и виброскорости или их логарифмические уровни (табл. 6.7).

   Таблица 6.7.Нормативные значения вибрации в жилых помещениях

В дневное время в помещениях допустимо превышение нормативных уровней вибрации на 5 дБ, а для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней вводится поправка минус 10 дБ и абсолютные значения умножаются на 0,32.

6.4.4. Электромагнитное воздействие

   Широкое использование электромагнитной энергии в разнообразных областях человеческой деятельности привело к тому, что к собственному электрическому и магнитному полям Земли, атмосферному электричеству, радиоизлучению Солнца и Галактики добавилось электромагнитное поле (ЭМП) искусственного происхождения.
   Источники ЭМП, к которым относятся воздушные линии электропередачи, технические средства радиовещания, телевидения, радиорелейной и спутниковой связи, радиолокационные и навигационные системы, лазерные маяки, антенны сотовой мобильной связи и другие, существенно повлияли на естественный электромагнитный фон. На значительных территориях республики, особенно вблизи прохождения воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, радио и телевидения, радиолокационных установок, напряженность электрических и магнитных полей возросла от 2 до 5 порядков, создавая тем самым реальную угрозу населению, животному и растительному миру.
   В связи с этим уровни электромагнитных излучений радиочастотного (ЭМИ РЧ) диапазона нормируются СанПиН 2.2.4/2.1.8.9-36-2002 (табл. 6.8).

   Таблица 6.8.Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ для населения, территории жилой застройки и мест массового отдыха; помещений жилых, общественных и производственных зданий

Оценка воздействия ЭМИ тока промышленной частоты 50Гц проводится по напряженностям электрического (Е) и магнитного (Н) полей в соответствии с СанПиН «Гигиенические требования к электрическим и магнитным полям тока промышленной частоты 50 Гц при их воздействии на население», утвержденными Постановлением Министерства здравоохранения № 68 от 21.06. 2010 г (табл. 6.9).

Таблица 6.9.Предельно допустимые уровни напряженностей электрического и магнитного полей с частотой тока 50 Гц

На общий уровень электромагнитного загрязнения в жилых помещениях влияет работа контактирующих с человеком (миксер, утюг, фен, электробритва, электродрель, сотовый телефон и т. п.) и не контактирующих (холодильник, чайник, тостер, стиральная машина, СВЧ-печь, радиоприемник, телевизор и т. д.) электробытовых изделий. Уровни напряженности электрического поля у поверхности этих изделий составляют от 160 до 420 В/м, что не превышает гигиенического норматива (500 В/м).
Уровни магнитной индукции поля у этих же изделий достигают 0,12–11,6 мкТл (микроТесла), что превышает безопасный уровень (0,2 мкТл, Швеция) от 2 до 58 раз. Рекомендуемый безопасный для человека уровень достигается на расстоянии от 0,8 до 1,0 м от изделия.

6.4.5. Воды водоемов

   В соответствии с Водным кодексом Республики Беларусь для оценки качества воды водных объектов, возможности их использования в хозяйственной и иной деятельности, осуществления контроля и надзора в области использования и охраны вод устанавливаются нормативы качества воды, включающие общефизические, биологические, химические показатели качества и ПДК веществ в воде водных объектов для различных целей водопользования.
   Качество воды поверхностных водоемов нормируется по категориям в зависимости от их назначения:
   • к первой категории относятся водные объекты или их участки, которые используются для хозяйственно-питьевого назначения или для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;
   • ко второй категории относятся водные объекты, используемые для культурно-бытового (коммунально-бытового) водопользования (спорт, купание, рекреация и пр.).
   К рыбохозяйственному водопользованию относятся водоемы для обитания, размножения и миграции рыб и других водных организмов. Они также подразделяются на категории (высшую, первую и вторую).
   Нормы качества воды (установленные значения показателей состава и качества воды по видам ее использования) водных объектов включают общие требования к составу и свойствам воды для различных видов водопользования, а также величины ПДК нормированных веществ в воде. ПДК – это максимальные концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопользования.
   При отсутствии значений ПДК временно устанавливаются ориентировочно допустимые уровни нормированных веществ (ОДУ). Они определяются расчетами или экспериментальными методами прогноза токсичности и применяются только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми и строящимися предприятиями, очистными сооружениями. Ввод предприятий, цехов, технологий в эксплуатацию возможен только при наличии ПДК веществ и методов их определения в воде.
   Кроме того, нормируемыми параметрами воды водоемов являются:
   • содержание плавающих примесей и взвешенных веществ;
   • запах, привкус, окраска и температура воды;
   • значение рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного кислорода;
   • биохимическая потребность в кислороде;
   • возбудители заболеваний, концентрация и состав ядовитых и вредных веществ.
   Вредные и ядовитые вещества нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воздействие каждого вещества.
   При нормировании качества воды в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный; и органолептический.
   Для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду с указанными используют еще два вида ЛПВ: токсикологический и рыбохозяйственный.
   Вода как источник питья и среда обитания кроме ПДК дополнительно характеризуется следующими показателями:
   • биологической потребностью в кислороде (БПК) – количеством кислорода, использованного в биохимических процессах окисления органических веществ (за исключением процессов нитрификации) за определенное время (2, 5, 8, 10, 20 сут.) на 1 мг вещества (БПК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, БПК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и т. д.), мг;
   • полной биохимической потребностью в кислороде (БПК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) до начала процессов нитрификации (до появления 0,01 мг/л нитратов), на 1 мг вещества, мг;
   • химической потребностью в кислороде (ХПК) – количеством кислорода, эквивалентным количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, на 1 мг вещества, мг.
   Интегральная оценка качества воды проводится обычно по гидрохимическим показателям.
   В общем случае, при наличии значений нескольких оцениваемых показателей, можно рассчитать сумму приведенных концентраций к ПДК (принцип суммации воздействий). При этом критерием качества воды является значение где С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– фактическая концентрация i-го вещества в воде водоема.

Санитарное состояние водоема отвечает требованиям норм при выполнении этого соотношения, причем для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения проверяют выполнение трех неравенств, а для водоемов рыбохозяйственного назначения – пяти. При этом каждое вещество можно учитывать только в одном неравенстве.
При наличии значений нескольких показателей можно оценить ИЗВ, который рассчитывается как сумма приведенных к ПДК фактических показателей качества для 6 основных загрязнителей воды:

   где Сi – среднее значение определяемого показателя за период наблюдений (при гидрохимическом мониторинге это среднее значение за год); ПДКi – предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества; 6 – лимитируемое число показателей, использующихся для расчета.
   В качестве интегральной характеристики загрязненности поверхностных вод используют классы качества воды, которые установлены в зависимости от ИЗВ (табл. 6.10).

   Таблица 6.10.Характеристики интегральной оценки качества воды

   Использование подземных вод питьевого качества для целей, не связанных с удовлетворением питьевых, хозяйственно-бытовых и иных нужд населения, а также потребностей пищевой промышленности и животноводства, как правило, не допускается. В районах, где отсутствуют необходимые поверхностные водные источники и имеются достаточные запасы подземных вод питьевого качества, органы государственного управления по природным ресурсам и охране окружающей среды могут разрешать использование этих вод для производственных нужд. Подземные воды (пресные, минеральные, термальные), не отнесенные к категории питьевых или лечебных вод, могут в установленном порядке использоваться для технического водоснабжения, извлечения содержащихся в них химических элементов, получения тепловой энергии и других производственных нужд с соблюдением требований рационального использования и охраны вод.
   Санитарными правилами и нормами 2.1.2.12-33-2005 «Гигиенические требования по охране поверхностных вод от загрязнения» установлены общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных створах и местах питьевого, хозяйственно-бытового и рекреационного водопользования (табл. 6.11).

   Таблица 6.11.Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов

   Показатели качества воды рыбохозяйственных объектов установлены и утверждены совместным Постановлением Минприроды и Минздрава «О некоторых вопросах нормирования качества воды рыбохозяйственных объектов» № 43/42 от 08.05.2007 г.
   В соответствии с действующим законодательством в водоемы могут сбрасываться только нормативно-очищенные сточные воды – воды, отведение которых после очистки в водные объекты не приводит к нарушению норм качества воды в контролируемом створе (поперечном сечении потока, в котором контролируется качество воды) или пункте водопотребления.
   Запрещается сбрасывать в водные объекты воду, если она содержит вещества или продукты их трансформации, для которых не установлены значения ПДК или ОДУ, или же отсутствуют методы их контроля. Воду также нельзя сбрасывать в водоемы в тех случаях, когда она после соответствующей очистки и обработки может быть направлена в системы оборотного водоснабжения или для повторного использования в производстве, а также орошения земель в сельском хозяйстве.
   В водные объекты и территории водосбора запрещено сбрасывать различные шламы, пульпы, концентрированные кубовые остатки, технологические и коммунальные отходы, мусор и т. п.

6.4.6. Почвы

   Качество + нормируется значениями ПДК или ОДК химических веществ в почве в соответствии с ГН 2.1.7.12-1-2004. ПДК экзогенного химического вещества в почве – максимальное количество вещества (мг/кг) абсолютно сухой почвы, которое не вызывает прямого или опосредованного отрицательного влияния на здоровье настоящего и последующих поколений человека и экосистему. ОДК – государственный временный гигиенический регламент максимального допустимого содержания экзогенного химического вещества в почве, определяемый расчетным путем. ОДК должны пересматриваться через 3 года после их утверждения или заменяться ПДК, полученными на основе экспериментальных данных.
   Обоснование ПДК химических веществ в почве проводится по пяти основным показателям вредности, устанавливаемым экспериментально:
   • по фитотоксическому, характеризующему степень воздействия на семена растений;
   • транслокационному – переход вещества из почвы в растение;
   • миграционному водному – способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники;
   • миграционному воздушному – переход вещества из почвы в атмосферный воздух;
   • общесанитарному – влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность.
   При этом определяется допустимый уровень содержания вещества по каждому показателю вредности, а в качестве ПДК (ОДК) принимается его наименьшее значение.
   Химические вещества делятся на классы опасности в зависимости от степени возможного отрицательного воздействия на почву, растения, животных, а также от возможности вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья населения.
   Основными характеристиками загрязнения почв неразлагаемыми и трудномигрирующими веществами, особенно тяжелыми металлами (ТМ), способными накапливаться в почвенном горизонте, являются показатели геохимических антропогенных аномалий (ГАА). Одним из показателей ГАА является коэффициент концентрации загрязнения почвы (ККЗ), вычисляемый по формуле
   ККЗ = С/ПДК,
   где С – содержание загрязняющего вещества в почве, мг/кг; ПДК – предельно допустимая концентрация вещества в почве, мг/кг.
   Если же величина ПДК для какого-либо вещества в почве не установлена, то приближенно коэффициент концентрации загрязнения для i-го вещества (ККЗ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) рассчитывают по формуле
   ККЗ -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

,
   где С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– содержание i-го загрязняющего вещества в почве, мг/кг; С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– фоновое содержание этого вещества в почве, мг/кг.
   Фоновое или среднее содержание элементов в почве выражают в Кларках в честь американского геохимика Ф. У. Кларка, который впервые вычислил средний химический состав земной коры.
   Фоновые содержания (Кларки) ТМ зависят от типа почв и вида загрязнителей (табл. 6.12).

   Таблица 6.12.Региональные фоновые содержания валовых форм некоторых ТМ в почвах Беларуси, мг/кг

Как правило. ГАА характеризуются многокомпонентным составом загрязнителей. Поэтому для оценки их суммарного воздействия принят показатель загрязнения почвы (Z -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), определяемый по формуле где n – число элементов, по которым устанавливается ГАА.

   Полезным для оценки загрязнения почв является показатель пылевой нагрузки (Р -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, кг/(км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

·сут)) или показатель нагрузки для конкретного изучаемого вещества.
   Иногда для оценки уровня загрязнения почв ТМ пользуются цинковым эквивалентом, который определяется суммой концентраций металлов, умноженной на соответствующий коэффициент токсичности (для Zn – 1, Cd – 50, Ni – 8 и Cu – 2).
   В зависимости от фактического или прогнозируемого содержания ТМ в почве оценивается степень ее загрязнения по шкале:
   • незагрязненные – содержание ТМ не превышает региональные фоновые Кларки;
   • слабозагрязненные – содержание ТМ не больше 2 Кларков (ориентировочная ПДК для почв);
   • среднезагрязненные – содержание ТМ в пределах 2–5 Кларков;
   • сильнозагрязненные – содержание ТМ более 5 Кларков или более 2 ПДК.
   Чаще всего выше допустимого по санитарно-гигиеническим нормам почвы городов загрязнены свинцом (до 370 мг/кг), цинком (до 429–441 мг/кг), кадмием (до 1,3–3,5 мг/кг), медью (до 86–137,7 мг/кг).
   При интегральной оценке степени загрязнения почв веществами органического происхождения (гербицидами, пестицидами и пр.) пользуются величинами ПДК этих веществ в почве и соответствующими классами опасности (табл. 6.13).

   Таблица 6.13.Степень загрязненности почв органическими веществами

Загрязнение почвы является индикатором состояния окружающей среды и оказывает как прямое, так и косвенное влияние на здоровье населения, проживающего на этой территории (табл. 6.14).

Таблица 6.14.Ориентировочная шкала оценки опасности загрязнения почв

   При наличии в почве нескольких загрязнителей допускается проводить оценку степени опасности по веществу с максимальным содержанием с учетом его класса опасности.
   Состояние почв может также характеризоваться генотоксичностью (ростом количества мутаций по сравнению с контрольным уровнем) и показателями биологического загрязнения (числом патогенных микроорганизмов, коли-титром, содержанием яиц гельминтов). Для селитебных территорий состояние почв можно считать удовлетворительным при числе патогенных микроорганизмов в 1 г почвы менее 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; коли-титре – более 1; генотоксичности почвы – не более 2.

6.5. Нормирование поступления загрязняющих веществ в окружающую среду

6.5.1. Категорирование объектов воздействия на атмосферный воздух

   Объекты воздействия на атмосферный воздух относятся к определенной категории на основании:
   • количественного и качественного состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников выбросов, находящихся на объекте воздействия (далее – критерий С);
   • значения относительного показателя опасности объекта воздействия;
   • вероятности наступления на объекте воздействия событий, имеющих неблагоприятные последствия для качества атмосферного воздуха, возникновения техногенной и экологической опасности (далее – критерий Z);
   • количества стационарных источников выбросов, находящихся на объекте воздействия;
   • количества мобильных источников выбросов, находящихся на объекте воздействия;
   • размера зоны воздействия исходя из значений расчетных приземных концентраций, создаваемых стационарными источниками выбросов в жилой зоне (далее – расчетная приземная концентрация).
   Критерий С определяется по формуле где n – количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух от стационарных источников выбросов, находящихся на объекте воздействия; М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– масса выброса i-го загрязняющего вещества, кг/год; ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– значение среднесуточной ПДК или ОБУВ воздействия i-го загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест отдыха населения, мкг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В случае отсутствия установленного для загрязняющего вещества значения среднесуточной ПДК (ОБУВ) для определения критерия С используются наиболее низкое значение из максимальной разовой ПДК, умноженной на 0,4, и значения ПДК загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны; α -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– безразмерная константа, позволяющая соотнести степень воздействия i-го загрязняющего вещества с воздействием загрязняющего вещества III класса опасности, имеющая следующие значения:

   1,7 – для загрязняющих веществ I класса опасности;
   1,3 – для загрязняющих веществ II класса опасности;
   1,0 – для загрязняющих веществ III класса опасности;
   0,9 – для загрязняющих веществ IV класса опасности.
   Для загрязняющих веществ, которым не установлен класс опасности, значение α -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

принимается равным 1, 2.
   Значение относительного показателя опасности (ПО) объекта воздействия определяется по формуле где ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– значение среднегодовой ПДК или ОБУВ i-го загрязняющего вещества в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест отдыха населения (мкг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), определяемое согласно нормативам качества атмосферного воздуха.

   В случае отсутствия установленного для загрязняющего вещества значения среднегодовой ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

для определения относительного показателя опасности объекта воздействия используется значение максимальной разовой или среднесуточной ПДК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, деленное на 10 и 4 соответственно.
   По критерию Z объект воздействия относится к категории особо опасных или опасных. Иные объекты воздействия относятся к неопасным.
   Значения расчетных приземных концентраций рассчитываются в долях ПДК или ОБУВ загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест отдыха населения без учета фоновых концентраций по отдельным веществам и (или) группам загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия.
   Категория объектов воздействия определяется на основании суммы условных баллов К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Значения расчетных приземных концентраций и значения К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

не рассчитываются и приравниваются к нулю в случаях:
   • если значение условных баллов К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

менее 6;
   • значение условных баллов К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

более 6, но менее 10 и относительный показатель опасности объекта воздействия менее 0,1.
   Условные баллы К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

рассчитываются по формулам
   К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 2А -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ А -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ А -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ А -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ А -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 2В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ В -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

   в соответствии с Инструкцией о порядке отнесения объектов воздействия на атмосферный воздух к определенным категориям, утвержденной Постановлением Минприроды № 30 от 29.05.2009 г.
   В зависимости от количественной оценки установлены пять категорий опасности природопользователя (V – до 5 баллов; IV – от 6 до 10; III – от 11 до 16; II – от 17 до 21 и I – свыше 21 балла).

6.5.2. Нормативы допустимых выбросов

   Наиболее действенным инструментом в защите атмосферного воздуха от загрязнения вредными веществами является разработка и внедрение природопользователями следующих показателей:
   • нормативов допустимой антропогенной нагрузки на атмосферный воздух;
   • технологических нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
   • нормативов содержания загрязняющих веществ в отработавших газах мобильных источников выбросов;
   • нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;
   • лимитов допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
   Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на атмосферный воздух – это величины выбросов загрязняющих веществ от объектов воздействия на атмосферный воздух, установленные для конкретной территории на определенный период времени с учетом необходимости постепенного улучшения качества окружающей среды, обеспечения устойчивого функционирования естественных экологических систем и сохранения биологического разнообразия.
   Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на атмосферный воздух устанавливаются для областей, районов, городов, их территориальных зон, особо охраняемых природных территорий и территорий, подлежащих специальной охране в рамках территориальных программ в области охраны атмосферного воздуха с учетом качества атмосферного воздуха территории, нормативов качества атмосферного воздуха, природных особенностей территории, прогноза выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, международных обязательств Республики Беларусь по ограничению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
   Технологический норматив выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух – это допустимая масса выбросов, устанавливаемая в расчете на единицу сырья, производственной мощности, выпускаемой продукции, производимой энергии, выполняемой работы, объема оказываемой услуги.
   Технологические нормативы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух бывают отраслевые и индивидуальные. Отраслевые нормативы разрабатываются республиканскими органами государственного управления, подчиненными Правительству Республики Беларусь, или по их поручению иными специализированными организациями и согласовываются с Минприроды. Индивидуальные нормативы разрабатываются природопользователем самостоятельно или с привлечением на договорной основе сторонних организаций и также согласовываются с Минприроды. Требования к разработке технологических нормативов изложены в Инструкции о порядке разработки технологических нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, утвержденной Постановлением Минприроды № 37 от 08.06.2009 г.
   Нормативами допустимых выбросов (НДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух являются максимальные величины поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух, при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества атмосферного воздуха. К ним относятся:
   • предельная масса выброса загрязняющих веществ в единицу времени (тонн в год, граммов в секунду);
   • предельное значение концентрации выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух (мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) при нормальных условиях (температура 273 К, давление 101,3 кПа) без поправок на содержание кислорода и влажности, а для газообразных продуктов горения топлива – в пересчете на сухой газ и определенное содержание кислорода.
   В зарубежной технической литературе часто концентрации приводятся в виде параметра «ppm». Следует иметь в виду, что для газов 1 ppm = 1 см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а для твердых веществ 1 ppm = 1 мг/кг. Для идеального газа при 298 К (25 °С) и 101,325 кПа (760 мм рт. ст.) 1 ppm = 1 см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= молекулярная масса, (мг)/молекулярный объем (м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) = (М ·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

мг/22,4) / (10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

· 298К / / 273К · 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/л).
   Для реальных газов (вместо нормального объема идеального газа используется молекулярный объем реального газа):
   1 ppm SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 64,06/21,89 = 2,93 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   1 ppm NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 46,01/22,41 = 2,05 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   1 ppm NO = 30,01/21,41 = 1,34 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   1 ppm CO = 28,01/22,40 = 1,25 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   1 ppm CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 70,91/22,02 = 3,22 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

;
   Если в воздухе городов или населенных пунктов концентрация загрязняющих веществ уже превышает ПДК, а значения НДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение их выброса. В этом случае фактический выброс, превышающий НДВ, называется нормативом временно допустимых выбросов (ВДВ) или временно согласованным выбросом (ВСВ).
   Временно допустимый выброс – временный норматив (масса вещества в единицу времени), устанавливаемый для стационарных источников выбросов, предприятий, регионов с учетом состояния атмосферного воздуха и социально-экономических условий развития территорий для поэтапного достижения установленных НДВ. На каждом этапе устанавливают временно согласованный выброс на уровне аналогичных предприятий с передовой технологией.
   Проекты НДВ (ВДВ) разрабатываются природопользователями в случаях, если выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составляют:
   • более 0,1 т/год независимо от их состава;
   • менее 0,1 т/год, но в их составе присутствуют вещества, отнесенные к I классу опасности, в количестве более 0,0001 т/год.
   Норматив допустимого выброса устанавливается для каждого стационарного источника и каждого выбрасываемого в атмосферу вещества при условии функционирования технологического и газоочистного оборудования с полной нагрузкой. При расчете НДВ учитываются фоновые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и эффект суммации вредного действия нескольких веществ.
   Срок действия проектов НДВ (ВДВ) составляет для природопользователей первой категорий опасности 4 года, второй и третьей – 5, четвертой – 6 и пятой – 10 лет.
   На основании утвержденных НДВ (ВДВ) и Инструкции о порядке выдачи разрешений на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, внесения в них изменений и (или) дополнений, приостановления, возобновления, продления срока действия разрешений на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, прекращения их действия, утвержденной Постановлением Минприроды № 664 от 21.05.2009 г., территориальный орган Минприроды выдает предприятию разрешение на выброс конкретного количества загрязняющих веществ в атмосферу на соответствующий срок.
   Контроль за соблюдением НДВ осуществляется систематически по графику природопользователем в соответствии с Инструкцией о порядке проведения локального мониторинга окружающей среды юридическими лицами, осуществляющими эксплуатацию источников вредного воздействия на окружающую среду, утвержденной Постановлением Минприроды № 20 от 22.07.2004 г., Инструкцией об организации производственного контроля в области охраны окружающей среды, утвержденной Постановлением Минприроды № 4 от 17.03.2004 г., а также соответствующими органами государственного надзора.
   Лимиты допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух устанавливаются региональными органами Минприроды для каждого населенного пункта, особо охраняемых территорий, иных территорий с учетом существующего фонового загрязнения атмосферы, комплексных территориальных схем развития, международных обязательств республики по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

6.5.3. Инвентаризация выбросов в атмосферу

   В соответствии с действующим законодательством НДВ (ВДВ) устанавливаются по результатам инвентаризации выбросов в атмосферу.
   Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух – комплекс мероприятий, выполняемых природопользователем, включающий выявление и систематизацию сведений об источниках выделения и выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, в том числе местонахождение источников и определение качественных и количественных показателей выбросов.
   Правовой основой проведения инвентаризации являются ст. 38 Закона Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха» и «Инструкция о порядке проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух», утвержденная Постановлением Минприроды № 42 от 23.06.2009 г.
   Целью инвентаризации является получение исходных данных:
   • для установления НДВ (ВДВ);
   • оценки используемых технологических процессов на соответствие действующим ТНПА в области охраны окружающей среды;
   • анализа соответствия величин выбросов загрязняющих веществ в атмосферу требованиям ТНПА;
   • оценки соответствия используемых технологических процессов, техники и технологии очистки газов передовому научно-техническому уровню в стране и наилучшим доступным техническим методам;
   • формирования электронных баз данных об источниках выделений загрязняющих веществ и источниках выбросов.
   Природопользователи должны проводить инвентаризацию выбросов в срок не позднее чем через 2 года с даты выхода на проектную мощность технологического оборудования для новых, модернизируемых или реконструируемых стационарных источников выбросов, а для действующих стационарных источников в сроки:
   • 4 года – для объектов воздействия на атмосферный воздух, отнесенных к I категории;
   • 5 лет – для объектов II и III категории;
   • 6 лет – для объектов IV категории;
   • 10 лет – для объектов V категории.
   Для проведения инвентаризации используются инструментальные, инструментально-расчетные и расчетные методы.
   Как правило, инвентаризацию выбросов на предприятиях проводят в четыре этапа.
   На первом, подготовительном, этапе необходимо:
   • разработать Программу работ по инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;
   • издать приказ о проведении работ по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ;
   • визуально обследовать все вентиляционные системы, газоочистные установки (ГОУ), выбросы от которых содержат загрязняющие вещества;
   • определить места расположения, размеры, координаты источников выбросов загрязняющих веществ;
   • осмотреть и оценить техническое состояние вентиляционных систем, оборудования источников выбросов, ГОУ.
   На втором этапе инвентаризационного обследования проводят:
   • аэродинамические испытания ГОУ и вентиляционных систем;
   • отбор проб выбросов и их анализ на содержание загрязняющих веществ в воздуховодах, на входе и выходе ГОУ;
   • определение эффективности работы ГОУ.
   На третьем этапе обработки и оформления результатов обследования осуществляют:
   • систематизацию результатов испытаний и обобщение материалов по проведенным работам;
   • оформление результатов испытаний вентиляционных систем и ГОУ;
   • определение выбросов от источников расчетным методом (в случаях, предусмотренных законодательством);
   • разработку графического материала (ситуационная карта-схема, карта-схема источников выбросов) для каждой промышленной площадки.
   На четвертом этапе оформления Акта инвентаризации составляется данный документ в двух экземплярах на бумажном носителе в виде одной или нескольких книг, который утверждается руководителем природопользователя. Акт является основанием для подтверждения, корректировки или разработки НДВ загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
   Содержание Акта инвентаризации зависит от категории опасности деятельности природопользователя. К нему прилагаются карты-схемы расчетных приземных концентраций загрязняющих веществ или групп суммации, значения которых превышают в санитарно-защитной зоне значение 0,2 доли ПДК (ОБУВ) с учетом фоновых концентраций этих веществ в атмосферном воздухе. В графическом материале представляются также карта-схема расположения источников выбросов на промышленной площадке природопользователя и ситуационная карта-схема района расположения данной площадки.
   Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферный воздух проводится по сертифицированной программе «Эколог», реализующей основные зависимости и положения документа ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».
   Программа позволяет по данным об источниках выбросов примесей и условий местности рассчитывать разовые (осредненные на 20–30-минутный интервал) концентрации примесей при неблагоприятных метеорологических условиях. При этом могут оцениваться как максимальные по направлениям и заданным скоростям ветра концентрации, так и значения концентраций при фиксированных значениях скорости и направления ветра.
   В результате расчетов выдаются значения приземных концентраций в расчетных точках (мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) и в долях ПДК. Эти значения сводятся в таблицы, отображающие упорядочение точек на местности.
   Выдаются также карты изолиний концентраций вредных веществ на местности в задаваемом пользователем масштабе.
   Для каждой расчетной точки могут выдаваться вклады в концентрацию в этой точке от промышленных площадок, предприятий и источников, указанных пользователем, и номера объектов, дающих эти вклады.
   В настоящее время для расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу все чаще используют удельные показатели эмиссии загрязнителей на единицу продукции. Для этого разработаны ТКП, в которых приводится методика проведения расчетов с соответствующим программным обеспечением, например: ТКП 17.08-01-2006 (02120) «Порядок определения выбросов при сжигании топлива в котлах теплопроизводительностью до 25 МВт»; ТКП 17.08-03-2006 (02120) «Правила расчета выбросов механическими транспортными средствами в населенных пунктах» и др. Это позволяет в некоторых случаях отказаться от проведения длительной и дорогостоящей инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и упростить процедуру получения разрешения на выброс и соответственно уплату экологического налога.

6.5.4. Нормативы сбросов в водоемы

   Сброс возвратных вод в водные объекты является одним из видов специального водопользования, т. е. водопользования с применением сооружений или технических устройств, и осуществляется на основании разрешения территориальных органов Минприроды.
   Условия отведения возвратных вод в водоемы определяются с учетом степени смешения стоков с водой водного объекта в контрольном створе и фонового состава и свойств воды такового объекта в местах выпуска сточных вод. На основании расчетов для каждого выпуска возвратных вод устанавливаются нормативы допустимого сброса (НДС) веществ в водные объекты.
   Норматив допустимого сброса в поверхностные водоемы химических и иных веществ, содержащихся в сточных водах, представляет собой массу загрязняющего вещества в сточных водах, максимально допустимую к сбросу в водный объект в установленном режиме в единицу времени с целью обеспечения нормативов качества воды в контрольном створе водного объекта. НДС устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями.
   Ассимилирующая способность водного объекта – это его способность принимать определенную массу веществ в единицу времени без нарушения норм качества воды в контролируемом створе или пункте водопользования.
   При установлении НДС расчетный расход сбрасываемых вод принимается как максимальный среднегодовой за фактический период работы.
   Проекты НДС разрабатываются водопользователями в соответствии с Инструкцией по нормированию сбросов сточных вод в поверхностные водные объекты (Постановление Минприроды № 2 от 20.01.2006 г.), и утверждаются территориальным органом Минприроды для предприятий, учреждений и организаций, имеющих или проектирующих самостоятельные выпуски сточных вод в водные объекты, прежде всего в зонах повышенного загрязнения.
   В проекте НДС указываются:
   • наименование организации (учреждения) водопользователя и его юридический адрес;
   • наименование и адрес организации, разработавшей проект НДС;
   • категория сточных вод, место сброса, фактический и утвержденный расход сточных вод для установления НДС (м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч), а также утвержденный предельно допустимый сброс и состав сточных вод.
   Сброс веществ, не указанных в проекте НДС, водопользователю запрещен.
   Значения НДС действительны на период, установленный территориальными органами Минприроды, с дальнейшей корректировкой их в сторону уменьшения.
   Если установленные согласно расчетам НДС по техническим причинам не могут быть достигнуты, то органами Минприроды в разрешениях на специальное водопользование устанавливаются временные нормативы допустимого сброса (ВНДС) с поэтапным достижением расчетных показателей.
   При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, нормативы качества воды водных объектов должны выдерживаться в контрольном створе, расположенном на расстоянии 1 км выше ближайшего по течению водозабора для хозяйственно-питьевого водоснабжения, мест купания, организованного отдыха или территории населенного пункта.
   Нормативы качества воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей, должны выдерживаться на протяжении всего водного объекта или его участка, начиная с контрольного створа, расположенного на расстоянии 500 м ниже места сброса сточных вод.
   Если показатели состава и свойств воды водного объекта в фоновом створе превышают нормативы качества воды для данного вида водопользования, то НДС по этим показателям устанавливается исходя из нормативов качества воды принимающего водного объекта.
   При расчете НДС (ВНДС) используются средние значения показателей состава и свойств сточных вод за предыдущие 5 лет. НДС (ВНДС) определяют по формуле
   НДС = qДК,
   где q – расход сбрасываемых сточных вод, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч; ДК – допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л.
   Допустимую концентрацию определяют по формуле
   ДК = αQ(ПДК – C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) / q + ПДК,
   где α – коэффициент смешения сточных вод с водой водотока, рассчитывается в зависимости от коэффициента турбулентной диффузии и других показателей; Q – расход воды в водотоке, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/с; ПДК – норматив ПДК загрязняющих веществ в водотоке, мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– фоновая концентрация того же загрязняющего вещества в воде водотока выше створа выпуска сточных вод, мг/л. Данные о фоновых концентрациях воды водотока, гидрометрические и гидрологические характеристики запрашиваются водопользователем в гидрометеорологической службе.
   При сбросе использованных вод в городскую систему водоотведения с последующей их биологической очисткой требования к сточным водам для каждого предприятия устанавливаются территориальными предприятиями Минжилкоммунхоза республики.
   В случае несоблюдения указанных требований отвод производственных сточных вод в систему водоотведения населенного пункта допускается только после предварительной их очистки.

6.5.5. Нормативы образования отходов

   Отходы – это вещества или предметы, образующиеся в процессе осуществления экономической деятельности и жизнедеятельности человека, но не имеющие определенного предназначения по месту их образования либо утратившие полностью или частично свои потребительские свойства. По происхождению они делятся на отходы производства и отходы потребления.
   Отходы производства представляют собой отходы, образующиеся в процессе осуществления экономической деятельности (производства продукции, энергии, выполнения работ, оказания услуг), побочные и сопутствующие продукты добычи и обогащения полезных ископаемых.
   Отходы потребления – это отходы, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека, не связанной с осуществлением экономической деятельности, отходы, образующиеся в гаражных кооперативах, садоводческих товариществах и иных потребительских кооперативах, а также уличный и дворовый смет, образующийся на территориях общего пользования населенных пунктов.
   Отходы разделяются по видам в зависимости от агрегатного состояния – на твердые и жидкие; по степени опасности – на опасные и неопасные; по возможности их использования – на вторичные материальные ресурсы и иные отходы производства и потребления.
   Опасные отходы – отходы, содержащие в своем составе вещества, обладающие каким-либо опасным свойством или их совокупностью, в таком количестве и виде, что эти отходы сами по себе либо при вступлении в контакт с другими веществами могут представлять непосредственную или потенциальную опасность причинения вреда окружающей среде, здоровью граждан, имуществу вследствие их вредного воздействия.
   Отходы производства характеризуются степенью опасности и классом опасности отходов. Для определения степени опасности используются следующие показатели.
   Экотоксичность – способность отходов в случае попадания в окружающую среду представлять немедленно или со временем угрозу для нее в результате биоаккумулирования и (или) оказывать токсическое воздействие на биотические системы.
   Токсичность – способность отходов при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или кожу вызывать серьезные, затяжные или хронические заболевания, включая онкологические.
   Взрывоопасность – способность отходов либо смеси отходов к химической реакции с выделением газов такой температуры и давления и с такой скоростью, что вызывают повреждение окружающих предметов.
   Пожароопасность – способность отходов (кроме классифицированных как взрывчатые) самовозгораться, легко загораться либо вызывать или усиливать пожар при трении; самопроизвольно нагреваться при нормальных условиях или нагреваться при соприкосновении с воздухом, а затем способных самовоспламеняться.
   Токсичность продуктов горения – способность отходов при горении выделять токсичные вещества, которые при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или кожу вызывают серьезные, затяжные или хронические заболевания, включая онкологические.
   Реакционная способность – характеристика химической активности отходов.
   Инфекционность – способность отходов, содержащих живые микроорганизмы или токсины, вызывать заболевания у животных и людей.
   Степень и класс опасности опасных отходов установлены Классификатором отходов, образующихся в Республике Беларусь, утвержденным Минприроды по согласованию с Минздравом и МЧС Республики Беларусь.
   Производители отходов производства обязаны установить степень и класс опасности отходов производства (если эти характеристики не указаны в Классификаторе отходов), образующихся в Республике Беларусь.
   Степень и класс опасности отходов производства устанавливаются на основании Перечня опасных для окружающей среды, здоровья граждан, имущества свойств отходов, приведенного в Инструкции о порядке установления степени опасности отходов производства и класса опасности опасных отходов производств, утвержденной совместным Постановлением Минприроды, Минздрава и МЧС Республики Беларусь № 3/13/2 от 17.01.2008 г. (табл. 6.15).
   В соответствии с действующей Инструкцией о порядке инвентаризации отходов производства, утвержденной Постановлением Минприроды Республики Беларусь № 17 от 29.02.2008 г., все объекты хозяйственной деятельности обязаны проводить инвентаризацию отходов не реже одного раза в год специально назначенной комиссией. На основании актов инвентаризации отходов, технологических регламентов, удельных норм расходов сырья и материалов, материального баланса и другой нормативно-технической и технологической документации разрабатываются нормативы образования отходов производства, которые согласовываются территориальными органами Минприроды сроком на 5 лет.

   Таблица 6.15.Определение степени опасности отходов производства и класса опасности опасных отходов производства по значениям опасного свойства

   Порядок разработки нормативов образования отходов производства определяется Постановлением Минприроды «О некоторых вопросах разработки нормативов образования отходов производства, порядка их согласования и утверждения» № 89 от 22.11. 2007 г. В этом же документе приводятся удельные показатели образования отходов большинства производств и производственных процессов.
   Порядок согласования и утверждения нормативов образования отходов определяется Постановлением Совета Министров Республики Беларусь «О порядке согласования и утверждения нормативов образования отходов производства» № 1104 от 23.07.2010 г.
   Нормативы разрабатываются производителем отходов производства, согласовываются с территориальными органами Минприроды по месту выдачи разрешения на хранение и захоронение этих отходов. Согласованные нормативы образования отходов производства утверждаются и вводятся в действие приказом производителя этих отходов. Нормативы образования коммунальных отходов определяются Правилами определения нормативов образования коммунальных отходов, утвержденными Постановлением Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь и Минприроды № 18/27 от 27.06.2003 г.

Контрольные вопросы и задания

   1. Назовите основные принципы экологической безопасности.
   2. Как осуществляется комплексное использование сырья? Назовите его основные принципы?
   3. Как используются вторичные ресурсы пищевых и перерабатывающих производств?
   4. Назовите основные направления использования резиносодержащих отходов.
   5. Как утилизируются углеводородсодержащие отходы?
   6. Какие вы знаете методы переработки фосфогипса?
   7. Охарактеризуйте проблему обращения с отходами производства хлорида калия.
   8. Как решается проблема утилизации полимерсодержащих отходов?
   9. Что представляет собой энергосбережение и рациональное использование ТЭР?
   10. Назовите основные направления энергосбережения в промышленности и в других отраслях.
   11. Какие существуют нормативы качества природной среды?
   12. Как нормируется химическое, акустическое, вибрационное, радиоактивное, электромагнитное и другие виды загрязнения окружающей среды?
   13. Какими показателями определяется качество воды водоемов?
   14. Как нормируются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу?
   15. Какие цели преследует инвентаризация выбросов, как она проводится и документально оформляется?
   16. Какие показатели используют при нормировании сбросов в водоемы?
   17. Какой существует порядок нормирования образования от ходов?

Глава 7. Технология и техника защиты окружающей среды

7.1. Защита атмосферного воздуха

7.1.1. Общие сведения

   Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды, благоприятное состояние которого составляет естественную основу устойчивого социально-экономического развития республики, поэтому правовые и организационные основы хозяйственной деятельности в области использования воздушного бассейна закреплены Законом Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха».
   Охрана атмосферного воздуха – это совокупность организационных, экономических, технических, правовых и иных мероприятий по предотвращению загрязнения атмосферного воздуха, осуществляемых государственными органами, юридическими и физическими лицами.
   Таким образом, основные принципы защиты атмосферного воздуха определяются требованиями Закона Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха» и заключаются в следующем:
   • государственный учет и контроль за поступлением загрязняющих веществ в атмосферу и воздействием на нее вредных физических факторов;
   • нормирование качества атмосферного воздуха;
   • соблюдение санитарно-гигиенических требований при проектировании и эксплуатации объектов хозяйственной деятельности;
   • реализация технологических и организационно-технических методов снижения объемов выбросов и вредного воздействия производства на атмосферный воздух.
   Наиболее радикальная мера защиты воздушного бассейна – экологизация технологических процессов и в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих поступление в атмосферу загрязняющих веществ.
   К сожалению, существующий уровень развития многих технологий, технического состояния машин и агрегатов не позволяет в полной мере обеспечить безопасность атмосферы, поэтому на предприятиях повсеместно применяют различные методы очистки отходящих газов.
   Однако прежде чем выбрать оборудование для очистки промышленных выбросов, необходимо осуществить все возможные организационно-технические мероприятия для снижения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
   Большой эффект по снижению расхода топлива и сокращению загрязнения природной среды может быть достигнут за счет внедрения энерготехнологических схем, сочетающих процесс производства с выработкой энергии.
   Если совершенствование технологических процессов и оборудования не может обеспечить необходимое качество отходящих газов, то следует использовать установки очистки газов.

7.1.2. Очистка, обеззараживание, обезвреживание и дезодорация газовоздушных выбросов

7.1.2.1. Общие положения

   В настоящее время в целом по промышленности улавливается около 90 % пыли, образующейся на различных стадиях производства, и только 10 % различных аэрозолей выбрасывается в атмосферный воздух. Такого нельзя сказать о газо– и парообразных загрязняющих веществах, содержащихся в газовоздушных выбросах промышленного производства. Несмотря на то что эти примеси представляют собой большую опасность для окружающей среды, их улавливается или обезвреживается только около 10 %, а более 90 % вредных газов и паров поступает в воздушный бассейн.
   Для успешного решения проблемы защиты атмосферного воздуха от вредных примесей важно правильно усвоить определения основных понятий в этой области.
   Очистка – удаление (выделение, улавливание) примесей из различных сред.
   Обезвреживание – обработка примесей до безвредного состояния для людей, животных, растений и в целом для окружающей среды.
   Обеззараживание – инактивация (дезактивация) микроорганизмов различных видов, находящихся в газовоздушных выбросах, жидких и твердых средах.
   Дезодорация – обработка одорантов (веществ, обладающих запахом), содержащихся в воздухе, воде или твердых средах, с целью устранения или снижения интенсивности запахов.
   При организации любого производства, и в особенности мало– или безотходного, необходимой стадией является промышленная и санитарная очистка газовоздушных выбросов.
   Промышленная очистка – это очистка газа с целью последующей утилизации или возврата в производство отделенного от газа или превращенного в безвредное состояние продукта. Этот вид очистки является одной из необходимых стадий технологического процесса, при этом технологическое оборудование связано между собой материальными потоками с соответствующей обвязкой аппаратов.
   Санитарная очистка – очистка газа от остаточного содержания в нем загрязняющего вещества, при этом обеспечивается соблюдение ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений.
   Санитарная очистка газовоздушных выбросов (ГВВ) производится перед поступлением отходящих газов в атмосферный воздух и именно на этой стадии необходимо предусматривать возможность отбора проб газов с целью контроля на содержание вредных примесей.
   Выбор метода очистки отходящих газов зависит от конкретных условий производства и определяется рядом факторов:
   • расходом и температурой отходящих газов;
   • агрегатным состоянием и физико-химическими свойствами примесей;
   • составом и концентрацией примесей;
   • необходимостью рекуперации или возвращения уловленных веществ в технологический процесс;
   • капитальными и эксплуатационными затратами;
   • экологической обстановкой в регионе.
   Газоочистная установка (ГОУ) – это сооружение или устройство, предназначенное для улавливания, нейтрализации, подавления, обезвреживания (физическими, химическими, биологическими и другими методами) из отходящих газов или вентиляционного воздуха (далее – газ) содержащихся в них загрязняющих веществ с целью предотвращения загрязнения атмосферного воздуха. ГОУ состоят из одного или нескольких аппаратов очистки газа, вспомогательного оборудования и коммуникаций.
   В зависимости от агрегатного состояния улавливаемого или обезвреживаемого вещества ГОУ подразделяются на газоочистные и пылеулавливающие.
   Аппарат очистки газа – элемент установки, в котором непосредственно осуществляется избирательный процесс улавливания или обезвреживание веществ, загрязняющих атмосферу. По принципу действия аппараты очистки газа подразделяются на семь групп:
   • первая группа (С) – сухие металлические пылеуловители (гравитационные, сухие инерционные и ротационные);
   • вторая группа (М) – мокрые пылеуловители (инерционные, конденсационные), скрубберы (механические, ударно-инерционные, полые, насадочные, центробежные), скрубберы Вентури и т. п.;
   • третья группа (Ф) – промышленные фильтры (рукавные, волокнистые, карманные, зернистые) с регенерацией (импульсной обратной продувкой, ультразвуком, с механическим и вибровстряхиванием и т. п.);
   • четвертая группа (Э) – электрические пылеуловители (сухие, мокрые, электрофильтры и др.);
   • пятая группа (Х) – аппараты сорбционной (химической) очистки газа от газообразных примесей (адсорберы, абсорберы и т. п.);
   • шестая группа (Т) – аппараты термической и термокаталитической очистки газов от газообразных примесей (печи сжигания, каталитические реакторы);
   • седьмая группа (Д) – аппараты других методов очистки газа.
   Основной величиной, характеризующей работу ГОУ в промышленных условиях, является степень очистки (η), которую определяют по одному из следующих соотношений:
   η = М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= (М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

)/М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/(М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) =
   = (C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

)/C -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Q,
   где М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, М -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– масса примесей, содержащихся в газе до поступления в аппарат, уловленных в аппарате и содержащихся в очищенном потоке соответственно, кг; С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– средние концентрации примесей в отходящих газах до и после очистки, соответственно, г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; Q, Q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и Q -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– объемные расходы отходящих газов до и после очистки, приведенные к нормальным условиям, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч.
   Иногда для определения эффективности работы газоочистного оборудования применяют упрощенное выражение
   η = 1 – (С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/С -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

),
   справедливое только при условии одинаковых объемных расходов газового потока до и после очистки.
   Кроме того, газоочистное оборудование характеризуется значениями объемного расхода очищаемого газа, аэродинамического сопротивления, технологическими условиями очистки (температура, влажность газового потока, дисперсность и плотность пыли, способность ее к коагуляции и гидратации, заряд частиц пыли, физико-химические свойства примесей, пожаро– и взрывоопасность и т. д.), металло– и энергоемкостью, расходом орошающей жидкости, себестоимостью очистки 100 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

газа и др.
   Основные требования к эксплуатации газоочистного оборудования определены Правилами эксплуатации газоочистных установок, утвержденными Постановлением Минприроды № 60 от 14.05.2007 г., и заключаются в следующем:
   • надежная, бесперебойная работа с показателями, соответствующими проектным;
   • все установки очистки газа должны быть зарегистрированы в органах Минприроды, иметь паспорт, инструкцию по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, а также журнал учета работы и неисправностей;
   • установки должны подвергаться проверке на эффективность не реже одного раза в год с оформлением соответствующего акта, а также при работе технологического оборудования на измененном режиме более трех месяцев, при переходе его на новый постоянный режим работы и после строительства, капитального ремонта или реконструкции установки. Установки, предназначенные для очистки выбросов с токсичными примесями, проверяют на эффективность не реже двух раз в год;
   • эксплуатация технологического оборудования при отключенных ГОУ запрещается;
   • увеличение производительности технологического оборудования без соответствующего наращивания мощности существующих установок очистки газа не разрешается;
   • при эксплуатации установок, предназначенных для очистки газов с высоким содержанием горючих, взрывоопасных, агрессивных, абразивных веществ, следует строго соблюдать правила эксплуатации и следить за герметичностью оборудования и исправностью всех его систем и устройств.
   Для обеспечения безопасной и надежной работы ГОУ на предприятии приказом руководителя назначается должностное лицо, ответственное за его эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт.

7.1.2.2. Пылеулавливание

   В соответствии с ГОСТ 12.2.043 пылеулавливающее оборудование в зависимости от способа отделения пыли от газовоздушного потока бывает сухим, когда частицы пыли осаждаются на сухую поверхность, и мокрым, когда отделение частиц пыли производится с использованием жидкостей.
   Пылеулавливающее оборудование по принципу действия подразделяется на группы, а по конструктивным особенностям – на виды, которые представлены в табл. 7.1.

   Таблица 7.1.Классификация пылеулавливающего оборудования

Выбор типа пылеуловителя обусловлен дисперсностью частиц, степенью запыленности газа и требованиями к степени его очистки. В частности, подобрать соответствующий тип оборудования для очистки выбросов от пыли в зависимости от дисперсного состава аэрозолей можно по табл. 7.2.

Таблица 7.2.Рекомендуемые аппараты для очистки ГВВ от пыли в зависимости от ее дисперсности

   Наиболее простыми являются пылеосадительные камеры, в которых отделение взвешенных частиц от газа осуществляется преимущественно под действием силы тяжести. Они очень просты по конструкции, пригодны, главным образом, для грубой предварительной очистки газов и при необходимости одновременно для охлаждения газа. Камера представляет собой пустотелый или с полками короб прямоугольного сечения с бункером внизу для сбора пыли. Площадь сечения камеры значительно больше площади подводящих газоходов, вследствие чего газовый поток движется в камере замедленно (около 0,5 м/с), и пыль оседает.
   Достоинствами пылеосадительной камеры является то, что она имеет низкое аэродинамическое сопротивление, проста и выгодна в эксплуатации; недостатками – громоздкость, низкая степень очистки. Эффективность камеры можно довести до 80–85 %, если сделать внутри камеры перегородки, увеличивающие время нахождения в ней газа. Обычно пылеосадительные камеры встраивают в газоходы; они изготавливаются из металла, кирпича, бетона и т. д.
   В промышленности более широко применяются инерционные пылеуловители. В этих аппаратах за счет резкого изменения направления газового потока частицы пыли по инерции ударяются об отражательную поверхность и выпадают на коническое днище пылеуловителя, откуда разгрузочным устройством непрерывно или периодически выводятся из аппарата. Наиболее простые из пылеуловителей этого типа – пылевые коллекторы (мешки). Они также задерживают только крупные фракции пыли, степень очистки ГВВ составляет 50–70 %.
   В более сложных жалюзийных аппаратах улавливаются частицы размером 50 мкм и более. Они предназначены для очистки больших объемов ГВВ. Жалюзи состоят из перекрывающих друг друга рядов пластин или колец с зазорами 2–3 мм, причем всей решетке придается некоторая конусность для поддержания постоянства скорости газового потока. Газовый поток, проходя сквозь решетку со скоростью 15 м/с, резко меняет направление. Крупные частицы пыли, ударяясь о наклонные плоскости решетки, по инерции отражаются от последней к оси конуса и осаждаются. Освобожденный от крупнодисперсной пыли газ проходит через решетку и удаляется из аппарата. Часть газового потока в объеме 5–10 % от общего расхода отсасываемого из пространства перед жалюзийной решеткой газа, содержит основное количество пыли и направляется в циклон, где освобождается от пыли, а затем присоединяется к основному потоку запыленного газа. Степень очистки газов от пыли размером более 25 мкм составляет примерно 60 %. Основные недостатки жалюзийных пылеуловителей – сложное устройство аппарата и абразивный износ жалюзийных элементов.
   Широко распространенными среди инерционных пылеуловителей являются циклоны, действие которых основано на использовании центробежной силы. Пылегазовая смесь тангенциально поступает в устройство через штуцер и приобретает направленное движение вниз по спирали. При этом частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке циклона, опускаются вниз и собираются в приемном бункере. Из бункера пыль периодически выгружается через затвор, называемый «мигалкой». Когда нарастающая масса столба пыли над клапаном «мигалки» достигает определенной величины, клапан под тяжестью пыли открывается, сбрасывает пыль и возвращается под действием контргруза в исходное состояние. «Мигалка» должна быть отрегулирована так, чтобы пыль в бункере не накапливалась выше определенного уровня, иначе воздух, движущийся в конусной части циклона, будет захватывать и уносить с собой верхний слой осевшей пыли. Очищенный воздух выбрасывается через центральную трубу из аппарата.
   При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов с эффективностью 85–98 % от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны рекомендуется использовать перед высокоэффективными аппаратами газоочистки (фильтры, электрофильтры). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу.
   Для увеличения срока службы циклонов, подвергающихся абразивному износу, в местах наибольшего износа (в нижней части конуса, во входной части улитки) рекомендуется наносить специальное противоабразивное покрытие.
   Исходя из компоновочных соображений, групповые циклоны изготовляют с камерой очищенного газа в виде улитки (вентилятор устанавливается после циклона) или в виде сборника (вентилятор устанавливается перед циклоном).
   При работе циклонов должна быть обеспечена непрерывная выгрузка пыли. Уровень пыли в бункере не должен подниматься выше 0,5 диаметра циклона от крышки бункера.
   В обычных условиях оптимальной скоростью воздуха в цилиндрической части бункера является 4 м/с, скорость 2,5 м/с рекомендуется принимать при работе с абразивной пылью.
   Известно, что эффективность улавливания пыли в циклоне прямо пропорциональна массе частиц и обратно пропорциональна диаметру аппарата. Поэтому вместо одиночного циклона большого размера целесообразно ставить параллельно несколько циклонов меньших размеров. Такие устройства называются групповыми или батарейными циклонами. Например, при необходимости обеспыливания потоков газа с расходом более 5500 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч можно скомпоновать группу из четырех циклонов ЦН-11 с общим пылесборником.
   Наиболее распространенным аппаратом этого типа является циклон НИИОгаз ЦН-11, который выпускается промышленностью с диаметрами 400, 500, 630 и 800 мм. В тех случаях, когда ограничены производственные площади, можно устанавливать циклон ЦН-15, который при равных эксплуатационных характеристиках имеет несколько меньшие размеры.
   Техническая характеристика циклона ЦН-15:
   • допустимая запыленность газа (г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) для слабослипающихся пылей – не более 1000, среднеслипающихся пылей – 250;
   • температура очищаемого газа (°С) – не выше 400;
   • давление (разрежение) (кПа (кг/см -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

)) – 5 (500);
   • коэффициент гидравлического сопротивления для одиночных – 147, групповых – 175–182;
   • эффективность (%) очистки от пыли (d -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

20 мкм) при скорости газопылевого потока 3,5 м/с и диаметре циклона 100 мм, 78.
   Условное обозначение типоразмера одиночного и группового циклона ЦН-15Л-600×2УП состоит из следующих элементов: Ц – циклон; Н – конструкция по нормали НИИО-газ; 15 – угол наклона входного патрубка относительно горизонтали, град.; П(Л) – «правое» («левое») вращение газа в улитке; 600 – внутренний диаметр цилиндрической части циклона, мм; 2 – количество циклонов в группе; У – с камерой очищенного газа в виде «улитки» (С – с камерой очищенного газа в виде сборника); П – пирамидальный бункер.
   Циклоны являются эффективными пылеулавливающими устройствами, степень очистки которых зависит от размера частиц и может достигать 95 % (при размере частиц более 20 мкм) и 85 % (при размере частиц более 5 мкм). Технические характеристики некоторых циклонов приведены в табл. 7.3.

   Таблица 7.3.Характеристики отдельных циклонов

   К недостаткам циклонов всех конструкций относится сравнительно высокое аэродинамическое сопротивление (400–700 Па), значительный абразивный износ стенок аппаратов, вероятность вторичного уноса осевшей в пылесборнике пыли за счет перегрузки по газу и неплотностей. Кроме того, циклоны недостаточно эффективно улавливают полидисперсные пыли с диаметром частиц менее 10 мкм и низкой плотностью материала.
   Для очистки больших объемов газов с неслипающимися твердыми частицами средней дисперсности можно использовать мультициклоны. В этих аппаратах вращательное движение пылегазового потока организуется с помощью специального направляющего устройства (розетка или винт), расположенного в каждом циклонном элементе. Мультициклоны, состоящие из элементов диаметром 40–250 мм, обеспечивают высокую (до 85–90 %) степень очистки газов от мелкодисперсных частиц диаметром менее 5 мкм. Мультициклоны широко используются в производстве суперфосфата, калийных и других видов минеральных удобрений.
   Для устранения недостатков вышеописанных циклонов разработаны вихревые пылеуловители (ВПУ), которые также относятся к прямоточным аппаратам центробежного действия. Сопловые и лопаточные ВПУ используются для высокоэффективной очистки (до 99 %) вентиляционных выбросов от мелкодисперсной пыли с заметным содержанием частиц с диаметром 3–5 мкм в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
   В тех случаях, когда допустимо увлажнение очищаемого газа, применяют гидропылеуловители. В этих аппаратах запыленный поток соприкасается с жидкостью или орошаемыми ею поверхностями. Мокрые пылеуловители отличаются от сухих более высокой эффективностью при сравнительно небольшой стоимости. Они особенно эффективны для очистки газовоздушных выбросов, содержащих пожаро– и взрывоопасные, а также слипающиеся вещества. Аппараты мокрой очистки можно использовать для очистки газов от мелкодисперсных пылей с размером частиц от 0,1 мкм, а также от газо– и парообразных вредных веществ. Конструкции аппаратов для мокрой очистки газовоздушных выбросов чрезвычайно разнообразны, как и производственные условия, в которых они эксплуатируются.
   Мокрые пылеуловители подразделяются на пять групп:
   • 1-я – скрубберы;
   • 2-я – мокрые центробежные пылеуловители;
   • 3-я – турбулентные пылеуловители;
   • 4-я – пенные аппараты;
   • 5-я – вентиляторные пылеуловители.
   Наиболее простыми и распространенными аппаратами для очистки и охлаждения газов являются полые и насадочные скрубберы. Они представляют собой вертикальные цилиндрические колонны, в нижнюю часть которых вводится запыленный газ, а сверху, через форсунки, подают распыленную жидкость. Очищенный газ отводится из верхней части аппарата, а вода с уловленной пылью в виде шлама собирается внизу скруббера. Степень очистки от пыли с частицами размером более 5 мкм может достигать более 90 %.
   Самые высокие результаты очистки достигаются при использовании форсунок грубого распыла, образующих капли диаметром 0,5–1,0 мм. Для снижения брызгоуноса скорость очищаемого газа в скруббере не должна превышать 1,0–1,2 м/с.
   Для полых скрубберов плотность орошения составляет 5–10 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

ч, гидравлическое сопротивление – порядка 250 Па. При этом достигается улавливание частиц пыли с размером более 10 мкм.
   Насадочные скрубберы заполняются различными насадочными телами (кольца Рашига, седла Берля, сетка, стекловолокно и т. д.), уложенными на опорной решетке. Одновременно с улавливанием пыли на сложной поверхности насадочных тел может происходить и абсорбция отдельных компонентов газовой смеси. Гидравлическое сопротивление насадочного скруббера зависит от скорости газа (обычно она составляет 0,8–1,25 м/с), плотности орошения, высоты насадки, некоторых других параметров и находится в пределах 300–800 Па.
   Центробежные мокрые пылеуловители – самая многочисленная группа разделительных аппаратов различного назначения. Наиболее характерным примером такого аппарата является циклон с водяной пленкой (типа ЦВП).
   Пылеуловители типа ЦВП с диаметром конуса от 315 до 1000 мм рассчитаны на производительность по газу 1000– 20 000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч. Удельный расход воды на орошение аппарата диаметром 1000 мм равен примерно 0,05 л/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

газа. Гидравлическое сопротивление аппаратов ЦВП находится в пределах 400–2000 Па. Эти пылеуловители отличаются стабильностью в работе в широком диапазоне расходов по газу и орошающей воде при минимальном брызгоуносе. Изменение нагрузки по газу на 30 % не оказывает существенного влияния на эффективность пылеулавливания.
   Из турбулентных пылеуловителей в последние годы широкую популярность завоевали скрубберы Вентури, высокая эффективность которых позволяет обеспечить очистку газа практически для любой концентрации улавливаемой пыли. Эти аппараты просты в изготовлении, монтаже и эксплуатации, характеризуются небольшими габаритами.
   В скруббере Вентури запыленный газ через конфузор подается в горловину, где вследствие уменьшения живого сечения аппарата скорость потока возрастает до 30–200 м/с. Вода подается в зону конфузора. При смешивании с потоком газа она диспергируется на мелкие капли. В горловине и диффузоре частицы пыли, содержащиеся в запыленном воздухе, соединяются с капельками воды, увлажняются, коагулируют и в виде шлама выделяются в сепараторе (каплеуловителе). Вода в скруббер может подаваться различными способами, однако наибольшее распространение получила схема с центральным подводом жидкости в конфузор.
   Скрубберы Вентури по исполнению могут быть круглого и щелевого сечения, вертикальные, горизонтальные и наклонные. Удельное орошение в скрубберах этого типа составляет 0,1–6 л/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

очищаемого газа. Частицы пыли размером более 10 мкм извлекаются из газового потока практически полностью. В зависимости от величины гидравлического сопротивления скрубберы Вентури бывают низконапорными с ΔР< 5 кПа и высоконапорными с ΔР= 5–25 кПа.
   Эффективность скрубберов Вентури зависит от скорости газа в горловине трубы, концентрации и дисперсного состава пыли, ее физико-химических свойств, расхода жидкости на орошение и других факторов.
   В качестве каплеуловителей используются почти все известные типы гидромеханических аппаратов для разделения неоднородных систем (сепараторы, циклоны, пенные аппараты, электрофильтры и др.). Чаще всего применяются циклоны самых различных типов.
   В некоторых случаях оправдано использование пенных аппаратов, в которых запыленный поток воздуха проходит через слой жидкости со скоростью 2–3 м/с (превышающую скорость свободного всплывания пузырьков воздуха при барботаже), в результате чего создаются условия для образования слоя высокотурбулизированной пены. Пенные аппараты поставляются двух типов: с провальными решетками и переливной решеткой. По исполнению пенные аппараты могут быть круглого, прямоугольного и квадратного сечения.
   Основным недостатком пенных аппаратов является чувствительность к колебаниям расхода очищаемого газа. При этом оказывается невозможным поддерживать слой пены на всей площади решетки: при расходах газа меньше оптимальных пена не может равномерно образовываться на всей поверхности решетки, при больших – слой пены также неравномерен и даже сдувается в некоторых местах. Это приводит к прорыву неочищенных газов, повышенному брызгоуносу и, как следствие, к резкому снижению эффективности аппарата. Кроме того, при орошении решеток аппарата рассолами при минерализации солей 270–360 г/л наблюдается зарастание решеток и внутренней части пылеуловителя отложениями солей и пыли, что приводит к потере работоспособности оборудования.
   К вентиляторным пылеуловителям относятся сухие и мокрые ротоклоны, которые широко используются за рубежом. По существу они представляют собой комбинированные пылеуловители, принцип действия которых основан на осаждении пыли орошаемыми поверхностями, действии инерционных и центробежных сил, распылении воды и т. д.
   Одним из представителей вентиляторных пылеуловителей является центробежный ротационный пылеуловитель (ЦРП), разработанный для очистки газов от некоагулирующихся пылей с размером частиц 1–5 мкм. При большой запыленности газа (более 50 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) целесообразно на первой ступени использовать циклон.
   В последние годы в промышленности республики широко внедряются ударно-инерционные аппараты типа ПВМ для очистки 10, 20, 40 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч воздуха, удаляемого вытяжными вентиляционными системами, от пыли средней и малой дисперсности. Они могут применяться во всех отраслях промышленности, а также для улавливания взрывоопасных и пожароопасных пылей, за исключением случаев, когда улавливаемая пыль способна цементироваться или кристаллизоваться в воде, образуя плотные отложения, или реагировать с водой с образованием вредных или опасных газов. Расход воды в пылеуловителях при умеренной температуре очищаемого воздуха (20–40 °С) следует принимать равным 0,005 л/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. В табл. 7.4 приведены технические данные аппаратов типа ПВМ.

   Таблица 7.4.Технические данные вентиляционных аппаратов типа ПВМ

   Эффективность мокрых пылеуловителей зависит в большей степени от смачиваемости пыли. При улавливании плохо смачивающейся пыли в орошающую воду вводят поверхностно-активные вещества (ПАВ).
   К недостаткам мокрого пылеулавливания относятся: большой расход воды, сложность выделения уловленной пыли из шлама, возможность коррозии оборудования при переработке агрессивных газов, значительное ухудшение условий рассеивания через заводские трубы отходящих газов за счет снижения их температуры. Кроме того, мокрые пылеуловители требуют значительного расхода электроэнергии для подачи и распыления воды.
   Одним из наиболее совершенных способов выделения из воздуха взвешенных твердых частиц является его фильтрация через сухие цельные, сыпучие и комбинированные перегородки. Этот способ характеризуется высокой степенью очистки воздуха; возможностью улавливания частиц загрязнений при любом давлении воздуха; использованием химически стойких материалов; стабильностью процесса очистки; простотой эксплуатации. Возможности применения промышленных воздушных фильтров-пылеуловителей с перегородками значительно расширяются в связи с внедрением новых пористых перегородок из синтетических, стеклянных и металлических волокон, пористых пластических масс, пористой металлокерамики, шлаковаты и др.
   В связи с возросшими требованиями к степени очистки газов в последние годы четко выявляется тенденция к увеличению доли использования фильтров по сравнению с аппаратами мокрой очистки и электрофильтрами. Это связано с повышением требований к качеству очистки и удорожанием воды, необходимой для мокрой очистки газов, расширением производства новых фильтровальных материалов из синтетических волокон, возможностью совмещения в тканевом фильтре функций улавливания твердых частиц и очистки от газообразных компонентов.
   Фильтрами называются устройства, в которых запыленный воздух пропускается через пористые материалы, способные задерживать или осаждать пыль. Очистку от грубой пыли проводят в фильтрах, заполненных коксом, песком, гравием, насадкой различной формы и природы. Для очистки от тонкодисперсной пыли применяют фильтрующие материалы типа бумаги, сетки, нетканых материалов, войлока или ткани различной плотности. Бумагу используют для очистки атмосферного воздуха или же газа с низким содержанием пыли.
   В промышленных условиях применяют тканевые, или рукавные, фильтры. Они имеют форму барабана, матерчатых мешков или карманов, работающих параллельно. Частицы пыли, оседая на фильтрующий материал, создают слой с порами, меньшими, чем у фильтрующего материала, поэтому улавливающая способность слоя пыли возрастает, но вместе с этим увеличивается и его аэростатическое сопротивление. С течением времени слой пыли уплотняется, сопротивление его увеличивается, поэтому его приходится удалять встряхиванием фильтрующего материала, обратной продувкой струей воздуха или другими способами.
   Тканевые рукава изготавливаются из хлопка, шерсти, лавсана, нейлона, полипропилена, тефлона, стекловолокна и других материалов. Часто на ткань наносится силиконовое покрытие с целью повышения изгибоустойчивости, термостойкости, стойкости к усадке, абразивному износу или улучшению регенерации ткани. Выбор фильтрующего материала зависит от условий его эксплуатации. Степень очистки газов от пыли при правильной эксплуатации фильтров может достигать 99,9 %.
   Недостатками тканевых (рукавных) фильтров являются трудоемкость ухода за тканью рукавов и большая металлоемкость аппаратов, так как натягивание рукавов осуществляется с помощью грузов. Фильтр большой единичной мощности содержит около 100 000 рукавов и для их натягивания приходится затрачивать около 200 т металла.
   В настоящее время промышленностью выпускаются фильтры типа ФРКИ и ФРКДИ. Они рекомендованы для сухой высокоэффективной очистки газов от большинства видов пыли с размером частиц более 2 мкм в различных отраслях промышленности при температурах, определяемых материалом ткани, из которой изготовлены рукава. Фильтры ФРКИ-30, ФРКИ-60 и ФРКИ-90, состоящие соответственно из одной, двух и трех секций, имеют одинаковую высоту 2 м. Количество секций в фильтрах ФРКИ-180 (однорядных) увеличено до 4, ФРКИ-360 (двухрядных) – до 8, высота рукавов – до 3 м. Вход запыленного газа в корпус осуществляется через боковые стенки бункеров, выход – сверху.
   Регенерация фильтра производится без отключения секции импульсами сжатого воздуха под давлением 0,6 МПа, поступающего внутрь рукавов сверху через отверстие в продувочных коллекторах. Подача импульсов длительностью 0,1–0,2 с обеспечивается электромагнитными клапанами, управление которыми осуществляется автоматически.
   Для тонкой очистки запыленных газов и улавливания ценных аэрозолей из отходящих газов применяется фильтр металлокерамический ФМК. Фильтрующие элементы, собранные из металлокерамических трубок, закреплены в трубной решетке и заключены в корпус фильтра. На наружной поверхности фильтрующего элемента образуется слой уловленной пыли. Для разрушения и частичного удаления этого слоя предусмотрена обратная продувка сжатым воздухом. Степень очистки газов от пыли составляет 99,99 %.
   В промышленности для тонкой очистки газов от пыли и токсичных примесей широко используется большое количество конструкций фильтров из пористых материалов. К ним относятся фильтры с полужесткими фильтровальными перегородками из ультратонких полимерных материалов, обладающих термостойкостью, механической прочностью и химической стойкостью. Среди множества конструкций фильтров этого типа наиболее широкое распространение получили рамочные фильтры.
   Известно много конструкций насадочных фильтров коробчатого типа с насадкой из стекловолокна, шлаковаты и других волокнистых материалов. Толщина насадки 100 мм при плотности набивки 100 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и скорости фильтрации 0,1–0,3 м/с. Аэродинамическое сопротивление таких фильтров составляет 450–900 Па. Коробчатые, или кассетные, фильтры используются обычно для очистки вентиляционных газов при низких температурах (30–40 °С) и небольшой начальной запыленности порядка 0,1 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Для санитарной очистки вентиляционного воздуха, содержащего туман и брызги кислот, щелочей и других аэрозолей, широко используются фильтры волокнистые типа ФВГ-Т. Внутри корпуса фильтра размещены кассеты с фильтрующим материалом, наложенным на каркас и прижатым решеткой из пруткового материала. Кассеты изготавливаются в виде вертикально расположенных складок. Установка и смена их осуществляется через монтажный люк. Фильтр работает в режиме накопления уловленного продукта на поверхности фильтрующего материала с частичным стоком жидкости. По достижении перепада давления 500 Па фильтр подвергается периодической промывке (обычно один раз в 15–30 сут) с помощью переносной форсунки, вводимой через люк.
   Разработаны и выпускаются фильтры пяти типоразмеров производительностью от 3,5 до 80,0 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч. Фильтр ФВГ-1,6 изготавливается в правом и левом исполнении в зависимости от стороны обслуживания, остальные – с двухсторонним обслуживанием. Фильтрующим материалом служит иглопробивной войлок (диаметр волокон 70 мкм) с толщиной слоя 4–5 мм.
   Фильтры РИФ, ФК, РИФ-ФК, разработанные НПООО «Экофил-Деко» (Беларусь), с ионообменным фильтрующим материалом Фибан -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

предназначены для очистки воздуха от токсичных газов и паров, аэрозолей кислот, щелочей и солей в вытяжных, приточных и рециркуляционных системах химической, машиностроительной, электронной, металлургической промышленности, при производстве строительных материалов и в других отраслях. Очистка воздуха и газов в ионообменных фильтрах происходит в результате химических реакций между молекулами газов, аэрозолей и функциональными группами ионообменных волокнистых материалов Фибан -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, являющихся основой фильтрующих элементов. Очистке подвергаются газы с содержанием токсических примесей от 1 до 500 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

при температуре от +1 до +60 °С. Благодаря химическому связыванию вредных веществ ионообменными фильтроматериалами достигается высокая (90–98 %) степень очистки. Эффективность очистки практически не зависит от колебаний концентрации загрязняющего компонента и скорости воздушного потока. Фильтры характеризуются возможностью очистки нагретого воздуха (до 60 °С); воздуха с низким и высоким влагосодержанием (10–100 отн.%). Линейная скорость фильтрации 3 м/с. Продолжительность регенерации фильтра 1 мин.
   Электрофильтры применяются для очистки запыленных газов от наиболее мелких частиц пылей, туманов размером до 0,01 мкм. Промышленные электрофильтры делятся на две группы:
   • одноступенчатые (однозонные), в которых одновременно происходит ионизация и очистка воздуха;
   • двухступенчатые (двухзонные), в которых ионизация и очистка воздуха проводятся в разных частях аппарата.
   По конструкции электрофильтры делятся на пластинчатые и трубчатые, горизонтальные и вертикальные, двупольные и многопольные, одно– и многосекционные, сухие и мокрые.
   Постоянный электрический ток высокого напряжения (50– 100 кВ) в электрофильтр подают на так называемый коронирующий (обычно отрицательный) и осадительный электроды. Электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки. При скоростях газа в трубчатых электрофильтрах от 0,7 до 1,5 м/с, а в пластинчатых от 0,5 до 1,0 м/с можно достичь степени очистки, близкой к 100 %. Эти фильтры обладают высокой пропускной способностью. Недостатками электрофильтров являются их высокая стоимость и сложность в эксплуатации.
   Ультразвуковые аппараты используются для повышения эффективности работы циклонов или рукавных фильтров. Ультразвук со строго определенной частотой приводит к коагуляции и укрупнению частиц пыли. Наиболее распространенными источниками ультразвука являются разного типа сирены. Относительно хороший эффект ультразвуковые пылеуловители дают при высокой концентрации пыли в очищаемом газе. Чтобы увеличить эффективность работы аппарата, в него подают воду. Ультразвуковые установки в комплексе с циклоном применяют для улавливания сажи, тумана различных кислот.

7.1.2.3. Обработка выбросов от газообразных и парообразных примесей

   Очистка выбросов. Данный процесс можно разделить на две основные группы: абсорбция жидкостями и адсорбция твердыми поглотителями.
   Абсорбция – это процесс поглощения газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими поглотителями – абсорбентами. Различают физическую и химическую абсорбцию. При физической абсорбции молекулы поглощаемого вещества (абсорбтива) не вступают с молекулами абсорбента в химическую реакцию. При этом над раствором существует определенное равновесное давление компонента. Процесс абсорбции проходит до тех пор, пока парциальное давление целевого компонента в газовой фазе выше равновесного давления над раствором. При химической абсорбции молекулы абсорбтива вступают в химическое взаимодействие с активными компонентами абсорбента, образуя новое химическое соединение. При этом равновесное давление компонента над раствором ничтожно мало по сравнению с физической абсорбцией и возможно полное его извлечение из газовой среды.
   Процесс абсорбции является избирательным и обратимым. Избирательность – это поглощение конкретного целевого компонента (абсорбтива) из смеси с помощью абсорбента определенного типа. Процесс является обратимым, так как поглощенное вещество может быть снова извлечено из абсорбента (десорбция), а абсорбтив снова может быть использован в процессе.
   Применяемые абсорбенты должны хорошо растворять извлекаемый газ, иметь минимальное давление паров, чтобы возможно меньше загрязнять очищаемый газ парами поглотителя, быть дешевыми, не вызывать коррозию аппаратуры. Для очистки газов от диоксида углерода в качестве абсорбентов используются вода, растворы этаноламинов, метанол. Очистка от сероводорода осуществляется с помощью растворов этаноламинов, водными растворами Na -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, K -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NH -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(с последующим окислением поглощенного H -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

S кислородом воздуха с получением элементарной серы). Для очистки газов от диоксида серы используются аммиачные методы, известковый метод, марганцевый метод. Для удаления оксида углерода его абсорбируют медно-аммиачными растворами.
   Процесс абсорбции протекает на поверхности раздела фаз, поэтому абсорбер должен иметь возможно более развитую поверхность соприкосновения жидкости и газа. По способу образования этой поверхности абсорберы можно разделить на поверхностные, насадочные и барботажные.
   Поверхностные абсорберы малопроизводительны и используются для поглощения только хорошо растворимых газов. Наиболее распространенными универсальными видами являются насадочные абсорберы. Они имеют более развитую поверхность соприкосновения, просты по устройству, надежны. Их широко применяют для очистки газов от оксидов азота, SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, CO, Cl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и некоторых других веществ. Более компактными, но и более сложными по устройству являются барботажные абсорберы, в которых газ барботируется через слой абсорбента, размещенного в колонне на тарелках. Еще более совершенными являются пенные абсорберы. В этих аппаратах жидкость, взаимодействующая с газом, приводится в состояние пены, что обеспечивает большую поверхность контакта между абсорбентом и газом, а следовательно, и высокую эффективность очистки.
   В качестве абсорберов могут применяться любые массообменные аппараты, использующиеся в химической промышленности.
   Адсорбция – основана на избирательном извлечении вредных компонентов из газа с помощью адсорбентов – твердых веществ с развитой поверхностью. Адсорбенты должны обладать высокой поглотительной способностью, избирательностью, термической и механической стойкостью, низким сопротивлением потоку газа, легкой отдачей адсорбированного вещества. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, силикагель, синтетические и природные цеолиты. Цеолиты (молекулярные сита) – это синтетические алюмосиликатные кристаллические вещества, обладающие большой поглотительной способностью и высокой избирательностью даже при весьма низком содержании определенного вещества (адсорбтива) в газе.
   С помощью адсорбентов газы очищаются в основном от СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, сернистых соединений, углеводородов, растворителей, n-ксилола, сероуглерода и др.
   Адсорбцию осуществляют в основном в адсорберах периодического действия. Десорбцию ведут обычно острым паром, подаваемым снизу, который выносит из сорбента поглощенный им продукт (адсорбат) и поступает в холодильник-конденсатор, где продукт отделяется от воды.
   Адсорберы периодического действия отличаются простотой и надежностью. Недостатками их является периодичность процесса, низкая производительность и относительно небольшая эффективность.
   Непрерывные процессы адсорбционной очистки газов осуществляются в кипящем слое адсорбента. Эти процессы дают возможность обрабатывать относительно небольшим количеством адсорбента большие объемы газов с низкой концентрацией веществ, подлежащих удалению, и достигать при этом высокой степени очистки.
   Адсорбционные процессы с аппаратами периодического действия особенно перспективны для рекуперации органических растворителей, многие из которых являются озоноразрушающими и поэтому представляют определенную опасность для окружающей среды. В связи с этим рекуперация таких веществ из вентиляционных промышленных выбросов может не только вернуть в производство ценные продукты, но и предотвратить загрязнение атмосферного воздуха.
   Проведенный анализ состава теряемых с вентиляционным воздухом растворителей в промышленности показывает, что ими чаще всего являются сероуглерод, ацетон, бензин, толуол, хлористый этил и т. д. Концентрация этих веществ в паровоздушной смеси (ПВС) может меняться в очень широких пределах. В зависимости от величины концентрации целевых компонентов в ПВС можно определить рентабельность применения адсорбционных установок для извлечения органических растворителей. Минимальные концентрации, при которых обеспечивается окупаемость капитальных затрат и обслуживания установок рекуперации растворителей, приведены в табл. 7.5.

   Таблица 7.5.Минимальные концентрации растворителей в ПВС, при которых обеспечивается рентабельность адсорбционной установки

   Как видно из таблицы, практически для всех хорошо адсорбируемых веществ минимальная концентрация составляет примерно 2,0 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Однако в данном случае не учитывается экологическая сторона, т. е. влияние выбрасываемых веществ на окружающую среду. Многие компоненты, включая толуол, ксилол, бензол, четыреххлористый углерод, сероуглерод, обладают канцерогенными, мутагенными и другими опасными свойствами. Поэтому использование адсорбционных установок оказывается целесообразным при любых концентрациях этих веществ в ПВС.
   Эффективность применения адсорбционных установок для очистки паровоздушных смесей определяется также материальными и энергетическими затратами на 1 т выделяемого компонента. Анализ работы отечественных и зарубежных промышленных установок рекуперации растворителей показывает, что на 1 т получаемого растворителя необходимо: водяного пара – 2–8 т; охлаждающей воды – 25–200 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; электроэнергии – 50–1000 кВт·ч и активного угля – 0,22–2,5 кг.
   В технике очистки и рекуперации наряду с другими методами для улавливания паров летучих растворителей применяют методы конденсации и компримирования.
   В основе метода конденсации лежит явление уменьшения давления насыщенного пара растворителя при понижении температуры. Смесь паров растворителя с воздухом предварительно охлаждают в теплообменнике, а затем конденсируют. Достоинством метода является простота аппаратурного оформления и эксплуатации рекуперационной установки. Однако проведение процесса очистки паровоздушных смесей методом конденсации осложняется, поскольку содержание паров летучих растворителей в этих смесях обычно превышает нижний предел их взрываемости. К недостаткам метода относятся также высокие расходы холодильного агента и электроэнергии и низкий процент конденсации паров растворителей (выход обычно не превышает 70–90 %). Метод конденсации является рентабельным лишь при содержании паров растворителя в подвергаемом очистке потоке более 100 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, что существенно ограничивает область применения установок конденсационного типа.
   Метод компримирования базируется на том же явлении, что и метод конденсации, но применительно к парам растворителей, находящимся под избыточным давлением. Однако этот метод более сложен в аппаратурном оформлении, так как в схеме улавливания паров растворителей необходим компримирующий агрегат. Кроме того, он сохраняет все недостатки, присущие методу конденсации, и не обеспечивает возможность улавливания паров летучих растворителей при их низких концентрациях.
   Обезвреживание газовоздушных выбросов. Если концентрация примесей в газовоздушных выбросах незначительна (десятки миллиграммов на кубометр), улавливание их экономически и технически нецелесообразно. В этих случаях необходимо использовать различные приемы обезвреживания.
   Одним из современным способов обезвреживания газовоздушных выбросов с низкими концентрациями органических соединений, диоксида азота, оксида углерода, неприятнопахнущих соединений является каталитический, при котором происходит глубокое их окисление до углекислого газа и воды.
   Каталитическое обезвреживание основано на каталитических реакциях, в результате которых находящиеся в газе вредные примеси окисляются и превращаются в другие соединения, безвредные или менее вредные, или же легко удаляющиеся из среды. Степень их конверсии может достигать 99,9 %.
   Катализаторами служат платина, палладий, рутений, а также более дешевые, но менее эффективные никель, хром, железо, медь. В качестве восстановителей применяют метан, водород, оксид углерода, природный и нефтяной газы и др. Любой из этих газов не должен содержать примесей сернистых соединений, вызывающих отравление катализатора. В качестве носителей для катализаторов используют оксид алюминия, силикагель, керамику и другие материалы.
   При использовании в качестве катализатора платины, палладия или родия обеспечивается высокая степень конверсии: остаточное содержание оксидов азота не превышает 5–10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

% при больших объемах перерабатываемого газа.
   При применении других, более дешевых катализаторов, степень обезвреживания, а также скорость процесса оказываются меньшими.
   Термический метод обезвреживания получил более широкое распространение, так как некоторые вредные примеси трудно или невозможно полностью нейтрализовать другими методами из-за сложности их состава, низкой концентрации, а также из-за отсутствия эффективных средств улавливания. Он заключается в том, что все органические вещества полностью окисляются кислородом воздуха при высокой температуре до нетоксичных соединений. В результате выделяются минеральные продукты, вода, диоксид углерода, а также теплота, которые требуют дальнейшей их утилизации.
   Метод термического окисления (дожига) органических веществ, содержащихся в отходящих газах, относится к энергоемким. Для поддержания необходимой температуры обезвреживания отходящих газов (800–1200 °С) используется высококалорийное топливо, поэтому преимущественно этот способ применяется для обезвреживания газов сложного состава и в тех случаях, когда возврат уловленных примесей в производство экономически нерентабелен.
   Наиболее экономичным приемом термического обезвреживания газов из выбросов является их использование вместо дутьевого воздуха при сжигании высококалорийного топлива (природного газа, мазута) в действующих тепловых агрегатах, таких как печи, сушилки, топки и т. д. При этом для обеспечения надежного и качественного горения минимальное содержание кислорода в газовых выбросах должно быть около 17 %.
   К преимуществам термического метода обезвреживания отходящих газов относятся: отсутствие шламового хозяйства, небольшие габариты установок, простота обслуживания, высокая эффективность, возможность обезвреживания горючих выбросов сложного состава.
   Метод дожига углеводородов получает все большее распространение. Накоплен опыт термического обезвреживания воздуха, содержащего примеси стирола, формальдегида, толуола, бутилацетата и других органических веществ. Степень окисления последних составляет 99 %.
   С целью снижения затрат отходящие газы чаще всего сжигаются совместно с твердыми отходами, в результате чего упрощается проблема утилизации промышленных отходов в целом, а также резко снижаются энергетические и эксплуатационные затраты. С помощью современных установок термо-дожига можно обеспечить полную безвредность и высокую производительность этого процесса.
   В целях снижения температуры обезвреживания органических примесей применяют установки сжигания, где в качестве инициатора окисления используются различные катализаторы. Тем самым достигается снижение температуры обезвреживания более чем в два раза и обеспечивается возможность нейтрализации газов с низким содержанием вредных примесей.
   Особенность установки термокаталитического обезвреживания в том, что затраты энергии необходимы только в момент пуска, т. е. когда требуется подогреть газовый поток до начальной температуры каталитического окисления (300–400 °С). Затем процесс протекает самопроизвольно за счет теплоты реакции окисления.
   Термокаталитическое дожигание органических веществ до диоксида углерода (IV) и воды применяют в тех случаях, когда отходящие газы представляют собой многокомпонентную смесь различных органических веществ. В настоящее время разработаны типовые схемы обезвреживания выбросов от сушильных камер путем сжигания паров растворителей на поверхности катализатора. Внедрение схем, предусматривающих последующую утилизацию теплоты, позволяет достичь сокращения расхода теплоносителей не менее чем на 20 % (при сжигании паров с низким содержанием горючего компонента).
   Дезодорация неприятнопахнущих выбросов. Она проводится для устранения запаха газовых потоков, содержащих примеси органических и неорганических веществ. Концентрация этих примесей в большинстве случаев ниже предельно допустимых значений, т. е. выбросы являются «чистыми» с точки зрения санитарных норм. Однако наличие запаха не позволяет выбрасывать такие отходящие газы в атмосферу без дополнительной обработки. Установки дезодорации, предназначенные для доочистки выбросов, снижают уровень загрязнения атмосферного воздуха одорантами.
   Чаще всего для обеззараживания газовоздушных потоков используют те же методы и устройства, что и для дезодорации, поэтому в дальнейшем эти процессы рассматриваются совместно.
   Для дезодорации и обеззараживания неприятнопахнущих выбросов в промышленности используют все вышеперечисленные методы термического и термокаталитического дожигания, абсорбции, адсорбции, химического и биохимического окисления, а также различные их сочетания. Содержание в газовоздушных выбросах (ГВВ) химических производств одорантов различной химической природы создает определенные трудности при выборе методов дезодорации.
   Перспективным комбинированным методом устранения запахов ГВВ является биосорбционная дезодорация – сочетание адсорбции одорантов различными сорбентами с последующим их биохимическим окислением микроорганизмами, образующими биопленку на поверхности сорбентов, в качестве которых используют торф, древесные опилки, шлам от очистных установок, компост, песок, камни, кокс, пластмассы, антрацит, активированный уголь и т. д.
   Выбор вида микроорганизмов зависит от состава очищаемого газа. При наличии в ГВВ значительных количеств аммиака используются бактерии-денитрификаторы, а серосодержащих соединений – бактерии-десульфаторы. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов в среде должны присутствовать соединения, содержащие углерод, фосфор, азот в соотношении 100:1:5, а также кальций, магний, железо и другие элементы. Показатель кислотности среды рН поддерживается на уровне 6–8, концентрация кислорода – 0,5–1,0 мг/л. При этом в качестве источника углерода используются соединения, содержащиеся в ГВВ. Температура ведения процесса должна быть оптимальной для жизнедеятельности выбранного вида микроорганизмов. Для обработки ГВВ могут быть применены аппараты как с фиксированным, так и с кипящим слоем носителя.
   Абсорбционно-окислительные методы дезодорации и обеззараживания основаны на поглощении газов водой или другими поглотителями. Они нашли самое широкое применение на предприятиях химической и микробиологической промышленности. Для этого может использоваться абсорбционное оборудование различных видов, рассмотренное ранее.
   Для повышения эффективности абсорбционного метода в качестве абсорбента используют растворы многих окислителей: перманганата калия, пероксида водорода, гипохлоритов натрия и кальция, галогенсодержащих соединений, кислот, а также кислород, озон и др. Процесс обеззараживания и дезодорации перманганатом калия или гипохлоритом натрия проводится при рН ≤ 6. Недостатками метода являются высокая стоимость окислителя, а также необходимость дополнительной обработки сточных вод для удаления диоксида марганца.
   В некоторых случаях для дезодорации и обеззараживания газовоздушных выбросов используют комбинированные методы. Например, после обработки отходящих газов водными растворами, включающими соли бромистой или йодистой кислоты с одновременной обработкой ультрафиолетовым излучением, запах не ощущается. Мощность ультрафиолетового излучения для газа, содержащего НПВ с концентрацией 1 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, должна быть не менее 0,1 Вт/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

·ч -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Широкое применение в качестве окислителей находят гипохлориты – соли хлорноватистой кислоты, которые можно достаточно легко получать электрохимическим превращением насыщенного раствора хлорида натрия (поваренной соли) прямо на месте дезодорации. Обычно электролизер с одной стороны соединяется трубопроводами с емкостью насыщенного раствора хлорида, с другой – с циркуляционной системой орошения абсорбера. Такая схема обвязки позволяет избежать образования загрязненных сточных вод. Дезодорация осуществляется путем подачи отходящих газов в промывную колонну, орошаемую раствором гипохлорита натрия. Величина рН поддерживается на уровне 10–11. Эффективность дезодорации достигает 99,9 %.
   Одним из наиболее эффективных средств дезодорации и обеззараживания является озон. Метод озонирования имеет целый ряд преимуществ: высокая окислительная активность по отношению к спиртам, нефтепродуктам, фенолам и другим сложным соединениям; доступность сырья (кислород воздуха) для получения озона, технологическая гибкость и незначительный расход кислорода. Процесс дезодорации в этом случае можно рассматривать как суммарный эффект окисления органических веществ и маскировки запаха НПВ.
   Процесс дезодорации и обеззараживания ГВВ озоном осуществляют в газовой или жидкой фазе. Окисление НПВ в газовой фазе обычно проводят при низкой их концентрации в выбросах. В этом случае озон вводится во всасывающую линию газового тракта. При интенсивном перемешивании озона с ГВВ в вентиляторе (дымососе) эффективность дезодорации значительно повышается. На крупнейшей в США установке по дезодорации и обеззараживанию газов от аэротенков концентрация озона в озоно-воздушной смеси составляет 1 %. Время контакта НПВ с озоном 15–25 с. Недостатками метода газофазной дезодорации являются низкая степень использования озона и необходимость в длительном контакте.
   Абсорбционно-окислительный метод дезодорации и обеззараживания позволяет сократить время контакта ГВВ и окислителя с 30 до 3 с и снизить удельный расход озона. При этом для эффективной дезодорации и обеззараживания ГВВ необходима концентрация озона в жидкости 0,45–1,0 г/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   В некоторых случаях целесообразно использовать адсорбционно-окислительную дезодорацию ГВВ, которая проводится на твердых поглотителях с помощью озона. В качестве адсорбентов применяются активированный уголь, цеолиты, силикагели. Для повышения эффективности их пропитывают различными окислителями (перманганатами, гипохлоритами, перекисями и др.).
   В последние годы начали успешно использовать для обеззараживания и дезодорации ГВВ и другие окислители, например смесь 10 % раствора сульфита натрия с 1 % раствором хлоргидрата гидроксиламина. Образующиеся после очистки сточные воды аэрируют воздухом и подают обратно в абсорбер.
   Предложено дезодорацию НПВ проводить оксидом, гидроксидом, хлоридом или сульфатом железа (III) в концентрации 0,1–50,0 г/л. Водный раствор соединений железа циркулирует в замкнутой системе абсорбер – насос – аэратор – абсорбер. В аэраторе абсорбент насыщается воздухом и доводится до температуры, оптимальной для процесса дезодорации и обеззараживания ГВВ.

7.1.2.4. Новые разработки в технике защиты атмосферы

   В последние десятилетия широко проводятся исследования по совершенствованию существующих ГОУ, созданию принципиально новых установок, а также комплексных систем очистки, обезвреживания и обеззараживания ГВВ с использованием фотокатализаторов, активированных углей, озона, ультрафиолетового излучения, низкотемпературной плазмы, ионитов и других современных средств.
   Технология фотокаталитической обработки воздуха основана на сложных физико-химических реакциях разложения молекул вредных веществ до безвредных компонентов чистого воздуха. Реакция разложения происходит на фотокаталитическом слое при облучении его источником ультрафиолетового излучения в биологически безопасном диапазоне частот (320–400 нм). При этом материал фотокаталитического слоя не расходуется и не требует замены.
   Фотокаталитический способ позволяет очищать воздух от пыли и копоти, а также от различных токсических веществ (оксиды углерода, азота, фенол, формальдегид, хлор– и кислородсодержащие углеводороды, соединения метана, аммиак, сероводород и др.), очистка воздуха от которых затруднена. Кроме очистки новый метод позволяет обеззараживать воздух в закрытых помещениях, уничтожая различные болезнетворные микроорганизмы и разлагая молекулы загрязняющих веществ. Эффективность фотокаталитического обеззараживания воздуха в 10–1100 раз превышает этот показатель для ультрафиолетовой обработки. При совмещении первичной адсорбционной фильтрации и тонкой фотокаталитической очистки воздуха в одном аппарате позволяют обеспечить чистоту воздуха производственных, жилых, общественных помещений, а также мест массового скопления людей.
   Например, фотокаталитический фильтр воздуха «АЭРО-ЛАЙФ КФУ 2-450» позволяет очистить и обезвредить ГВВ от оксидов углерода, азота на 60 %, ароматических углеводородов, бензопирена – на 90, пыли с размерами частиц 3–4 мкм – на 90, пыли с размерами частиц более 4 мкм, а также бактерий, вирусов и спор – на 99 %.
   Определенный интерес представляет технология очистки воздуха в коронном высоковольтном электрическом разряде, т. е. используя природное явление, когда при определенных погодных и геомагнитных условиях возникают грозовые облака и разряды молний (электрический разряд в газах), что вызывает образование озона. Подобный естественный, немеханический принцип работы реализован в малогабаритных аппаратах «PlazmaiR» российского производства, которые позволяют не только очищать воздух от различных загрязняющих примесей размерами от 0,01 до 100 микрон, но и непрерывно обогащать воздух отрицательными ионами. В блоках аппарата «PlazmaiR» в результате газового разряда образуются электроны, которые бомбардируют молекулы загрязнителей, разрывая межмолекулярные связи. При этом в большом количестве выделяется озон, который окисляет все вредные примеси и превращает их в воду и углекислый газ. Кроме того, он уничтожает бактерии, вирусы, грибки, плесень. Через некоторое время избыточный озон разлагается и превращается в кислород.
   Аппараты для промышленной очистки воздуха «PlazmaiR Standart» уникальны тем, что в них используется трехступенчатая технология очистки воздуха. На начальном этапе происходит механическая очистка, затем воздух попадает в камеру с низкотемпературной плазмой, а на конечном этапе – в каталитический фильтр, который доводит степень очистки воздуха до 90–95 %. В качестве катализаторов используют блоки из пенометаллов.
   В модельном ряду «PlazmaiR» есть устройства для обработки производственных, бытовых помещений, помещений заведений общественного питания и др. Предлагаются стандартные плазменные установки для очистки воздуха от вредных веществ на производственных объектах с концентрациями от 350 до 1000 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; модели, предназначенные для очистки воздуха на производственных объектах от вредных веществ с концентрациями свыше 1000 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; для очистки приточного и рециркуляционного воздуха в бытовых и общественных помещениях с содержанием вредных веществ до 200 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Для каждого конкретного случая подбираются состав катализатора и комплектация установки.
   В Российской Федерации разработано комплектное оборудование для очистки воздуха с применением газоразрядно-каталитической технологии. Принцип действия промышленной системы очистки газов «Газоконвертор “Ятаган”» основан на комбинированном воздействии объемного барьерно-стриммерного разряда мультирезонансной частоты, озона, атмосферного кислорода и каталитического воздействия на молекулы газообразных загрязнений. При пропускании загрязненного воздуха очистка, как и при работе аппарата «PlazmaiR», производится в несколько стадий:
   • предварительная фильтрация от взвешенных пылевых и аэрозольных частиц;
   • газоразрядная очистка. Очищаемый воздух, проходя через ячейки газоразрядного блока, подвергается воздействию объемного барьерно-стриммерного разряда высокой частоты и напряжения. Конструкция газоразрядных ячеек разработана таким образом, чтобы загрязняющие вещества проходили через зону разряда не менее 5 раз. Вследствие воздействия этого и других физико-химических факторов происходит деструкция молекул, возбуждение образовавшихся атомов и радикалов. Одновременно происходит образование озона из кислорода воздуха. В результате физико-химических реакций происходит окисление образовавшихся атомов и радикалов озоном и кислородом воздуха до безвредных СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О. Особенностью этой стадии является низкая чувствительность к концентрации загрязнений в очищаемом воздухе и крайне малое энергопотребление (не более 0,12 Вт/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

). Параметры питания газоразрядных ячеек и их конструкция обеспечивают полную деструкцию молекул органических загрязнений без разложения молекул азота с образованием его оксидов;
   • каталитическая очистка необходима для полной очистки воздуха от загрязнений и окончательного удаления из него ядовитых и НПВ.
   Газоразрядно-каталитическая очистка воздуха является более совершенным методом, чем плазмокаталитическая, так как в ней используется более широкий спектр разрядов в газах (табл. 7.6).

   Таблица 7.6.Степень очистки в газоконверторах «Ятаган»

   Обезвреживание газовоздушной смеси, содержащей в основном фракции углеводородов С6 – С10 (с концентрацией до 20 000 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), фенол – до 10 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, может производиться путем каталитического дожига органических веществ по технологии датской компании «Хальдор Топсе» на компактной установке каталитического обезвреживания газовых выбросов «Катокс». Эффективность обезвреживания составляет более 99 %.
   Очистители воздуха «BioZone» (США), использующие современные достижения нанотехнологии, уничтожают загрязнения и запахи в месте их возникновения. Очистка воздуха протекает в два этапа: в самом приборе (фотокаталитическим способом) и вне прибора (очищающей фотоплазмой, поступающей в помещение и циркулирующей в нем). Очищающую фотоплазму в приборах «BioZone» вырабатывает уникальная полихроматическая лампа, при этом отсутствуют требующие замены фильтры и картриджи.
   Фотоплазма безопасна для человека, растений и животных, инактивирует бактерии, вирусы и споры плесени; уничтожает неприятные запахи, пылевых клещей и продукты их жизнедеятельности; расщепляет на углекислый газ и воду любые летучие органические молекулы.
   Сочетание фотокаталитического и фотоплазменного методов борьбы с загрязнениями воздуха является самым действенным способом очистки воздуха на молекулярном уровне от всевозможных запахов, позволяет уничтожить практически все бактерии и вирусы и дезинфицировать само помещение. Прибор «BioZone», установленный на входе приточной вентиляционной системы, препятствует росту грибков и плесени в каналах системы. Производительность устройства по воздуху составляет до 1000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч (в зависимости от модели). Применяется на предприятиях пищевой промышленности для очистки воздуха в производственных помещениях, в частности на молочных комбинатах для стерилизации воздуха, нагнетаемого в зону розлива молока на фасовочном оборудовании. Таким образом, создаются «чистые помещения» и обеспечивается микробиологическая чистота продуктов.
   Абсорбционно-биохимическая установка (АБХУ), разработанная в Белорусском национальном техническом университете, предназначена для мокрой очистки вентиляционного воздуха от вредных органических веществ в литейных, покрасочных, деревообрабатывающих, мебельных, химических и других производствах (рис. 7.1).
   Эффективность очистки воздуха от триэтиламина, фенола, формальдегида, фурилового спирта, фурфурола составляет 96–99,9 %; изоцианатов, метанола, цианидов, уайт-спирита, ксилола, толуола, бутилацетата, этилацетата, акролеина, аммиака – 70–96 %; смолистых включений окрасочной аэрозоли и взвешенных веществ – 99,9 %. Преимуществами установки являются низкие эксплуатационные затраты, простота и надежность эксплуатации, отсутствие сточных вод.

   Рис. 7.1. Принципиальная схема АБУ очистки вентиляционного воздуха: 1 – вентилятор; 2 – абсорбер; 3 – массообменная решетка; 4 – биореактор; 5 – насос; А – абсорбент; В – вентиляционный воздух; АД – абсорбционные добавки; БД – биогенные добавки; СВ – сжатый воздух

   На ПО «МТЗ», РУП «МАЗ», ОАО «ФанДОК», ОАО «БКК», АО «АВТОВАЗ», АО «ЧАЗ» и на других предприятиях АБХУ для очистки вентиляционного воздуха находятся в постоянной эксплуатации в течение более 10 лет.
   Институт радиационных физико-химических проблем НАН Беларуси предлагает установку по улавливанию и нейтрализации органических примесей из промышленных газовых выбросов (рис. 7.2). Принцип работы установки основан на поглощении водным раствором органических включений с их последующей микробиологической нейтрализацией в биореакторах.
   В лаборатории адсорбционно-каталитических систем очистки и сжигания Академического Научного Комплекса ИТМО НАН Беларуси разработана термокаталитическая установка УТК-2,5 с глубокой регенерацией теплоты для очистки газов от ПГУ (рис. 7.3). Установка отличается от аналогов рядом новых технических решений, которые основаны на выполненных в лаборатории исследованиях по каталитическому горению, теплообмену и численному моделированию процессов в установках подобного типа.

Рис. 7.2. Принципиальная схема установки по очистке промышленных выбросов от органических примесей

   Рис. 7.3. Принципиальная схема термокаталитической установки УТК-2,5 с глубокой регенерацией теплоты для очистки газов от ПГУ: 1 – корпус установки; 2 – теплоаккумулирующая насадка; 3 – катализатор; 4 – электронагреватели; 5 – переключающий клапан; 6 – вентилятор

   Установка состоит из двух теплоаккумулирующих блоков, блока катализатора, электронагревателей, газовых клапанов, вентилятора, системы автоматического управления. Характеристики установки и ряда аналогов приведены в табл. 7.7.

   Таблица 7.7.Технические характеристики установок очистки ГВВ

Аппарат мокрой обработки для очистки, обезвреживания, обеззараживания и дезодорации ГВВ очистных сооружений представлен на рис. 7.4.
Воздух вентилятором направляется в насадочную часть установки 1, где осуществляется его контакт с раствором гипохлорита натрия для дезинфекции, дегазации и дезодорации. Далее воздух через трубы прямой подачи 2 продавливается в барботажную часть установки для осуществления вторичного контакта пузырьков воздуха с раствором и через каплеотделитель выбрасывается в атмосферу. Циркуляция раствора производится с помощью насоса 5. При сливе жидкости по сборному поддону в трубы водоструйной эжекции 4 происходит засасывание части воздуха. Последующее всплывание пузырьков воздуха обеспечивает перемешивание содержимого барботажной части 3 и обновление поверхности контакта фаз «газ – жидкость». Подпитка новым раствором производится через камеру смешения 6. Эксплуатация установки мокрой обработки ГВВ показала высокую эффективность.

   Рис. 7.4. Схема аппарата мокрой обработки ГВВ: 1 – насадочная часть установки; 2 – труба прямой подачи; 3 – барботажная часть; 4 – труба водоструйной эжекции; 5 – насос; 6 – камера смещения

   Эффективную работу с минимальными затратами электроэнергии обеспечивает установка для каталитической очистки газовоздушных выбросов промышленных предприятий от токсичных и горючих загрязнений. Установка содержит теплообменник, нагреватель и каталитический нейтрализатор, которые соединены последовательно по ходу движения очищаемых ГВВ и помещены внутрь теплонакопительного устройства. Выход нейтрализатора подсоединен к теплообменнику, который служит для предварительного подогрева вновь поступающих в него очищаемых ГВВ уже очищенными выбросами. Теплонакопительное устройство снабжено датчиками температуры теплонакопительного материала и температуры очищенного воздуха и системой нагрева, связанными с системой регулирования.
   На этой основе Российская фирма «ЭКОсервис-НЕФТЕГАЗ» серийно выпускает установки «Форсаж-1», которые позволяют утилизировать горючие органические отходы в газовоздушных выбросах методом сжигания. В установке «Форсаж-1», работающей от переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц, сжигаются нефтесодержащие отходы, бумажные и древесные частицы и другие горючие материалы.

7.2. Защита водных объектов

7.2.1. Общие сведения

   Поверхностные и подземные воды республики глубоко затронуты хозяйственной деятельностью и нуждаются в охране и защите. Для решения этой задачи в Республике Беларусь принят Водный кодекс, который регулирует отношения, возникающие при владении, пользовании и распоряжении водами, и направлен на создание условий для рационального использования и охраны вод, восстановления водных объектов, на сохранение и улучшение водных экологических систем.
   Поверхностные воды должны охраняться от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимаются меры, исключающие попадание в водоемы и реки строительного мусора, твердых и иных коммунальных, сельскохозяйственных и промышленных отходов, других предметов и веществ, негативно влияющих на качество вод. Истощение поверхностных вод предотвращают путем строгого контроля за водопотреблением и водоотведением во всех сферах хозяйственной деятельности.
   В соответствии СанПиН 2.1.2.12-33-2005 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения» запрещается отведение сточных вод, содержащих возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы. Такие сточные воды могут сбрасываться в водные объекты только после предварительной очистки и обеззараживания.
   Важнейшими принципами защиты поверхностных вод являются:
   • развитие безотходных и безводных (маловодных) технологий, внедрение системы оборотного водоснабжения;
   • очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей;
   • очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.). В населенных пунктах и городах сброс сточных вод осуществляется преимущественно в систему городской канализации с последующей очисткой на станциях аэрации и сбросом в естественные водоемы. СанПиН 2.1.5.12-43-2005 «Санитарные правила для систем водоотведения населенных пунктов» определяют условия сброса сточных вод в канализационную сеть городов и населенных пунктов.
   Наиболее действенным способом защиты поверхност ных вод от загрязнения их сточными водами является разработка и внедрение безводной (маловодной) и безотходной технологии производства, начальным этапом которой является применение оборотного водоснабжения.
   Известно, что кроме сточных вод значительную роль в загрязнении гидросферы играют удобрения и средства химической защиты растений (гербициды, пестициды и пр.), которые смываются поверхностным стоком сельскохозяйственных угодий. Для предотвращения попадания таких стоков в водоемы необходимо проводить комплекс мероприятий, включающий:
   • соблюдение норм и сроков внесения удобрений и ядохимикатов;
   • очаговую и ленточную обработку пестицидами вмес то сплошной;
   • внесение гранулированных видов удобрений вместе с поливкой;
   • замену ядохимикатов биологическими способами защиты растений.
   Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения в настоящее время приобретают такие приемы, как агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвратить заиление и зарастание озер, прибрежных зон крупных рек, водохранилищ и малых рек, а также образование оползней, обрушение берегов, образование эрозии и т. д. Выполнение комплекса этих работ способствует уменьшению уровня загрязнения поверхностного стока и значительно улучшает качество гидросферы.

7.2.2. Зонирование территории водных объектов

   Важную защитную функцию на любом водном объекте выполняют водоохранные зоны и прибрежные полосы, которые устанавливаются вокруг водных объектов.
   Водоохранная зона – это территория, прилегающая к руслам водотоков или водоемов, на которой устанавливается специальный режим хозяйственной деятельности для предотвращения загрязнения, засорения, истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира.
   Прибрежная полоса – часть водоохранной зоны, непосредственно примыкающая к водному объекту, на которой устанавливается более строгий режим хозяйственной деятельности по отношению к режиму хозяйственной деятельности, установленному на всей водоохраной зоне.
   Основанием для определения границ и размеров водоохранных зон поверхностных водоемов является Положение о порядке установления размеров и границ водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов и режиме ведения в них хозяйственной деятельности, утвержденное Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 377 от 21.03.2006 г.
   Размеры и границы (ширина) водоохранных зон и прибрежных полос, а также режим ведения в них хозяйственной деятельности определяются в проектах водоохранных зон и прибрежных полос с учетом существующих природных условий, характера антропогенной нагрузки и границ запретных полос лесов.
   Для водных объектов, расположенных в черте городов и поселков городского типа, разрабатываются отдельные проекты водоохранных зон и прибрежных полос.
   При разработке проектов водоохранных зон и прибрежных полос здания и сооружения, ранее возведенные на территории водоохранных зон и прибрежных полос и являющиеся потенциальными источниками загрязнения вод, подлежат обследованию с целью определения возможности их дальнейшего функционирования и условий эксплуатации с соблюдением требований законодательства об охране окружающей среды.
   До утверждения проектов водоохранных зон и прибрежных полос местные исполнительные и распорядительные органы по представлению территориальных органов Минприроды устанавливают минимальные размеры (ширину) водоохранных зон и прибрежных полос, которые наносятся на генеральные планы застройки городов и других поселений, планы границ земельных участков землепользований, землевладений, а также на иные планово-картографические материалы. Данные о минимальной ширине водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов приведены в табл. 7.8.

   Таблица 7.8.Минимальная ширина водоохранных зон и прибрежных полос водных объектов для населенных пунктов

   Границы водоохранных зон и прибрежных полос устанавливаются:
   • для рек и озер – от среднемноголетнего меженного уровня воды (среднемноголетнего уреза воды в летний период);
   • водохранилищ и прудов – от уреза воды при нормальном подпорном уровне с учетом зон прогнозирования переработки берегов и постоянного подтопления земель;
   • родников и ручьев, формирующих сток в водосборном бассейне (исток реки), на прилегающих к ним территориях, – от уреза воды.
   В водоохранных зонах устанавливается специальный режим хозяйственной деятельности, которая должна осуществляться с соблюдением мероприятий, предотвращающих загрязнение, засорение и истощение вод.
   Прибрежные полосы, как правило, должны быть заняты древесно-кустарниковой растительностью или залужены.
   Законодательством Республики Беларусь в пределах границ водоохранных зон и прибрежных полос могут быть установлены и другие ограничения хозяйственной деятельности.
   Содержание в надлежащем состоянии водоохранных зон и прибрежных полос, соблюдение режима ведения в них хозяйственной деятельности осуществляют:
   • местные исполнительные и распорядительные органы на землях общего пользования населенных пунктов (скверы, парки, улицы и прочее) и землях запаса, расположенных в границах водоохранных зон и прибрежных полос;
   • юридические и физические лица, земельные участки которых расположены в границах водоохранных зон и прибрежных полос.
   Подземные воды, так же как и поверхностные, в настоящее время нуждаются в специальной охране и защите. Следует помнить, что подземные горизонты являются основным резервуаром чистой питьевой воды и источником питьевого водоснабжения для населенных пунктов.
   Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, необходимо выполнять следующий комплекс мероприятий:
   • регулирование режима водооборота подземных вод;
   • более рациональное размещение водозаборов по площадям;
   • определение величины эксплуатационных запасов с целью рационального их расходования;
   • отказ от размещения самоизливающихся артезианских скважин, перевод их на крановый режим;
   • запрет или значительное ограничение использования подземных пресных вод на технологические нужды.
   В последние годы истощение подземных вод часто сдерживают пополнением их поверхностным стоком, но это может быть весьма опасным, так как обычно поверхностный сток в значительной мере загрязнен гидрополлютантами.
   Важнейшей мерой борьбы с загрязнением подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны. Порядок и режимы использования этих зон установлены СанПиН 10-113 РБ 99 «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения».
   Зона санитарной охраны (ЗСО) источника водоснабжения – это специально выделенная территория, охватывающая используемый водоем и частично бассейн его питания. На этой территории устанавливается режим, обеспечивающий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнения и сохранение требуемых санитарных качеств воды.
   Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов:
   • первый пояс (строгого режима) включает территорию непосредственного расположения водозаборов, площадок расположения водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения;
   • второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.
   В каждом из поясов устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждения ухудшения качества воды.
   Отнесение водного объекта к водоему или водотоку проводится в соответствии с ГОСТ 17.1.1.02 «Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов».
   Первый пояс включает территорию расположения водозабора, площадок расположения водопроводных сооружений и водоподающего канала. Границы первого пояса ЗСО водопровода с поверхностным источником устанавливаются с учетом конкретных условий в следующих пределах:
   • для водотоков:
   – вверх по течению – не менее 200 м от водозабора;
   – вниз по течению – не менее 100 м от водозабора;
   – по прилежащему к водозабору берегу – не менее 100 м от линии уреза воды летне-осенней межени;
   • для водоемов (водохранилища, озера):
   – граница первого пояса должна устанавливаться в зависимости от местных санитарных и гидрологических условий, но не менее 100 м во всех направлениях по акватории водозабора и по прилегающему к водозабору берегу от линии уреза воды при летне-осенней межени;
   – границы второго пояса ЗСО водотоков (реки, канала) и водоемов (водохранилища, озера) определяются в зависимости от климатических, природных и гидрологических условий;
   – границы третьего пояса ЗСО поверхностных источников водоснабжения на водотоке вверх и вниз по течению совпадают с границами второго пояса. Боковые границы должны проходить по линии водоразделов в пределах 3–5 км, включая притоки. Границы третьего пояса поверхностного источника на водоеме полностью совпадают с границами второго пояса;
   • для водопроводных сооружений и водоводов границы первого пояса (строгого режима) принимаются на рас стоянии:
   – от стен запасных и регулирующих емкостей, фильтров и контактных осветлителей – не менее 30 м;
   – от водонапорных башен – не менее 10 м;
   – от остальных помещений – не менее 15 м.
   Ширину санитарно-защитной полосы следует принимать по обе стороны от крайних линий водопровода:
   • при отсутствии грунтовых вод – не менее 10 м при диаметре водопроводов до 1000 мм и не менее 20 м при диаметре водопроводов более 1000 мм;
   • при наличии грунтовых вод – не менее 50 м вне зависимости от диаметра водопровода.
   Общими требованиями по организации ЗСО являются следующие:
   • мероприятия предусматриваются для каждого пояса ЗСО в соответствии с его назначением. Они могут быть единовременными, проводимыми до начала эксплуатации водозабора, либо постоянными режимного характера;
   • основной целью разрабатываемых мероприятий и их объема является сохранение постоянного природного состава воды путем устранения и предупреждения возможности ее загрязнения.
   Организации ЗСО в обязательном порядке должна предшествовать разработка ее проекта, в который включают:
   • определение границ зоны и составляющих ее поясов;
   • план мероприятий по улучшению санитарного состояния территории ЗСО и предупреждению загрязнения источника;
   • правила и режим хозяйственного использования территории трех поясов ЗСО.
   При разработке проекта ЗСО для крупных водопроводов предварительно разрабатывается Положение о ЗСО, содержащее гигиенические основы их организации для данного водопровода.
   Определение границ ЗСО и разработка комплекса необходимых организационных, технических, гигиенических и противоэпидемических мероприятий находятся в зависимости от вида источника водоснабжения (подземных или поверхностных), проектируемых или используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, от степени их естественной защищенности и возможного микробного или химического загрязнения.
   Проект зоны санитарной охраны согласовывается с органами Государственного санитарного надзора и утверждается теми же организациями, которые утверждают проект системы водоснабжения.

7.2.3. Обработка сточных вод и шламов

В соответствии с ГОСТ 17.1.1.01 «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения» под обработкой сточных вод понимают воздействие на них с целью обеспечения необходимых состава и свойств. Для этого используют различные способы: очистку, обеззараживание, обезвреживание, дезодорацию, аэрацию, стабилизацию, усреднение, хлорирование, озонирование, ультрафиолетовую обработку и др. Часто на практике эти способы объединяют под одним термином – очистка.

7.2.3.1. Методы очистки сточных вод

Очистка сточных вод – это обработка воды с целью разрушения или удаления из них определенных веществ.
Обработку и очистку сточных вод производят гидромеханическими, физико-химическими, химическими, биологическими, термическими и другими методами (рис. 7.5). Выбор метода зависит от размера частиц примесей, их физико-химических свойств, концентрации веществ, расхода сточных вод и необходимой степени очистки.

   Рис. 7.5. Классификация методов очистки сточных вод

   Обработка сточных вод должна предусматривать максимальное использование очищенных сточных вод в системах повторного и оборотного водоснабжения предприятий и минимальный сброс сточных вод в естественные водоемы.
   Для очистки сточных вод применяют несколько типов сооружений:
   • локальные (цеховые) очистные сооружения предназначены для очистки сточных вод непосредственно после технологических процессов. На таких сооружениях очищают воды перед направлением их в систему оборотного водоснабжения или в общегородские очистные сооружения. На данных установках обычно применяют физико-химические методы очистки (отстаивание, ректификацию, экстракцию, адсорбцию, ионный обмен, огневой метод и др.);
   • общие (заводские) очистные сооружения включают несколько ступеней очистки: первичную (механическую), вторичную (биологическую), третичную (доочистку);
   • районные или общегородские сооружения очищают в основном хозяйственно-бытовые сточные воды методами механической и биологической очистки.
   Гидромеханическую очистку применяют для удаления из производственных сточных вод нерастворимых примесей. Основными процессами гидромеханической очистки являются:
   • процеживание сточной жидкости через решетки и сетки для выделения крупных примесей и посторонних предметов;
   • улавливание в песколовках тяжелых примесей, проходящих через решетки и сетки;
   • отстаивание воды для удаления нерастворяющихся тонущих и плавающих органических и неорганических примесей, не задерживаемых решетками и песколовками;
   • удаление твердых взвешенных частиц в гидроциклонах;
   • фильтрование через различные фильтры для улавливания тонкодисперсных взвесей.
   К физико-химическим методам очистки сточных вод относят флотацию, адсорбцию, ионный обмен, экстракцию, обратный осмос и ультрафильтрацию, десорбцию, дезодорацию и др. Эти методы используют для удаления из сточных вод мелкодисперсных взвешенных частиц, растворенных газов, минеральных и органических веществ.
   Выбор того или иного метода очистки проводят с учетом санитарных и технологических требований, предъявляемых к очищенным производственным сточных водам с целью дальнейшего их использования, а также с учетом объема сточных вод и концентрации в них загрязнений, необходимых материальных и энергетических ресурсов, экономичности процесса.
   Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. В некоторых случаях флотацию используют и для удаления растворенных веществ (например, ПАВ). При флотации в очищаемую жидкость подают воздух, мелкие пузырьки которого всплывают на поверхность воды, увлекая за собой частички загрязнителя, и образуют пенный слой, насыщенный флотируемым веществом. Флотация в десятки раз повышает скорость всплывания частиц, поэтому ее применение весьма эффективно.
   Адсорбцию широко применяют для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если концентрация этих веществ в воде невелика и они биологически не разлагаются или являются высокотоксичными. Адсорбцию используют для очистки сточных вод от гербицидов, пестицидов, фенолов, ароматических и нитросоединений, ПАВ, красителей и др.
   Адсорбционная очистка может быть регенеративной (с извлечением из адсорбента уловленных им веществ и дальнейшим их использованием) или деструктивной (извлеченные из сточных вод загрязнения уничтожаются как не имеющие технической ценности, иногда вместе с адсорбентом). Ценные вещества, поглощенные адсорбентом, могут быть извлечены из него экстракцией органическими растворителями, отгонкой адсорбированного вещества с водяным паром, испарением этого вещества током нагретого инертного газа и другими способами. В качестве сорбентов используют активные угли, синтетические вещества и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки, бурый уголь, торф, коксовую мелочь).
   Ионообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод металлов, а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений, радиоактивных и многих других веществ. Метод позволяет рекуперировать ценные вещества при высокой степени очистки воды. Ионный обмен широко распространен при обессоливании в процессе водоподготовки.
   Процесс основан на взаимодействии водного раствора с ионитами, способными обмениваться своими подвижными ионами с раствором.
   Жидкостная экстракция применяется для очистки сточных вод, содержащих фенолы, масла, органические кислоты, ионы металлов и др. Экстракция экономически выгодна лишь тогда, когда стоимость извлекаемых веществ компенсирует все затраты на проведение процесса. В большинстве случаев экстракция оправдана при концентрации примесей 3,0–4,0 г/л.
   Сущность экстракции заключается в том, что сточную воду смешивают с экстрагентом, т. е. с такой жидкостью, в которой загрязняющее стоки вещество растворяется лучше, чем в воде, а сам экстрагент не смешивается с водой. При проведении процесса экстракции образуются две фазы. Одна фаза – экстракт (содержит извлекаемое вещество и экстрагент); другая – рафинат (сточную воду и экстрагент). Затем экстракт и рафинат отделяют друг от друга, и осуществляется регенерация экстрагента из экстракта и рафината. Регенерированный экстрагент снова направляется в процесс экстракции.
   Обратный осмос и ультрафильтрация заключаются в фильтровании очищаемых сточных вод через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое. Мембраны частично или полностью задерживают молекулы или ионы растворенного вещества. При обратном осмосе отделяются молекулы или гидратированные ионы, размеры которых не превышают размеры молекул растворителя. При ультрафильтрации размер отдельных частиц на порядок больше, но максимальные их размеры не превышают 0,5 мкм. Давление, необходимое для проведения процесса обратного осмоса (6–10 МПа), значительно больше, чем для процесса ультрафильтрации (0,1–0,5 МПа). Обратный осмос широко используется для обессоливания воды в системах водоподготовки ТЭЦ, а также других отраслей промышленности, для очистки некоторых промышленных и городских сточных вод.
   Десорбция летучих примесей состоит в том, что сточные воды, загрязненные летучими примесями (сероводород, диоксид серы, сероуглерод, аммиак, диоксид углерода и др.), очищаются при пропускании воздуха или другого инертного малорастворимого в воде газа через сточную воду. При этом летучий компонент диффундирует в газовую фазу.
   Дезодорация применяется для удаления из сточных вод неприятнопахнущих веществ (одорантов) – меркаптанов, аминов, аммиака, сероводорода и др.
   Для дезодорации сточных вод используются различные способы: аэрация, хлорирование, ректификация, дистилляция, обработка дымовыми газами, окисление кислородом под давлением, озонирование, экстракция, адсорбция и микробиологическое окисление. При выборе метода необходимо учитывать его эффективность и экономическую целесообразность. Наиболее доступным считается метод аэрации, который заключается в продувании воздуха или острого водяного пара через очищаемую сточную воду. Промышленное значение имеет и хлорирование неприятнопахнущих сточных вод. При этом происходит окисление хлором серосодержащих и других соединений.
   В настоящее время для дезодорации сточных вод широко используются процессы озонирования и адсорбции. Более эффективна дезодорация при одновременном использовании озонирования, хлорирования и фильтрации воды через слой активированного угля. Дезодорация осуществляется в массообменных аппаратах различной конструкции. Эффективность дезодорации при правильной организации процесса может достигать 90–100 %.
   Химические методы обработки сточных вод основаны на проведении химических реакций с использованием реагентов и последующим получением из загрязняющих примесей безвредных или менее вредных новых веществ.
   При выборе метода учитывается эффективность процесса очистки, скорость реакции, стоимость реагентов, удобство последующего выделения образовавшихся после реакции веществ и др. Методы химической обработки обычно сочетаются с механической или физико-химической очисткой, так как после окончания реакции необходимо выделять образовавшиеся вещества из обработанных сточных вод.
   Методы химической обработки наиболее приемлемы в системах локальной очистки сточных вод, где объемы очищаемой воды относительно невелики, а концентрация загрязняющих веществ значительна.
   К химическим методам обработки сточных вод относят нейтрализацию, коагуляцию, флокуляцию, окисление и восстановление.
   Нейтрализации подвергаются сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи. За регулируемый параметр нейтрализации стока принимают рН воды в пределах 6,5–8,5 после очистки. Для нейтрализации щелочных вод используются кислоты, а кислых – щелочи. Нейтрализацию можно проводить смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, адсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами.
   Реагенты выбираются в зависимости от состава и концентрации кислой сточной воды. При этом учитывается возможность образования осадка.
   Для нейтрализации сточных вод в последнее время начинают использовать отходящие газы, содержащие диоксид углерода и серы, оксиды азота и др. Применение кислых газов позволяет не только нейтрализовать сточные воды, но и одновременно произвести высокоэффективную очистку и обезвреживание газов от загрязняющих веществ.
   Коагуляция – это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция происходит под влиянием добавляемых к сточным водам специальных веществ – коагулянтов. Они образуют в воде хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью сорбировать вещества, взаимно слипаться с коллоидными и взвешенными частицами, агрегировать их. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси. При выборе коагулянта учитывают состав сточных вод, его физико-химические свойства, стоимость и другие факторы.
   Флокуляция – это процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. В отличие от предыдущего метода при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия макромолекул флокулянта, адсорбированного на частицах взвешенных веществ.
   Окисление и восстановление вредных примесей, присутствующих в сточных водах, являются деструктивными методами. Они используются для перевода опасных в экологическом отношении веществ в безвредное или менее вредное состояние.
   Для обработки сточных вод используются такие окислители, как газообразный и сжиженный хлор, диоксид хлора, хлорная известь, гипохлориты кальция и натрия, перманганат и бихромат калия, перекись водорода, кислород воздуха, озон, пиролюзит и др.
   Методы восстановительной очистки сточных вод применяют в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко используются для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка. В частности, при удалении хромовой кислоты Сr -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

восстанавливается до Cr -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, который выделяется в виде Cr(OH) -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Для восстановления Сr -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

могут использоваться соли железа (II), NaHCO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Na -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

или газообразный диоксид серы. Использование последнего весьма перспективно, так как позволяет не только обезвредить сточные воды, но и одновременно очистить газовоздушные выбросы от диоксида серы (IV). При проведении восстановления количество восстановителя должно превышать теоретически необходимое в 2–2,5 раза.
   Для очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей применяют электрохимические методы, в основу которых заложены процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции, электрофлотации, электродиализа. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Электрохимические методы обработки позволяют достаточно просто извлекать из сточных вод ценные продукты без использования химических реагентов. Основным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.
   Электрокоагуляция находит применение в различных отраслях промышленности. Процесс заключается в пропускании сточных вод через межэлектродное пространство электролизера. При этом происходит электролиз воды, поляризация частиц, электрофорез, окислительно-восстановительные процессы, образование гидроксидов металлов, взаимодействие продуктов электролиза.
   Электрофлотация – очистка от взвешенных частиц происходит с помощью пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, а на катоде – водорода. Поднимаясь в сточной воде, эти пузырьки захватывают взвешенные частицы. При использовании растворимых электродов кроме пузырьков газа происходит образование гидроксидов металлов, как при электрокоагуляции, что способствует более эффективной очистке сточных вод.
   Электродиализ основан на разделении ионизированных веществ под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны мембраны. Этот процесс широко используется для опреснения соленых вод. Метод можно применять для обработки сточных вод, если они не содержат взвешенных веществ.
   При обработке электродиализом сточных вод, содержащих соли кислот и оснований, можно получать кислоты и щелочи и вновь использовать их в производстве. Электроды для электродиализаторов должны изготавливаться из стойких к окислителям материалов (платины, магнетита, графита). Электродиализ может быть использован для очистки радиоактивных вод.
   Для обезвреживания минерализованных сточных вод в настоящее время в основном используют термические методы, которые позволяют выделить из сточных вод соли и получить условно чистую воду, пригодную для нужд оборотного водоснабжения. Процесс разделения минеральных веществ и воды может быть проведен в две стадии: стадия концентрирования и стадия выделения сухих веществ. Во многих случаях вторая стадия заменяется захоронением концентрированных растворов. Концентрированные сточные воды можно непосредственно направлять на выделение сухого продукта (например, в распылительную сушилку).
   Установки термического обезвреживания минерализованных сточных вод должны обеспечивать снижение концентрации загрязняющих веществ в очищаемой воде до значений ниже ПДК; мало зависеть от состава сточных вод; обеспечивать надежность и экономичность в работе; иметь высокую производительность.
   При термическом обезвреживании сточных вод, содержащих токсичные органические вещества, применяют огневой метод. Он заключается в том, что сточная вода, вводимая в аппарат в распыленном состоянии совместно с нагретыми до высокой температуры (900–1000 °С) продуктами сгорания топлива, испаряется, а загрязняющие воду примеси сгорают, образуя безвредные и легкоудаляемые продукты сгорания.
   Выбор метода обезвреживания зависит от состава, концентрации и объема сточных вод, их коррозийной активности, необходимой эффективности процесса.

7.2.3.2. Биологическая очистка сточных вод

   Биологический метод очистки (далее – биоочистка) основан на способности микроорганизмов использовать в качестве ростовых субстратов различные соединения, входящие в состав сточных вод. Достоинствами данного метода являются: возможность удаления из сточных вод широкого спектра органических и неорганических веществ, простота аппаратурного оформления и протекания процессов, относительно невысокие эксплуатационные расходы. Однако для успешной реализации метода необходимы большие капитальные вложения для строительства очистных сооружений. В ходе процесса очистки необходимо строго соблюдать технологический режим и учитывать чувствительность микроорганизмов к высоким концентрациям загрязнителей. Поэтому чаще всего перед биоочисткой сточных вод их необходимо разбавлять.
   Для биоочистки сточных вод применяют про цессы двух типов:
   • аэробные, в которых микроорганизмы используют для окисления веществ кислород;
   • анаэробные, при которых микроорганизмы не имеют доступа ни к свободному растворенному кислороду, ни к предпочтительным акцепторам электронов типа нитрат-ионов.
   В этих процессах в качестве акцептора электронов микроорганизмы могут использовать углерод органических веществ, содержащихся в сточных водах. При выборе между двумя процессами предпочтение обычно отдают аэробным, поскольку такие системы более надежны, стабильно функционируют и хорошо изучены.
   Анаэробные процессы, существенно уступающие аэробным в скорости протекания процесса очистки, тоже имеют ряд преимуществ:
   • масса образуемого в них активного ила практически на порядок ниже (0,1–0,2) по сравнению с аэробными процессами (1,0–1,5 кг/кг удаленного БПК);
   • в них существенно ниже энергозатраты на перемешивание;
   • дополнительно образуется энергоноситель в виде биогаза.
   Вместе с тем анаэробные процессы очистки менее изучены и в силу низких скоростей протекания для них требуются дорогостоящие очистные сооружения больших объемов.
   В аэробных процессах очистки часть окисляемых микроорганизмами органических веществ используется в процессах биосинтеза, другая превращается в безвредные продукты (Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О, СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV) и пр.). Принцип действия аэробных систем биоочистки базируется на методах проточного культивирования.
   Процесс удаления органических примесей складывается из нескольких стадий: массопередачи органических веществ и кислорода из жидкости к клеточной поверхности, диффузии веществ и кислорода внутрь клеток через мембрану, а также метаболизма, в ходе которого происходит прирост микробной биомассы с выделением энергии и углекислоты. Интенсивность и глубина биоочистки определяется скоростью размножения микроорганизмов.
   Когда в очищаемых сточных водах практически не остается органических веществ, наступает этап нитрификации. В ходе этого процесса азотсодержащие вещества сточных вод окисляются до нитритов и далее – до нитратов. Таким образом, аэробная биоочистка складывается из двух этапов: минерализации (окисления углеродсодержащих соединений) и нитрификации. Появление в очищаемых сточных водах нитратов и нитритов свидетельствует о глубокой степени очистки. Большинство биогенных элементов, необходимых для развития микроорганизмов (углерод, кислород, сера, микроэлементы), содержится в сточных водах. При дефиците отдельных элементов (азота, калия, фосфора) их в виде солей добавляют в очищаемые стоки.
   В процессах биоочистки принимает участие сложная биологическая ассоциация, состоящая из бактерий, одноклеточных организмов (водные грибы), простейших (амебы, жгутиковые и ресничные инфузории), микроскопических животных (коловратки, круглые черви – нематоды, водные клещи) и др. Эта биологическая ассоциация в процессе биоочистки формируется в виде активного ила (буро-желтые хлопья размером 3–150 мкм, взвешенные в воде и сформированные колониями микроорганизмов, в том числе бактериями, которые образуют слизистые капсулы – зооглеи) или биопленки (слизистое обрастание материала фильтрующего слоя очистных сооружений живыми микроорганизмами, толщиной 1–3 мм).
   Аэробная биоочистка сточных вод проводится в различных по конструкции сооружениях: биофильтрах и аэротенках.
   Биофильтры представляют собой прямоугольные или круглые сооружения со сплошными стенками и двойным дном: верхним в виде колосниковой решетки и нижним – сплошным (рис. 7.6). Дренажное дно биофильтра состоит из железобетонных плит с площадью отверстий не менее 5–7 % от общей площади поверхности фильтра. Фильтрующим материалом обычно служит щебень, галька горных пород, керамзит, шлак. Нижний поддерживающий слой во всех типах биофильтров должен содержать более крупные частицы фильтрующего материала (размером 60–100 мм). Щебеночные биофильтры имеют высоту слоя 1,5–2,5 м и могут быть круглыми с диаметром до 40 м или прямоугольными размером 75×4 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Входной поток предварительно отстоявшихся сточных вод с помощью водораспределительного устройства периодически равномерно орошает поверхность биофильтра. В ходе просачивания сточных вод через материал фильтрующего слоя происходит ряд последовательных процессов:
   • контакт с биопленкой, развивающейся на поверхности частиц фильтрующего материала;
   • сорбция органических веществ поверхностью микробных клеток;
   • окисление веществ сточных вод в процессах микробного метаболизма.

   Рис. 7.6. Схема устройства биофильтра

   Через нижнюю часть биофильтра противотоком жидкости продувается воздух. Во время паузы между циклами орошения сорбирующая способность биопленки восстанавливается. Биопленка, формирующаяся на поверхности фильтрующего слоя биофильтра, представляет собой сложную экологическую систему (рис. 7.7).
   Бактерии и грибы образуют нижний трофический уровень. Вместе с микроорганизмами – окислителями углерода они развиваются в верхней части биофильтра. Нитрификаторы находятся в нижней зоне фильтрующего слоя, где процессы конкуренции за питательный субстрат и кислород менее выражены. Простейшие, коловратки и нематоды, питающиеся бактериальной компонентой экосистемы биопленки, служат пищей высшим видам (личинкам насекомых).
   В биофильтре происходит непрерывный прирост и отмирание биопленки. Отмершая биопленка смывается током очищаемой воды и выносится из биофильтра. Очищенная вода поступает в отстойник, в котором освобождается от частиц биопленки, и далее сбрасывается в водоем.

   Рис. 7.7. Трофическая пирамида в биопленке капельного биофильтра

   Процесс окисления органических веществ сопровождается выделением теплоты, поэтому биофильтры не требуют дополнительного обогрева. Крупные установки, снабженные слоем теплоизоляционного материала, способны функционировать при отрицательных внешних температурах. Однако температура внутри фильтрующего слоя должна быть не ниже 6°.
   Основной режим работы щебеночных биофильтров – однократное прохождение сточных вод. При этом нагрузка по органическому веществу на фильтр составляет 0,06–0,12 кг БПК/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в сутки. Для повышения нагрузки без увеличения площади биофильтра применяют режим очистки с рециркуляцией сточных вод или режим двойного фильтрования.
   Коэффициент рециркуляции для сточных вод, загрязненных трудноокисляемыми органическими веществами, может составлять 1:1–1:2. Нагрузка по органическому веществу при этом может достигать 0,09–0,15 кг БПК/ м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в сутки. Переменное двойное фильтрование заключается в использовании двух направлений фильтрования и двух вторичных отстойников. Последовательность потоков меняется с интервалом в 1–2 недели. Это вызывает быстрый рост биопленки и позволяет увеличить нагрузку до 0,15–0,26 кг БПК/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в сутки.
   Щебеночные биофильтры, имея низкую объемную плотность, могут достигать высоты до 8–10 м. Этот тип биореактора при быстром режиме фильтрации сточных вод обеспечивает степень удаления 50–60 % БПК. Для более высокой степени очистки применяют каскад биофильтров.
   На смену минеральным материалам в биофильтрах с начала 1980-х гг. пришли пластмассы, обеспечивающие при высоких значениях удельной поверхности фильтрующего слоя большую пористость и лучшие гидродинамические свойства слоя. Это позволило строить высокие, не занимающие много места биореакторы и очищать промышленные сточные воды с высокой концентрацией загрязняющих веществ. Удельная поверхность пластмассовых насадок, используемых для быстрого фильтрования, выше, чем у щебеночных биофильтров.
   Капельный биофильтр – наиболее распространенный тип биореактора с неподвижной биопленкой, применяемый для очистки сточных вод. По существу это реактор с неподвижным слоем и противотоком воздуха и жидкости. Биомасса растет на поверхности насадки в виде пленки. Особенностью насадки или фильтрующего слоя является высокая удельная поверхность для развития микроорганизмов и большая пористость. Последняя придает необходимые газодинамические свойства слою и способствует прохождению воздуха и жидкости через него.
   В настоящее время около 70 % очистных сооружений Европы и Америки представляют собой капельные биофильтры. Срок службы таких биореакторов доходит до 50 лет. Основной недостаток конструкции – избыточный рост микробной биомассы. Это приводит к засорению биофильтра, что вызывает сбои в системе очистки.
   Аэротенк относится к гомогенным биореакторам. Типовая конструкция его представляет собой железобетонный герметичный сосуд прямоугольного сечения, связанный с отстойником. Аэротенк разделяется продольными перегородками на несколько коридоров (обычно 3–4). Конструкционные отличия различных типов аэротенков связаны, в основном, с конфигурацией биореактора, методом подачи кислорода, величиной нагрузки. Типовые схемы аэротенков представлены на рис. 7.8.
   Процесс биоочистки в аэротенке состоит из двух этапов:
   • 1-й этап заключается во взаимодействии отстоявшихся сточных вод с воздухом и частицами активного ила в аэротенке в течение некоторого времени (от 4 до 24 ч и более в зависимости от типа сточных вод, требований к глубине очистки и пр.);
   • на 2-м этапе происходит разделение воды и частиц активного ила во вторичном отстойнике.
   Биохимическое окисление органических веществ в аэротенке на 1-м этапе реализуется в две стадии: сначала микроорганизмы активного ила адсорбируют загрязняющие вещества сточных вод; затем окисляют их и восстанавливают свою окислительную способность.
   Опыт эксплуатации различных типов аэротенков показывает, что содержание органических веществ в сточных водах, подаваемых на очистку, не должно превышать 1000 мг/л. Оптимальная величина рН обычно находится в диапазоне 6,5–8,5.
   Количество биогенных элементов в очищаемых сточных водах корректируется добавками необходимых солей. При БПК около 0,5 кг О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

содержание усвояемого азота в сточных водах должно быть не ниже 10 мг/л, фосфатов – 3 мг/л. Лучшие результаты очистки вод в аэротенках получают при величине входного БПК до 0,2 кг О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Если уровень аэрации при таком БПК составляет до 5 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

·ч, БПК очищенной воды может упасть до 0,015 кг О -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.

   Рис. 7.8. Схемы аэротенков: а – вытеснения; б – смешения; в – с рассредоточенной подачей сточных вод и регенерацией активного ила

   Анаэробные процессы очистки сточных вод по сравнению с аэробными имеют ряд несомненных преимуществ. Главными являются высокий уровень превращения углеро да загрязняющих веществ при относительно небольших объемах прироста биомассы и получение дополнительного ценного продукта – биогаза.
   Анаэробные процессы для очистки сточных вод применяются в Европе около 100 лет. Используемые для этих целей биореакторы (септиктенки) представляют собой отстойники, в которых осевший ил подвергается анаэробной деградации. Септиктенки эксплуатируются обычно при температуре 30–35 °С. Время пребывания в них очищаемых сточных вод существенно больше – около 20 сут.
   При проектировании биореакторов такого типа одним из основных параметров является его вместимость в литрах (V), рассчитываемая с учетом количества обслуживаемого населения P:
   V = 180 P + 2000.
   Половина объема в 180 л на душу населения отводится для жидкости, половина служит для накопления ила. Объем тенка распределяется между двумя камерами, при этом первая занимает 2/3 объема и имеет наклонное днище для удержания ила (рис. 7.9). Ил периодически (примерно раз в год) удаляется, а небольшая его часть остается в биореакторе.

   Рис. 7.9. Двухкамерный септиктенк: 1 – регулятор; 2 – отражатель; 3 – напорный трубопровод; 4 – днище аппарата с уклоном (1:4)

   Септиктенки применяют в системе городских очистных сооружений. В них перерабатывают осадки, удаляемые из первичных отстойников. При этом сброженный ил ликвидируют или закапывают. При сбраживании уменьшается объем ила, снижается содержание в нем патогенных микроорганизмов и неприятный запах.
   Биодеградация загрязняющих веществ, протекающая в септиктенках на основе сложной микробной ассоциации, включает гидролитические процессы с участием ацидогенных, гетероацетогенных бактерий и процесс метаногенерации с участием метаногенов. Анаэробные проточные сбраживатели такого типа применяют для анаэробной биоочистки промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.
   В последние годы вследствие более строгих требований к предварительной очистке промышленных сточных вод перед сбросом их в канализацию, а также необходимостью замены ископаемого топлива возобновляемыми источниками интерес к анаэробным процессам возрастает.
   Биологические пруды представляют собой каскад сооружений глубиной 1,0–1,5 м, через которые с незначительной скоростью протекают очищенные сточные воды. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией. Время пребывания в прудах зависит от вида и концентрации загрязнений, степени предварительной очистки, путей дальнейшего использования очищенной воды и колеблется в пределах 3–50 сут. Если пруды имеют искусственную аэрацию, то время пребывания воды в них значительно сокращается.
   На промышленных предприятиях биологические пруды используются в основном для доочистки сточных вод, прошедших сооружения биохимической очистки. После биологических прудов концентрация нефти и нефтепродуктов, других загрязнителей снижается настолько, что в последних секциях прудов можно разводить рыбу.
   Иногда доочистку осуществляют на полях орошения – специально подготовленных участках, используемыемых одновременно для очистки сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод на полях орошения производится с помощью почвенной микрофлоры, солнечной теплоты, воздуха и жизнедеятельности растений. Земледельческие поля орошения после спуска доочищенных сточных вод используются для выращивания зерновых и силосных культур, трав, некоторых овощей, а также для посадки деревьев и кустарников.
   Методы биоочистки сточных вод эффективны и являются по существу обязательной составной частью системы очистки для каждого предприятия.
   Очищенные сточные воды перед сбросом в поверхностные водоемы необходимо обеззараживать, так как в них могут находиться патогенные бактерии, вирусы, паразиты, приводящие к вспышкам инфекционных заболеваний населения. Для этого чаще всего используется хлорирование. Однако метод хлорирования обладает недостаточной дезинфицирующей способностью по отношению ко многим патогенным микроорганизмам. Кроме того, использование хлорирования сопровождается следующими негативными явлениями:
   • в обеззараженных сточных водах содержится остаточное количество активного хлора, который токсичен для гидробионтов и рыб, вызывает изменение биоценоза водоемов, что влияет на их самоочищающую способность;
   • образуются высокотоксичные канцерогенные, мутагенные хлорорганические соединения;
   • работа с хлором, являющимся сильнодействующим ядовитым веществом, требует особых мер безопасности.
   Аналогичные проблемы возникают и при использовании других реагентных методов обеззараживания (гипохлориты натрия и кальция, озон, перекись водорода и др.).
   В настоящее время наиболее перспективным методом обеззараживания является ультрафиолетовая обработка воды. При ультрафиолетовом облучении воды погибают практически все патогенные микроорганизмы, не меняется окислительная способность воды, исчезает опасность передозировки дезинфектанта, энергозатраты составляют 30–60 Вт·ч/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

сточных вод. Однако использование этого метода эффективно только при содержании взвешенных веществ в воде не более 20 мг/л. В Беларуси принята Программа внедрения безреагентных методов обеззараживания сточных вод, альтернативных хлорированию, на период до 2020 г., утвержденная Постановлением Министерства жилищно-коммунального хозяйства № 3 от 25.01.2007 г.
   В процессе биохимической очистки сточных вод образуются осадки, которые необходимо периодически удалять из очистных сооружений. Обработка или утилизация этих осадков весьма затруднительна из-за большого их объема, переменного состава, наличия целого ряда токсичных для живых организмов веществ, высокой влажности.
   Обработка осадков. Осадки сточных вод представляют собой труднофильтруемые суспензии. Во вторичных отстойниках в осадке находится в основном избыточный активный ил, объем которого в 1,5–2,0 раза больше, чем объем осадка из первичного отстойника. Основными компонентами сырых осадков являются углеводы, жироподобные и белковые вещества, которые в сумме составляют 80–85 %, а остальные 15–20 % представляют собой лигниногумусовый комплекс. При разложении органических веществ образуются метан, водород, диоксид углерода, спирты и вода, аммиак и свободный азот и сероводород. Общая схема обработки осадков сточных вод представлена на рис. 7.10.
   Удаление свободной влаги осуществляется уплотнением осадка. При этом в среднем удаляется до 60 % влаги и масса осадка сокращается в 2,5 раза. Наиболее трудно уплотняется активный ил, влажность которого составляет 99,2–99,5 %. Для уплотнения ила используют гравитационный, флотационный, центробежный и вибрационный методы.
   Стабилизацию осадков проводят для разрушения биологически разлагаемой части органического вещества на диоксид углерода (IV), метан и воду. Ее осуществляют с помощью микроорганизмов в анаэробных и аэробных условиях. В анаэробных условиях проводится сбраживание осадка в метантенках, в результате чего его объем уменьшается примерно вдвое из-за разложения и минерализации органического вещества. Сброженный осадок приобретает однородную зернистую структуру, лучше отдает при сушке воду, теряет специфический гнилостный запах.

   Рис. 7.10. Общая схема обработки осадков сточных вод

   После стабилизации осадки подвергаются обезвоживанию. К обезвоживанию их подготавливают путем кондиционирования, при котором снижается удельное сопротивление и улучшаются водоотдающие свойства осадков вследствие изменения их структуры и форм связи воды. Кондиционирование проводят реагентными и безреагентными способами.
   При реагентной обработке осадка происходит коагуляция – процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. Образование при этом крупных хлопьев с разрывом сольвентных оболочек и изменением форм связи воды способствует изменению структуры осадка и улучшению его водоотталкивающих свойств. В качестве коагулянтов используют соли железа и алюминия – FeCl -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Fe -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, FeSO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Al -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, а также известь.
   К безреагентным методам обработки относятся тепловая обработка, замораживание с последующим оттаиванием, электрокоагуляция и радиационное облучение.
   Наиболее простым способом обезвоживания является подсушивание осадка на так называемых иловых площадках. При этом способе влажность может быть снижена до 75–80 %, а осадок уменьшается по объему и массе в 4–5 раз, теряет текучесть и его можно перевозить к месту использования автотранспортом. Однако этот способ длителен, требует больших земельных участков, зависит от климатических условий района. Кроме того, влажность подсушенного осадка все-таки остается еще значительной.
   Иловые площадки – это участки земли (карты), со всех сторон окруженные земляными валами. Если почва хорошо фильтрует воду, а грунтовые воды находятся глубоко, иловые площадки устраиваются на естественных грунтах. При залегании грунтовых вод на глубине до 1,5 м для отвода фильтрата устраивают специальный дренаж из труб, а иногда организуют искусственное основание.
   Механическая сушка (центрифугирование, фильтр-прессование, фильтрование, например, на вакуум-фильтрах) также уменьшает влажность до 70–80 %, последующая термическая сушка – до 15–25 %.
   Отходы осадков сточных вод, которые в настоящее время нельзя использовать, направляются в шламонакопители для захоронения.
   Шламонакопители представляют собой открытые земляные емкости, которые после полного заполнения консервируются, и шлам подают уже в другие накопители. Нельзя забывать, что законсервированные шламохранилища являются потенциальным источником загрязнения окружающей среды и требуют постоянного надзора.
   В настоящее время все большее распространение получает метод биологического обезвоживания осадка (БОС).
   Обработка и очистка сточных вод представляет собой очень сложную техническую проблему, которую полностью осветить в рамках этого учебного пособия не представляется возможным [6 - Более полную информацию по этому вопросу можно получить в ранее изданной книге [14] либо в специальной литературе.].

7.2.3.3. Локальные и модульные системы очистки сточных вод

   Локальные и модульные системы очистки сточных вод устанавливаются по месту их образования. Состав этих сооружений зависит от качества и количества очищаемых сточных вод.
   Оборудование для локальных и модульных систем очистки сточных вод характеризуется:
   • компактностью – габаритные размеры позволяют транспортировать доступными видами транспорта;
   • минимальными затратами на строительство;
   • возможностью использования очищенной воды;
   • отсутствием запахов и шума;
   • возможностью наращивания производительности за счет установки дополнительных блоков очистки;
   • температурой эксплуатации оборудования от +60 °С до –55 °С;
   • минимальным сроком изготовления оборудования;
   • возможностью очистки сточных вод до показателей вод рыбохозяйственных водоемов;
   • минимальным размером санитарно-защитной зоны.
   Применение новейших технологий позволяет использовать эти системы для очистки как производственных, так и хозяйственно-бытовых сточных вод.
   В настоящее время существует множество фирм и в Республике Беларусь, и за рубежом по производству, комплектации под заказ, установке, обслуживанию локальных и модульных систем очистки сточных вод.
   Установка очистки воды «ЭЛОН-аква», разработанная ООО «Экострой» (г. Ярославль), предназначена для очистки оборотных и сточных вод различных производств методом озонолиза и электрокоагуляции. Она может использоваться для очистки как оборотных, так и сточных вод пищевых, косметических, фармацевтических и других производств, а также для очистки сточных вод АЗС, в нефтехимической и машиностроительной отраслях. Объем очищаемой воды до 10 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч.
   Установка обеспечивает очистку воды от широкого спектра вредных веществ. Удаляемые соединения: нитриты, азот аммонийный, хлориды, фосфаты, нефтепродукты, СОЖ, жирные кислоты, ПАВ, ионогенные и неионогенные вещества, сульфаты, альдегиды и кетоны, взвешенные вещества. Эффективность удаления загрязняющих веществ – 80–95 %.
   Модули «Радуга», разработанные НПФ «ЭКОС» (Российская Федерация), предназначены для очистки сточных вод от нефтепродуктов, масел, взвешенных веществ, жиров, ПАВ, частично органических загрязнений. Данная технология позволяет достигнуть концентрации нефтепродуктов на выходе 0,05 мг/л.
   В установке «Радуга» сочетаются флотационная и фильтрационная очистка. Флотатор извлекает основную часть загрязнений – более 90 %. Фильтр обеспечивает глубокую очистку сточной воды до норм ПДК (до 99,9 %). Оригинальная конструкция фильтра позволяет использовать различные виды фильтрующего материала (дробленый керамзит, лиственные опилки, активированный уголь и др.).
   Отработанный фильтрующий материал и флотошлам может использоваться в производстве дорожных покрытий, топлива для котельных, а также в других схемах утили зации.
   Модули предназначены для эксплуатации в производственных помещениях, температура воздуха в которых исключает замерзание воды в емкостях и трубопроводах; могут поставляться в контейнерном варианте. В зависимости от условий эксплуатации контейнер может быть необогреваемый (каркасного типа) либо утепленный обогреваемый (типа «сэндвич»). Автоматический режим работы установок не требует постоянного присутствия оператора.
   При анализе общемировых тенденций по ужесточению требований к качеству очищенных сточных вод становится очевидным, что эта проблема актуальна и для нашей республики.
   В Беларуси широко применяется оборудование для локальной очистки сточных вод финской фирмы «LABKO». Очистное оборудование соответствует требованиям стандартов ЕС. Например, комплексная система EuroPEK CF состоит из песколовки, маслоотделителя и блока доочистки сточных вод.
   Очистка нефтесодержащих сточных вод начинается в песколовке, где они освобождаются от большей части твердых частиц. Из песколовки сточные воды поступают в бензомаслоотделитель, в котором с помощью эффективных коалесцентных модулей отделяется основная масса нефтепродуктов. Далее очищенные сточные воды направляются в блок доочистки, состоящий из двух отсеков. Нижний отсек предназначен для обеспечения равномерного распределения потока воды. Отсеки разделены дополнительным днищем с отверстиями по всей поверхности, закрытыми мелкоячеистой сеткой из армированного стеклопластика. В верхнем отсеке расположены слои цеолита и активированного угля. Цеолит предназначен для равномерного распределения водного потока, улавливания остаточного количества взвешенных частиц и нефтепродуктов, а также тяжелых металлов.
   Проходя через слой активированного угля с рабочей сорбционной поверхностью 1000 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/г, сточные воды окончательно очищаются от нефтепродуктов и поступают в верхнюю часть аппарата и далее в сливной колодец. Остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенной воде составляет не более 0,3 мг/л. Периодичность замены адсорбционной загрузки в блоке доочистки зависит от производительности системы, концентрации в сточных водах нефтепродуктов и составляет один раз в два года.
   Большой популярностью в последнее время в республике пользуются системы локальной и модульной очистки сточных и ливневых вод, разработанные СООО «ФОРТЕКС-Водные Технологии» (г. Витебск). К ним относятся:
   • блочные станции очистки и доочистки дождевых сточных вод с территорий предприятий, АЗС, автостоянок и т. п. (производительность 0,5–20 л/с);
   • оборудование очистки сточных вод от автомоек, предприятий автосервиса и т. д. (производительность 0,5–10 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ч с оборотным водоснабжением);
   • станция очистки бытовых сточных вод «БИОФЛУИД-Е» с роторным биодисковым реактором (производительность 1,5– 18 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/сут и эффективность очистки по БПК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– 93–95 %);
   • активационные станции очистки бытовых сточных вод с эффективной системой аэрации (производительность 2– 115 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ сут и эффективностью очистки по БПК -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– 93–98 %);
   • жироуловители (производительность 1–5 л/с) и др.
   В установках «ФОРТЕКС» используются ранее описанные известные принципы очистки сточных вод. Однако возможность компактной модульной сборки позволяет использовать их в комплексе в зависимости от состава и объема сточных вод, что существенно повышает степень очистки, сокращает эксплуатационные расходы, позволяет оперативно реагировать на изменение состава сточных вод.
   Очевидно, что будущее – за максимальным внедрением локальных и модульных систем очистки на фоне максимального снижения образования сточных вод за счет внедрения мало– и безводных технологий и технологических процессов.

7.3. Защита литосферы и обращение с отходами

7.3.1. Охрана земель

   В соответствии с Кодексом Республики Беларусь о земле охрана земель – это система мероприятий, направленных на предотвращение деградации земель, восстановление деградированных земель.
   Охрана земель от деградации и истощения – наиболее острая экологическая проблема. Связано это с тем, что при постоянном увеличении населения планеты пригодных для сельскохозяйственного производства земель, особенно пахотных, становится все меньше.
   Поверхность земли испытывает самую значительную и очень опасную антропогенную нагрузку. Если в атмосферу выбрасывается менее 1 млрд т загрязняющих веществ (без СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

), в гидросферу – около 15 млрд т, то на почву ежегодно попадает примерно 85–90 млрд т антропогенных отходов. По некоторым оценкам, их общий объем к концу 90-х гг. XX в. превысил на планете 1500 км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Основными источниками антропогенного загрязнения земель являются:
   • твердые и жидкие отходы добывающей, перерабатывающей и химической промышленности, теплоэнергетики и транспорта;
   • отходы потребления, в первую очередь коммунальные отходы (КО);
   • сельскохозяйственные отходы и применяемые в сельском хозяйстве ядохимикаты, удобрения;
   • атмосферные осадки с загрязняющими веществами;
   • аварийные выбросы и сбросы загрязняющих веществ.
   Почвы относятся к так называемым депонированным средам (от лат. deponere – отдавать, передавать на хранение), чем существенно отличаются от атмосферы и гидросферы, в которых загрязняющие вещества долго не задерживаются. В почвах загрязняющие вещества могут сохраняться десятилетиями (возможно, и столетиями), постепенно переходя в другие среды – воздух, воду, живое вещество, а с ними и в пищу человека. Вот почему так важно не допускать загрязнения почв несвойственными и чуждыми им веществами, т. е. ксенобиотиками – тяжелыми металлами, радионуклидами, пестицидами, фенолами, детергентами, пластмассами и т. п.
   Почва – это такой объект деятельности человека, который легко разрушается, но очень трудно восстанавливается. Мероприятия для защиты почв от деградации общеизвестны. К ним относятся все агротехнические средства – севообороты, рациональные приемы обработки почвы, экологически обоснованные посевы и посадки, правильный уход за растениями, борьба с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур преимущественно биологическими методами, природоохранная технология уборки урожая и многое другое.
   В Беларуси назрела необходимость сбалансированного (по всем необходимым макро– и микроэлементам), умеренного применения удобрений, проведения учета накопления и определения потенциальной опасности для населения и животных нитратов, нитритов и N-нитрозосоединений, содержащихся в водах, осадках, почве и растениях. Данные о балансе и равновесии соединений азота с взаимодействующими веществами вод и почв должны служить основой рекомендаций о нормах, дозах и способах применения минеральных и органических удобрений, а также об использовании биологического азота для каждой сельскохозяйственной культуры севооборота.
   Известкование и внесение в дерново-подзолистые почвы органических удобрений – важное условие уменьшения вредных для окружающей среды потерь питательных веществ. Снижение почвенной кислотности повышает эффективность удобрений в целом, а органические удобрения при этом существенно увеличивают водоудерживающую способность почвы и сорбционные свойства, что повышает ее плодородие, улучшает физико-химические свойства и обеспечивает более полное использование растениями питательных веществ, содержащихся в почве. Применение пестицидов в сельском хозяйстве должно быть строго регламентировано и использоваться только в том случае, когда другие методы защиты (агротехнические, селекционные, биологические и др.) не позволяют избежать потерь урожая возделываемых культур от вредителей, болезней и сорняков.
   Главное требование к охране земельных ресурсов – это поддержание земельно-ландшафтного равновесия, т. е. установление и сохранение оптимального соотношения площадей пашни, пастбищ, лесов, болот, населенных пунктов. При охране земель необходимо соблюдать нормативные требования по борьбе с водной и ветровой эрозией, заболачиванием, засолением, подкислением, дегумификацией почв и другими неблагоприятными процессами, требования по рекультивации земель, защищать почвы от загрязнения.
   Основные требования по охране земель установлены ст. 89 Кодекса Республики Беларусь о земле.
   Землепользователи должны осуществлять в границах предоставленных им земельных участков следующие мероприятия по охране земель:
   • благоустраивать и эффективно использовать землю, земельные участки;
   • сохранять плодородие почв и иные полезные свойства земель;
   • защищать земли от водной и ветровой эрозии, подтопления, заболачивания, засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами, химическими и радиоактивными веществами, иных вредных воздействий;
   • предотвращать зарастание сельскохозяйственных земель древесно-кустарниковой растительностью (насаждениями) и сорняками;
   • сохранять торфяно-болотные почвы при использовании сельскохозяйственных земель, предотвращать процессы минерализации торфяников;
   • проводить консервацию деградированных земель, если невозможно восстановить их исходное состояние;
   • восстанавливать деградированные, в том числе рекультивировать нарушенные земли;
   • снимать, сохранять и использовать плодородный слой земель при проведении работ, связанных с добычей полезных ископаемых и строительством.
   Мероприятия по охране земель должны включаться:
   • в региональные схемы использования и охраны земельных ресурсов, схемы землеустройства административно-территориальных и территориальных единиц, территорий особого государственного регулирования, проекты внутрихозяйственного и межхозяйственного землеустройства и иную землеустроительную документацию;
   • проектную документацию на размещение, строительство, реконструкцию, эксплуатацию, консервацию и снос объектов промышленности, транспорта, связи, обороны, коммунального, лесного, водного и сельского хозяйства, а также иных объектов, оказывающих воздействие на землю;
   • проектную документацию по мелиорации земель;
   • технические нормативные правовые акты, устанавливающие технические требования к технологическим процессам, непосредственно связанным с использованием земель в хозяйственной и иной деятельности.
   Финансирование мероприятий по охране земель осуществляется за счет собственных средств землепользователей, средств республиканского и местных бюджетов, направляемых на эти цели в соответствии с законодательством, а также иных источников, не запрещенных законодательством.

7.3.2. Обращение с отходами производства и потребления

7.3.2.1. Общие сведения

   В соответствии с проведенными оценками каждая тонна мусора на стадии потребления сопровождается дополнительно образованием 10 т отходов на стадии производства и приблизительно 100 т – при добыче и получении сырьевых материалов. Отходы должны утилизироваться собственниками, а неиспользованная часть подлежит размещению или обезвреживанию.
   Объем накопленных отходов на объектах хранения (в ведомственных местах хранения и на территориях предприятий) увеличился за 2010 г. на 3 % и составил на конец года 939,4 млн т. Наибольшие объемы накопления характерны для отходов ОАО «Производственное объединение «Беларуськалий» (903,9 млн т), а также фосфогипса (20,3 млн т) и лигнина гидролизного (4,1 млн т).
   В 2010 г. объем образования отходов 1–4-го классов опасности на предприятиях страны составил 33 252,86 тыс. т, из них 97 % приходилось на отходы 4-го класса опасности.
   Отходы 1–3-го классов опасности образуются преимущественно на предприятиях химического и машиностроительного профиля и при эксплуатации транспорта. Среди отходов 3-го класса опасности, хранящихся на предприятиях, преобладают: лигнин гидролизный; зола, шлаки и пыль от термической обработки отходов и от топочных установок (115,3 тыс. т); шламы минеральных масел, остатки, содержащие нефтепродукты (27,2 тыс. т); осадки водоподготовки котельно-теплового хозяйства и питьевой воды (359,8 тыс. т); осадки очистки сточных вод на очистных сооружениях хозяйственно-фекальной канализации (3879,3 тыс. т); шламы гальванические (5,9 тыс. т) и др.
   Количество отходов 1–3-го классов опасности, находящихся на хранении на предприятиях Беларуси, составило к концу 2010 г. около 7571,61 тыс. т. Из них на отходы 1-го класса опасности приходится 0,03 %, 2-го класса – 0,18 % от объема опасных отходов 1–3-го классов. Такие отходы, как правило, хранятся на предприятиях в специально оборудованных помещениях, на складах и спецплощадках, реже на объектах хранения отходов за пределами предприятий.
   Характерными отходами 1-го класса опасности для большинства предприятий являются отработанные ртутные лампы и люминесцентные трубки. На конец 2010 г. на предприятиях хранилось свыше 1,34 млн шт. отработанных ртутных ламп и люминесцентных трубок, сдано на обезвреживание – 1,33 млн шт.
   При выборе методов [7 - Методы утилизации некоторых промышленных отходов рассмотрены в гл. 6.] обращения с отходами следует пользоваться такими понятиями, как:
   • размещение отходов – хранение и захоронение отходов;
   • хранение отходов – содержание отходов на объектах размещения в целях их последующего захоронения, обезвреживания или использования;
   • захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую природную среду;
   • использование отходов – применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии;
   • обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе сжигание и обеззараживание их на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия их на здоровье человека и окружающую природную среду.
   В соответствии с действующим законодательством республики субъекты хозяйствования обязаны:
   • внедрять экологически чистые, малоотходные, безотходные и ресурсосберегающие технологии;
   • максимально использовать отходы производства и потребления;
   • проводить лабораторный контроль качества окружающей среды в местах складирования и временного хранения отходов;
   • возмещать в полном объеме вред, причиненный окружающей среде, здоровью и имуществу граждан и организаций при нарушении законодательства в области обращения с отходами;
   • предоставлять любую информацию по вопросам образования отходов и обращения с ними;
   • немедленно оповещать штаб Гражданской обороны, местные органы власти, а также органы Минприроды и санитарного надзора о случаях попадания опасных отходов в окружающую среду;
   • обеспечивать транспортируемые и хранящиеся отходы специальными этикетками со знаками класса опасности, названия отходов, их агрегатного состояния, цвета, запаха, пожароопасных свойств, вида упаковки и специальных требований при обращении с ними, в том числе при аварии. Указывать адрес предприятия, где получены эти отходы.
   Собственники отходов обязаны разработать и утвердить Паспорт опасности отходов в соответствии с ГОСТ 17.9.0.5-2001 и Инструкцию по обращению с отходами производства в соответствии с Положением о порядке согласования инструкций по обращению с отходами производства, утвержденным Постановлением Совета Министров № 1104 от 23.07.2010 г. Срок действия согласования инструкции составляет 5 лет.
   Сбор опасных отходов осуществляется с учетом класса опасности: отходы 1-го класса помещаются в тару – стальные баллоны; 2-го класса – в прочные полиэтиленовые мешки. Допускаются также другие виды тары для хранения опасных отходов, согласованные с органами санитарного надзора. Сбор опасных отходов в жидком состоянии и пастообразных осуществляется в герметичные и коррозионностойкие емкости, устанавливаемые в специально отведенном месте. Опасные промышленные отходы после затаривания взвешиваются, результаты вносятся в журнал учета.
   В соответствии с действующими Правилами опасные отходы предприятий подлежат временному хранению на их территории, пока не будет разработана технология по их утилизации или не будут созданы региональные полигоны для захоронения этих отходов. Предельное количество накопленных отходов на территории предприятия устанавливается в соответствии с нормативным документом «Предельное количество накопления токсичных промышленных отходов на территории предприятия (организации)».
   На полигоны по обезвреживанию и захоронению опасных промышленных отходов принимаются только отходы 1–3-го классов опасности. Твердые промышленные отходы 4-го класса опасности по согласованию с органами санитарного надзора и коммунальными службами могут вывозиться на полигоны для складирования коммунальных отходов.
   Складирование и захоронение промышленных отходов производится на платной основе на основании разрешений территориальных органов Минприроды.
   Наиболее опасными являются такие отходы, которые содержат химически активные загрязнители, способные поступать в питьевую воду или в растения, служащие пищей для человека и сельскохозяйственных животных. Это в первую очередь синтетические яды, или биоциды, – соединения тяжелых металлов, пестициды, гербициды и прочие стойкие органические соединения, некоторые продукты нефтепереработки – циклические и полициклические ароматические углеводороды и др.
   Для разработки научно обоснованной политики охраны окружающей среды от всего многообразия отходов производства и потребления назрела необходимость в создании механизма оценки их уровня воздействия на среду обитания человека.
   Одним из методов оценки и измерения уровня воздействия производимой и потребляемой продукции является оценка ее жизненного цикла.
   Жизненный цикл продукции (ЖЦП) в данном случае – это последовательные и взаимосвязанные стадии продукционной системы, начиная от процесса добычи сырья или разработки природных ресурсов до конечной стадии – перевода ее в отходы потребления в результате утраты ею потребительских свойств из-за физического или морального износа, а также после определенного срока хранения (рис. 7.11).
   Оценка жизненного цикла – это учет и оценка входных и выходных потоков материалов, вещества, энергии продукционной системы, ее воздействия на окру жающую среду на всех стадиях жизненного цикла.

Рис. 7.11. Структурная схема жизненного цикла продукции

В Беларуси внедряется межгосударственный стандарт ГОСТ 30773-2001, в соответствии с которым устанавливаются этапы технологического цикла отходов производства и потребления и требования к их рециклингу (повторному использованию) или ликвидации.

7.3.2.2. Обращение с твердыми коммунальными отходами

Ориентировочный морфологический состав и физические свойства твердых коммунальных отходов (ТКО) приведены в ТКП 17.11-02-2009 «Объекты захоронения твердых коммунальных отходов. Правила проектирования и эксплуатации» (табл. 7.9).

Таблица 7.9.Примерный усредненный годовой состав твердых коммунальных отходов

   Примечания. 1. Основная масса ТКО (95–98 %) имеет размер менее 0,25 м. 2. Средняя плотность в местах сбора составляет около 200 кг/ м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. 3. Средняя влажность – 52 %.

   В настоящее время частично налажен раздельный сбор и заготовка ТКО как вторичного сырья (картон, бумага, стекло, полимеры, черные и цветные металлы, текстиль). Общее количество заготовленных в 2010 г. вторичных материальных ресурсов составило 865,9 тыс. т, но пока основная их масса сваливается на полигонах.
   Всего на территории республики зарегистрировано 171 полигон ТКО и 80 накопителей промышленных отходов. Суммарная площадь земель для них составляет около 900 га, более 50 % выделенной территории уже полностью занято отходами. В сельской местности в последние годы создана сеть санкционированных мест складирования отходов – 3087 мини-полигонов (объекты захоронения ТКО годовой мощностью до 5,0 тыс. м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

или до 1,0 тыс. т в год).
   На объектах захоронения ТКО запрещается захоронение:
   • трупов животных;
   • отходов 1–2-го классов опасности, необезвреженных медицинских отходов;
   • любых радиоактивных веществ;
   • отходов производства, содержащих тяжелые металлы, горючие и взрывоопасные компоненты;
   • биологически опасных отходов;
   • вторичных материальных ресурсов.
   На объектах захоронения ТКО должен предусматриваться комплекс мероприятий по предотвращению загрязнения окружающей среды отходами, продуктами их взаимодействия или разложения в период эксплуатации этих объектов и после их вывода из эксплуатации.
   Проектируемая вместимость полигона рассчитывается для обоснования требуемой площади участка складирования отходов. Вместимость полигона Е -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

на расчетный срок определяется по формуле где У -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и У -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– удельные годовые нормы накопления ТКО на первый и последний годы эксплуатации, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/чел. год; Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– количество обслуживаемого полигоном населения на первый и последний годы эксплуатации, чел; Т – расчетный срок эксплуатации полигона, лет; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– коэффициент, учитывающий уплотнение отходов в процессе эксплуатации на весь расчетный срок эксплуатации; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– коэффициент, учитывающий объем изолирующих слоев грунта (промежуточных и окончательных). Для предварительных расчетов необходимо принимать К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 4,5; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 1,15.

   При хранении ТКО самовозгораются, дымят, при гниении их выделяются вредные и ядовитые вещества. При разложении ТКО в массе образуется значительное количество метана, который не только загрязняет атмосферу, но и может создавать взрыво– и пожароопасную обстановку в местах захоронения отходов. В составе газов, выделяющихся в процессе гниения ТКО, содержатся: поливинилхлорид – до 48 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, дихлорметан – 106; дихлоранфторметан – 35; толуол – 236; этилбензол – 20; ксилол – 20; циклогексан – 43; сернистые соединения – до 633 и более 20 других веществ с концентрацией от 3 до 14 мг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   Наличие в ТКО тяжелых металлов, обладающих высокой токсичностью, представляет особую опасность для окружающей среды. В одном килограмме ТКО содержится: мышьяка – до 6 мг; свинца – 3 000; кадмия – 50; хрома – 2810; меди – 1000; марганца – 200; никеля – 189; ртути – 15; цинка – 4000 мг. Следовательно, в килограмме ТКО может содержаться от 285 до 11 260 мг различных тяжелых металлов, которые со свалок под воздействием влаги попадают в почву и грунтовые воды.
   Свалки являются весьма существенным источником возникновения болезнетворных микроорганизмов. Многочисленными обитателями свалок (птицами, животными, насекомыми) они разносятся в населенные пункты, создавая опасность появления эпидемий инфекционных заболеваний (например, птичьего гриппа).
   Таким образом, складирование и захоронение отходов на полигонах является дорогостоящим и небезопасным мероприятием, не разрешающим проблему защиты окружающей среды от загрязнения. Поэтому проектирование и эксплуатация объектов захоронения ТКО регламентируется ТКП 17.11-02-2009 «Охрана окружающей среды и природопользование. Отходы. Обращение с коммунальными отходами. Объекты захоронения твердых коммунальных отходов. Правила проектирования и эксплуатации».
   В настоящее время наиболее перспективным направлением борьбы с накоплением ТКО является их обезвреживание, представляющее собой деятельность, направленную на обработку, сжигание или уничтожение их иным способом, в том числе приводящую к уменьшению объема ТКО и (или) ликвидации их опасных свойств (за исключением деятельности по захоронению ТКО), не связанной с их использованием.
   Обезвреживание отходов может осуществляться только в случае отсутствия объектов по их использованию или при экономической нецелесообразности такого использования.
   Обезвреживание можно производить механическими, термическими, физико-химическими, биологическими и комбинированными методами (рис. 7.12).
   Предварительная стадия обезвреживания – это механическая обработка отходов (сортировка, сепарация, измельчение или прессование).
   Термические методы могут реализовываться в процессах сжигания или пиролиза. При этом извлекаются вторичные материальные ресурсы (ВМР) и генерируются тепловая или электрическая энергия.
   Сжиганию подвергают полимерные материалы (пластмассы, смолы, резину), органические вещества с температурой плавления более 30–40 °С, текстильные отходы и др. Теплота сгорания горючих отходов составляет 11 000–20 000 кДж/кг. Для их сжигания требуется избыток воздуха – от 40 до 100 % от теоретического количества (по стехиометрической реакции). При сжигании органических отходов могут образовываться следующие газообразные продукты: СО -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV), N -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, NO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, Н -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

О, HF, HCI, HBr, SO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

(IV) и др. Минеральные вещества остаются в золе. Целесообразно проводить дожигание газов с получением новых продуктов, которые можно использовать в производственном цикле в качестве сырья или промежуточных продуктов. Выделяющуюся теплоту также целесообразно использовать.

   Рис. 7.12. Классификация методов очистки сточных вод

   Некоторые органические отходы (содержащие, например, целлюлозу, резину, полимеры) можно подвергать пиролизу – одному из прогрессивных способов переработки пластмассовых отходов. Он протекает при 500–1000 °С в бескислородной (обедненной кислородом) атмосфере, что препятствует возгоранию полимеров. Количество и состав продуктов пиролиза зависят от исходных веществ и технологического режима переработки. В среднем продукты разложения отходов содержат 30 % воды, 25 % газов, 15 % смолы, 30 % кокса. Из отходов полиэтилена при пиролизе в псевдоожиженном слое при 740 °С получают до 25 % этилена, 16 % метана, 12 % бензола и 10 % пропилена.
   По ТКП 17.11-03-2009 «Правила эксплуатации объектов обезвреживания коммунальных отходов» устанавливаются НДВ загрязняющих веществ в атмосферный воздух при сжигании отходов, содержащих органические вещества (табл. 7.10).

   Таблица 7.10.Нормативы допустимых выбросов загрязняющих веществ для процессов обезвреживания ТКО с применением метода сжигания

   Более целесообразны физико-химические методы переработки полимерных отходов:
   • деструкция отходов с целью получения мономеров или олигомеров, пригодных для получения волокна и пленки;
   • повторное плавление отходов для получения гранулята, агломерата и изделий экструзией или литьем под давлением;
   • переосаждение из растворов с получением порошков для нанесения покрытий; получение композиционных материалов;
   • химическая модификация для производства материалов с новыми свойствами и др.
   Биологические методы осуществляются в виде:
   • аэробной стабилизации (представляет собой биологическое разложение органических веществ ТКО микроорганизмами в присутствии кислорода);
   • анаэробного сбраживания (метаногенез) – это аналогичный процесс, проходящий при отсутствии или дефиците кислорода.
   Биологические методы обезвреживания ТКО позволяют извлекать ВМР и получать биогаз, компост или гумус. Однако эти методы предъявляют определенные требования к составу и свойствам ТКО (табл. 7.11).

   Таблица 7.11.Состав и свойства ТКО, принимаемых на объекты обезвреживания с использованием биологических методов

   В настоящее время в Беларуси на Минском полигоне «Тростенец» смонтирована установка для активной дегазации полигона, которая позволяет через 37 специально пробуренных газодренажных скважин собирать метан, образующийся в биохимических процессах. Метан сжигается в трех газопоршневых агрегатах мощностью по 1 МВт с получением электроэнергии и теплоты, которые используются по прямому назначению.
   По предварительным расчетам общая мощность производимой электроэнергии составит около 24 млн кВт в год. Похожая установка будет внедрена и на Брестском полигоне ТКО.
   Комбинированные методы представляют собой сочетание двух или более методов обезвреживания ТКО. Типовая технологическая схема обезвреживания ТКО представлена на рис. 7.13.
   Эксплуатация объектов обезвреживания отходов, приводящая к образованию стойких органических соединений в количестве, превышающем НДВ, а также уничтожение ВМР запрещается.

Рис. 7.13. Типовая технологическая схема обезвреживания коммунальных отходов

7.3.3. Охрана недр

   В Республике Беларусь приняты Кодекс о недрах, Правила рациональной комплексной переработки твердых полезных ископаемых и другие ТНПА, которые регулируют отношения, возникающие в связи с геологическим изучением, пользованием и охраной недр Беларуси.
   Недра – часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя, а при его отсутствии – ниже земной поверхности, дна водоемов, водотоков.
   Основные требования по охране и защите недр:
   • обеспечивать полное и комплексное геологическое изучение недр;
   • соблюдать установленный порядок пользованиями недрами и не допускать самовольное пользование ими;
   • наиболее полно извлекать из недр и рационально использовать запасы основных полезных ископаемых и попутных компонентов;
   • рационально использовать вскрышные породы;
   • не допускать вредного влияния работ, связанных с пользованием недрами, на сохранность полезных ископаемых;
   • предупреждать самовольную застройку площадей залегания полезных ископаемых;
   • безотлагательно сообщать органам и подразделениям по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь, а также местным исполнительным и распорядительным органам о возникновении при пользовании недрами чрезвычайных ситуаций, угрожающих жизни и здоровью граждан, имуществу граждан, в том числе индивидуальных предпринимателей, и юридических лиц, имуществу, находящемуся в собственности государства, окружающей среде;
   • при обнаружении материальных объектов, которые могут представлять историко-культурную ценность (археологические объекты, элементы декора, художественной отделки, остатки росписи и т. п.), безотлагательно остановить работы или иную деятельность, которые могут оказывать воздействие на эти объекты, принять меры по их сохранению и сообщить об этих находках в государственные органы, определенные законодательством об охране и использовании историко-культурного наследия;
   • разрабатывать и осуществлять мероприятия по охране недр и защите месторождений;
   • возмещать вред, причиненный при пользовании недрами жизни и здоровью граждан, имуществу граждан, в том числе индивидуальных предпринимателей, и юридических лиц, имуществу, находящемуся в собственности государства;
   • предотвращать загрязнение недр при подземном хранении нефтепродуктов, нефти, газа и иных веществ, захоронении загрязняющих веществ и отходов производства;
   • проводить рекультивацию земель, нарушенных при пользовании недрами;
   • проводить локальный мониторинг окружающей среды в границах предоставленного горного отвода, а также за его пределами в случае, если негативные последствия для нарушенных земель, иных компонентов природной среды и природных объектов, зданий и сооружений могут быть связаны с проведением горных работ;
   • вести в соответствии со ст. 72 настоящего Кодекса о недрах наблюдения за сдвижением горных пород в зоне их возможных деформаций и осуществлять прогнозирование возможной деформации земной поверхности и горного массива в результате проведения горных работ;
   • приводить нарушенные при пользовании недрами иные компоненты природной среды и природные объекты, а также здания и сооружения в состояние, пригодное для их дальнейшего использования.
   В основу защиты недр должно быть положено неистощительное их использование, т. е. принцип наиболее полного изъятия основных и попутных полезных ископаемых. Известно, что если повысить отдачу недр всего на 1 %, то можно дополнительно получать 9 млн т угля, около 9 млрд м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

газа, свыше 10 млн т нефти, около 3 млн т железной руды.
   Также важно максимально возможное комплексное использование минерального сырья, включая утилизацию отходов.
   При пользовании недрами в качестве природоохранных мероприятий осуществляют охрану земной поверхности, поверхностных и подземных вод, месторождений, проводят рекультивацию (восстановление) выработанных участков, предотвращают вредное воздействие разработки месторождения на окружающую среду в целом.

7.3.4. Рекультивация использованных земель

   Рекультивация земель представляет собой комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народно-хозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества.
   На основании ГОСТ 17.5.3.04 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель» рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия нарушенных земель.
   Рекультивацию земель выполняют в два этапа:
   • технический, к которому относятся: планировка; формирование откосов (снятие земли, ее транспортирование) и нанесение плодородной почвы на рекультивируемые земли; при необходимости – коренная мелиорация; строительство дорог, специальных гидротехнических сооружений и др.;
   • биологический, который включает комплекс агротехнических и гидромелиоративных мероприятий по восстановлению нарушенных земель.
   Рекультивация земель является составной частью технологических процессов, связанных с нарушением земель при открытых горных работах, при подземных горных работах, при добыче торфа, при строительстве и эксплуатации линейных сооружений (например, магистральных трубопроводов и отводов от них), при выполнении геологоразведочных, изыскательских и других работ. Наибольший опыт в области рекультивации земель накоплен в Германии, где такие работы ведутся планомерно уже более 30 лет.
   Предусмотрены следующие направления использования рекультивируемых земель: сельскохозяйственное, лесохозяйственное, водохозяйственное и санитарно-гигиеническое. Последнее направление предусматривает консервацию шламоотстойников, хвостохранилищ, золоотвалов и других промышленных отвалов, содержащих токсичные вещества, с соблюдением санитарно-гигиенических норм.
   В соответствии с действующим законодательством нарушенные земли должны быть рекультивированы преимущественно под пашню и другие сельскохозяйственные угодья. Рельеф и форма рекультивированных участков должны обеспечивать их эффективное хозяйственное использование.
   Если рекультивация земель в сельскохозяйственных целях неэффективна, создаются лесонасаждения для увеличения лесного фонда, оздоровления окружающей среды или защиты земель от эрозии; при необходимости создаются рекреационные зоны и заповедники. Подбор видов древесных, кустарниковых растений и трав должен осуществляться с учетом степени химического и физического выветривания поверхностного слоя отвалов шахтных пород.
   Рекультивируемые земли и прилегающая к ним территория после завершения всего комплекса работ должны представлять собой оптимально организованный и экологически сбалансированный устойчивый ландшафт.

7.4. Охрана растительного и животного мира

   Сокращение количества и видового разнообразия растительности и животных является одной из черт глобального экологического кризиса. Человек вырубает леса, собирает ягоды, грибы, травы, ловит рыбу, добывает морепродукты, охотится на пушных и других диких зверей, птиц, в результате чего нарушены или уничтожены многие природные биоценозы, существенно уменьшилось биологическое разнообразие видов.
   Согласно оценке Лесного департамента ООН в настоящее время общая площадь лесов мира составляет менее 40 млн км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, т. е. за время существования нашей цивилизации уничтожено 35 % площади лесов, причем больше половины этого количества – за последние 150 лет. Ежегодно выжигается и вырубается около 114 тыс. км -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

тропических лесов.
   Вырубка лесов ведет, во-первых, к снижению биомассы и продукционного потенциала биосферы, во-вторых, к сокращению глобального ресурса фотосинтеза. Это приводит к ослаблению газовой функции биосферы и ее способности строго регулировать ассимиляцию солнечной энергии и состав атмосферы. Кроме того, уменьшается вклад транспирации в круговорот влаги на суше, что ведет к изменению режимов осадков и стока и запускает механизмы опустынивания земель.
   Доказано, что газопродуктивный и пыле-, газопоглотительный потенциал насаждений зависит от их возраста, видового состава, бонитета, полноты, состояния. Например, расчетными методами установлено, что поглощение CO -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

сосновыми и липовыми древостоями варьирует в пределах 5–15,8 т/га за год, а выделение кислорода от 3 до 11,5 т/га в год. Помимо того, в лесах подлесок и травянистый ярус может поглощать соответственно до 0,7 и 0,6 т/га диоксида углерода и выделять по 0,5 т/га кислорода в год. В зеленых зонах запыленность воздуха может снижаться до 40–50 %. Многорядные линейные посадки деревьев и кустарников вдоль дорог могут уменьшать уровень загрязнения воздуха в транспортных зонах от 4 до 70 % и их эффективность зависит от ширины, высоты и плотности посадок.
   Лес также служит источником и биологическим резервуаром большинства биоценозов Земли.
   Одним из наиболее серьезных негативных последствий перерождения биосферы в техносферу является обеднение природных экосистем, уменьшение биологического разнообразия.
   Биоразнообразие не только является условием существования экосферы, но должно рассматриваться и как важный ресурс техносферы. Из-за деградации природной среды, загрязнения, разрушения биоценозов ежегодно исчезает 10–15 тыс. биологических видов, преимущественно низших форм.
   Мероприятиями по защите растительного и животного мира являются следующие:
   • защита лесов от пожаров и борьба с ними;
   • защита растений от вредителей и болезней;
   • полезащитное лесоразведение;
   • повышение эффективности использования лесных ресурсов;
   • охрана отдельных видов растений и животных;
   • мониторинг видового биоразнообразия;
   • выделение особо охраняемых территорий без ведения хозяйственной деятельности или значительное ее ограничение.
   К наиболее эффективным формам защиты флоры и фауны, а также природных экосистем следует отнести государственную систему особо охраняемых природных территорий.
   Особо охраняемые природные территории (ООПТ) – участки суши или водной поверхности, которые в силу своего природоохранного и иного назначения полностью или частично изъяты из хозяйственного пользования и для которых установлен особый режим охраны. К ООПТ относятся: государственные природные заповедники, в том числе и биосферные; национальные парки; природные парки; государственные природные заказники; памятники природы; дендрологические парки и ботанические сады.
   Охрана и использование ООПТ осуществляется на основании Закона Республики Беларусь «Об особо охраняемых природных территориях».
   По состоянию на 01.01. 2011 г. система ООПТ включает 1296 объектов, в том числе один заповедник (Березинский биосферный заповедник), четыре национальных парка (Беловежская пуща, Браславские озера, Нарочанский и Припятский), 85 заказников республиканского значения, 353 заказника местного значения, 306 памятников природы республиканского и 547 – местного значения. Общая площадь ООПТ в 2010 г. составила 1595,1 тыс. га, или 7,7 % от площади страны. Приоритетной категорией ООПТ остаются заказники республиканского значения, на их долю приходится 52,8 % общей площади ООПТ.
   Благодаря созданию всех этих ООПТ в республике сохраняются уникальные ландшафты и населяющие их виды животных и растений. Всего в Беларуси взято под охрану 2358 мест обитания и произрастания 355 редких видов животных и растений. Кроме того, в 2004 г. взято под охрану 28 новых местообитаний 20 видов животных и растений.
   Схема рационального размещения ООПТ республиканского значения и Национальная стратегия развития и управления системой природоохранных территорий до 1 января 2015 г. утверждены Постановлениями Совета Министров Республики Беларусь № 1919 и 1920 от 29.12.2007 г.
   В соответствии с Постановлением Минприроды № 38 от 16.04.2008 г. в республике ведется реестр особо охраняемых территорий. Основной целью этих документов является формирование Национальной экологической сети. При этом ООПТ рассматриваются в качестве ее основных элементов. Разработана также первая автоматизированная база данных ООПТ республиканского значения на основе цифровой карты М 1:200 000 с использованием ГИС-технологий.
   В настоящее время в результате отрицательного антропогенного воздействия, как по причине хозяйственной деятельности, так и от браконьерства, особенно остро стоит вопрос об охране зверей и птиц, обитающих в лесных и сельскохозяйственных угодьях.
   В связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства появилось много машин и механизмов, работающих на полях, которые являются местом обитания диких животных и птиц. Применение широкозахватной высокопроизводительной техники практически лишает обитателей полей возможности скрыться и избежать гибели. Животные затаиваются и гибнут под рабочими органами техники или становятся легкой добычей хищников, потеряв укрытие. При бороновании, культивации, сенокошении и уборке зерновых культур на полях создается фактор беспокойства, что обычно приводит к гибели дичи, разрушаются их норы, логова и гнезда. Много животных и птиц гибнет в ночное время, когда свет фар заставляет их затаиваться в бороздах. Еще больше их гибнет при сенокошении на лугах и полях с кормовыми травами. Установлено, что в Беларуси при косьбе многолетних трав погибает 33 % тетеревов, 30–45 % куропаток с яйцами, 25 % коростелей и 75 % перепелов. Основная часть их гибнет при косьбе по росе, а также при докосах центрального участка поля.
   Поэтому необходимо грамотно проводить работы по сенокошению и уборке зерновых культур. Прежде всего следует отказаться от косьбы трав и уборки зерновых «в загон», а проводить их «в разгон», т. е. начинать эти работы от центра поля к его периферии. Исследования показали, что такая технология ведения уборки позволяет сохранить до 70 % животных и птиц. При уборке зерновых целесообразен метод расширяющегося прокоса, при котором грузовым автомобилям нет необходимости объезжать вокруг загона для сбора зерна из бункера комбайна, водитель по скошенному полю подъезжает от одного комбайна к другому. Проводят работы от края поля, а в удалении от него животные и птицы имеют возможность уйти в безопасное место.
   Наиболее эффективным методом защиты животных и птиц признан комплексный при обязательном наличии в центре поля лесополос, которые обеспечивают защиту и корм, а также предохраняют почву от водной и ветровой эрозии. Лесополосы дают возможность начинать уборку от краев поля к центру по всему периметру. В них также целесообразно устраивать кормушки, вольеры, поилки, навесы.
   Химизация сельскохозяйственного производства также в значительной степени повлияла на растительный и животный мир. Бесконтрольное применение ядохимикатов, а также увеличение объема их использования для истребления вредителей сельскохозяйственных культур наносят серьезный ущерб как охотничьей фауне, так и естественным врагам этих вредителей. Сокращение количества естественных врагов сельскохозяйственных вредителей приводит к их массовому размножению.
   Относительно новой для страны является проблема проникновения на территорию Беларуси инвазивных видов растений и животных и возникающие в связи с этим негативные последствия экологического, экономического и социального характера. Данные мониторинга показывают, что в последние десятилетия, в связи с хозяйственной деятельностью человека на территорию Беларуси проник целый ряд видов, чужеродных фауне и флоре республики.
   Прежде всего это моллюск дрейссена полиморфная (сейчас этот вид встречается более чем в 80 % озер республики). Быстрое распространение по речным бассейнам страны получил чужеродный вид рыбы головешка-ротан, который поедает икру рыб других видов, чем наносит серьезный экономический ущерб.
   Не меньший вред флоре республики наносят инвазивные виды растений. Они особенно легко проникают на возделываемые земли, где конкуренция со стороны культурной флоры незначительна. Нередко в этих случаях чужеродные виды становятся злостными сорняками, что приводит к потере урожая и необходимости разработки новых агротехнических приемов и методов борьбы с ними. Характерными примерами таких видов являются галинзога мелкоцветковая, мелколепестник канадский и горец Вейриха. Отдельные из чужеродных видов растений, такие, как борщевик Сосновского, многие виды тополей, амброзия, обладают ярко выраженными аллергенными свойствами. Массовое распространение борщевика Сосновского, вытесняющего из растительных сообществ большинство аборигенных видов и обладающего ядовитыми и аллергическими свойствами, наблюдается практически по всей территории Беларуси.
   На территории республики практически повсеместно отмечались случаи отрицательного воздействия ядохимикатов на состояние здоровья сельскохозяйственных животных и человека, особенно в зонах открытого хранения ядохимикатов или их распыления. Многие ядохимикаты способны накапливаться в организме теплокровных животных. Ядохимикаты быстро распространяются по пищевым цепям, вызывая аномалии развития или гибель особей, которые, казалось бы, не могли контактировать с отравляющим веществом. Накопление ядохимикатов и продуктов их распада в организме вызывает у человека хронические заболевания печени, мочеполовой и репродуктивной систем, а также отрицательно сказывается на потомстве.
   С целью снижения риска отрицательного действия ядохимикатов на биоту разработаны правила их хранения и применения. Средства защиты растений следует вносить на ограниченных территориях, опрыскивания проводить в безветренное время вдали от участков гнездования птиц или обитания животных с молодняком. Обработанная растительность наиболее опасна сразу после опыления, поэтому следует отпугивать птиц от этих участков, а также патрулировать их в течение 48 ч. Кроме того, рекомендуется отказываться от наиболее токсичных для животных пестицидов.
   Хранение ядохимикатов должно быть организовано в закрытых помещениях в специальной таре. Запрещено размещать склады ядохимикатов в водоохранной зоне водоемов и непосредственно в зоне жилой застройки. Необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности при пересыпке или переливе ядохимикатов в специальные агрегаты для опыления и опрыскивания.
   Площадки для спецтехники должны быть изолированы от почвы и водоемов. Смывные воды должны собираться в специальные емкости и повторно использоваться.
   Оптимальным вариантом борьбы с сельскохозяйственными вредителями является применение биологических методов. При этом вредители сельскохозяйственных растений уничтожаются или подавляются с помощью естественных врагов. Например, тля уничтожается божьими коровками, листогрызущие гусеницы – личинками наездников и т. д.
   В последнее время большое внимание уделяется микробиологическим методам борьбы с вредными насекомыми и возбудителями болезней с помощью организмов-антагонистов, которыми могут быть вирусы, бактерии и грибы. Однако при этом существует угроза утраты контроля над их размножением. Кроме того, эти организмы при исчезновении соответствующих видов вредителей могут переключаться на другие полезные виды насекомых, растений и животных. Наиболее проблематично использование вирусов, так как они способны необыкновенно быстро мутировать под воздействием внешних факторов, что может привести к возникновению новых неизвестных заболеваний.
   В качестве биологического метода может быть использовано искусственное увеличение численности мелких насекомоядных птиц.
   Наиболее правильно применение комбинированных методов защиты сельскохозяйственных растений и животных с учетом всех имеющихся факторов.

7.5. Защита окружающей среды от физических воздействий

7.5.1. Средства и методы защиты от воздействия шума и вибрации

7.5.1.1. Общие сведения об акустике и расчет шума

   Звук представляет собой в широком смысле упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле – субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека. Шум – это случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты.
   Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Обычно человек слышит звуки, передаваемые по воздуху, в диапазоне частот от 16–20 Гц до 15–20 кГц. Звук ниже диапазона слышимости человека называют инфразвуком; выше – до 1 ГГц – ультразвуком, от 1 ГГц – гиперзвуком.
   Звук характеризуется звуковым давлением Р, скоростью распространения с, длиной волны λ и интенсивностью I.
   Звуковое, или акустическое, давление в среде представляет собой разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при наличии звуковых колебаний и статического давления в той же точке при их отсутствии. Максимальное значение переменного акустического давления (амплитуда давления) может быть рассчитано через амплитуду колебания частиц упругой среды:
   P = 2πfρcA,
   где f – частота; ρ – плотность среды; А – амплитуда колебания частиц среды.
   Скорость распространения звука зависит от характеристики упругой среды и в среднем, в идеальных условиях, для воздуха она составляет 340–344 м/с.
   Длина волны представляет собой расстояние, проходимое звуковой волной за один период. Между длиной волны и частотой существует соотношение, которое используется в практике акустических расчетов:
   с = λf.
   Например, при частоте 1000 Гц длина волны в воздухе составляет более 0,3 м, а при частоте 4000 Гц – около 0,07 м, т. е. чем больше частота звука, тем меньше длина звуковой волны. Это обстоятельство связано с таким явлением, как дифракция (огибание волнами препятствий), широко используемая в акустических расчетах. Дифракция имеет место тогда, когда длина звуковой волны сравнима (или больше) с размерами находящегося на пути препятствия. Если препятствие по сравнению с длиной акустической волны велико, то явление дифракции отсутствует.
   По мере удаления от источника звуковая волна затухает в пространстве обратно пропорционально расстоянию r в результате расширения площади фронта волны S, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

:
   S = Ωr -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

,
   где Ω – пространственный угол излучения звука (Ω = 4π при излучении в пространство, Ω = 2π при излучении в полупространство).
   Интенсивность звука (I, Вт/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

) – это средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности.
   Общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в единицу времени, называют звуковой мощностью W (Вт):
   W = IS.
   Уровень звука (УЗ) используют для интегральной оценки воздействия шума на человека (L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, дБА):
   L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 20 lg(p -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/p -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

),
   где p -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– среднее квадратическое звуковое давление, измеренное с учетом коррекции по шкале А шумомера, Па; p -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– звуковое давление, соответствующее порогу слышимости на частоте 1000 Гц, p -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 2·10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

Па.
   Для оценки воздействия шума на различных частотах используют уровень звукового давления (УЗД) (L, дБ):
   L = 20 lg(p/p -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

),
   где p – среднее квадратическое звуковое давление в определенной полосе частот.
   Зависимость уровня звукового давления от частоты называют спектром шума. На практике измеряют и рассчитывают УЗД в октавных полосах частот со стандартными среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.
   Уровень шума (звукового давления), (L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, дБ (дБА)), от нескольких источников с одинаковыми УЗ (УЗД), расположенных на одинаковом расстоянии от расчетной точки (РТ), определяется по формуле
   L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+10 lgn,
   где L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– уровень звука (звукового давления) i-го источника звука; n – число источников.
   Ниже приведены значения 10 lgn при различном числе источников:
   n 10 lgn
   2………………………… 3
   5…………………………. 7
   10……………………… 10
   100……………………. 20
   Отсюда следует, что если складываются, например, пять источников с УЗ (УЗД) 90 дБА (дБ), то суммарный УЗ (УЗД) составляет 97 дБА (дБ), а если 100 источников, то 110 дБА (дБ) и т. д.
   Если источники шума имеют различные уровни, то суммарный уровень (дБ) определяется по формуле
   L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

=101g (10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+110 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+… + 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

-------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

).
   Для удобства пользования этой формулой можно брать для расчета данные из табл. 7.12.

   Таблица 7.12.Сложение УЗ (УЗД)

   Пример 1. Пусть необходимо сложить источники L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 90 дБ и L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= = 96 дБ. Разность уровней L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 6 дБ. Из табл. 7.12 находим добавку Δ = 1,0 дБ. Суммарный УЗД определяется прибавлением добавки к большему значению:
   L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ Δ= 96 + 1 = 97 дБ.
   Когда складываются несколько источников, то операция повторяется последовательно. Пусть необходимо сложить уровни четырех источников 70, 90, 96, 100 дБ. Не приступая к вычислениям, можно отбросить источник, уровень которого на 20 дБ ниже максимального. Из предыдущего примера значение суммарных уровней второго и третьего источников равно 97 дБ. Суммарный уровень четырех источников составит 101,8 дБ.
   При борьбе с шумом нередко приходится решать обратную задачу. Вычитание уровней можно произвести, используя данные, приведенные в табл. 7.13.

   Таблица 7.13.Вычитание УЗ (УЗД)

   Пример 2. Пусть на территории жилой застройки при работе компрессора с УЗ, равным L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 65 дБА, уровень звука составлял L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 70 дБА. Требуется определить шум после отключения компрессора. Разница между уровнями L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 70–65 = 5 дБА. Из табл. 7.13 определяем поправку Δ = 2 дБА. На территории жилой застройки после отключения источника УЗ будет составлять 70 – 2 = 68 дБА.
   При разработке проектов СЗЗ, ОВОС и других природоохранных мероприятий зачастую требуется определение УЗ или УЗД в свободном пространстве при отсутствии отражающих поверхностей.
   Уровни звукового давления, создаваемые условно точечным источником (т. е. когда расстояние от источника до расчетной точки существенно больше максимального размера источника), вдали от препятствий составляют:
   L = L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

+ ПН – 20 lgR – 10 lgΩ,
   где L -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– акустическая мощность источника звука, дБ (берется из паспорта источника шума); ПН – показатель направленности источника шума, дБ (для ненаправленных источников ПН = 0; для источников, где шум, например шум реактивной струи, в одном из направлений больше, чем в другом, ПН определяется измерениями или по справочнику); R – расстояние от источника до расчетной точки, м; Ω – пространственный угол излучения шума.
   Уровень звукового давления затухает на 6 дБ при каждом удвоении расстояния из-за геометрического расшире ния области, в которой распространяется звук. При распростране нии на большие расстояния звук затухает также дополнительно из-за поглощения в атмосфере, что учитывается выражением β -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/1000, где β -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– затухание звука в атмосфере. Значения затухания звука в атмосфере на различных частотах приведены ниже.
   Октавные полосы частот, Гц………β -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, дБ/км
   63 ………………………………… 0
   125 ……………………………….. 0,75
   250 ……………………………….. 1,5
   500 ………………………………… 3
   1000 ……………………………… 6
   2000 ……………………………… 12
   4000 ……………………………… 24
   8000 ……………………………… 48
   В соответствии с действующими санитарно-гигиеническими нормами в республике при установлении СЗЗ предприятий требуется учитывать шумовое и иное их воздействие на окружающую среду. В этом случае акустические расчеты проводятся в соответствии с ТКП 45-2.04-154-2009 «Защита от шума. Строительные нормы проектирования» и ТКП 45-2.04-127-2009 «Конструкции зданий и сооружений. Правила проектирования звукоизоляции и звукопоглощения».
   Для акустических расчетов используется програма «ЭкологШУМ», с помощью которой можно:
   • оценить шумовое воздействие на территориях, прилегающих к промышленным предприятиям и транспортным магистралям;
   • разработать и оценить эффективность шумозащитных мероприятий;
   • определить СЗЗ по шумовому фактору проектируемых и существующих предприятий;
   • провести экологический аудит промышленных, коммунальных и транспортных предприятий по фактору промышленного и транспортного шума.
   Расчет шумового воздействия от совокупности источников в любой точке выполняется с учетом дифракции и отражения звука препятствиями. При этом РТ на площадках отдыха микрорайонов и групп жилых домов, на площадках детских дошкольных учреждений, на улицах школ и больниц следует выбирать на ближайшей к источнику шума границе площадок на высоте 1,5 м от поверхности земли. Если площадка частично находится в зоне звуковой тени от здания, сооружения или какого-либо другого экранирующего объекта, а частично в зоне действия прямого звука, то РТ должна находиться вне зоны звуковой тени. РТ на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам и другим зданиям, следует выбирать на расстоянии 2 м от фасада здания, обращенного в сторону источника шума, на уровне 12 м от поверхности земли; для малоэтажных зданий – на уровне окон последнего этажа.

7.5.1.2. Основные методы и средства защиты от шума

   Для снижения акустического загрязнения окружающей среды используют:
   • замену шумных источников и технологий на малошумные;
   • ослабление шума в источнике его образования;
   • изменение направленности излучения шума источником;
   • снижение шума по пути распространения от источника до защищаемого от шума места;
   • архитектурно-планировочные меры в жилой застройке;
   • организационные мероприятия;
   • улучшение качества воспринимаемого звука;
   • создание СЗЗ;
   • новые акустические технологии.
   Замена шумных источников на малошумные является самой кардинальной мерой борьбы с шумом. Например, замена двигателя внутреннего сгорания на электродвигатель существенно снижает внешний шум автомобилей, строительных машин и др. Электромобиль почти на 15 дБА менее шумен, чем автомобиль с дизельным двигателем. Примером удачного использования малошумной технологии можно считать также забивку свай с помощью бурения, что позволяет снизить шум по сравнению с вибропогружением или ударным погружением на 30–40 дБА. Можно привести и другие примеры снижения шума в источнике образования. Например, шум, генерируемый шинами автомобиля при движении, может быть снижен на 3–4 дБА при замене асфальтового покрытия специальным покрытием с содержанием резины. Шум при качении колеса по рельсам можно ослабить на 8–10 дБА, снизив волнообразный износ рельсов их шлифованием.
   Ослабление шума в источнике его образования обеспечивается уменьшением силового воздействия или звукоизлучающей способности его элементов. В первом случае уравновешивают вращающиеся части, увеличивают время соударения деталей, уменьшают зазоры в сочленениях и соединениях, а также частоту вращения, линеаризируют аэродинамические и гидравлические потоки, снижают скорость движения. Во втором – демпфируют вибрирующую поверхность, излучающую звук, уменьшают площадь звукоизлучения, нарушают синфазность колебаний излучающей поверхности, увеличивают коэффициент потерь материалов, из которых изготавливают детали источника шума.
   Снижение шума в окружающей среде изменением направленности излучения основано на том, что некоторые источники шума (в основном аэродинамического происхождения) неравномерно излучают шум в окружающее пространство. Показатель направленности, например, для реактивной струи может достигать 10–15 дБ, поэтому при направлении среза струи в сторону, противоположную защищаемому объекту, на эту величину может быть уменьшен шум в окружающей среде. Несколько меньший эффект (до 5 дБ) может быть достигнут при направлении, например, среза трубы для сброса воздуха или отверстия воздухозаборной шахты в сторону, противоположную жилому району.
   Для снижения шума на пути распространения используют два принципа: защита расстоянием, которое обеспечивает затухание звука в пространстве, и установка на пути распростране ния сооружений, которые обеспечивают отражение звука. В частности, при удвоении расстояния от точечного источника звука, например со 100 до 200 м или с 500 до 1000 м, шум уменьшается на 6 дБА. Если источник шума протяженный, линейный (например, движущийся поезд), то на расстояниях, сравнимых с его длиной, действует закон снижения шума на 3 дБА при удвоении расстояния.
   К архитектурно-планировочным мерам защиты от шума относятся приемы, способствующие как снижению шума, так и повышению звукоизолирующей способности ограждающих конструкций зданий и сооружений. Для реализации первого направления, наряду с акустическими экранами, зелеными насаждениями, расположением транспортных потоков в выемках используются шумозащитные дома, в которых приняты меры по уменьшению воздействия шума от транспортного потока (на транспортную магистраль выходят окна нежилых помещений), а сам дом располагается по отношению к шумной магистрали так, чтобы за ним образовывалась зона акустической тени. Такие дома позволяют снизить шум на 15–20 дБА.
   К организационным мероприятиям по снижению шума в окружающей среде можно отнести: запрещение звуковых сигналов (это позволило повсеместно снизить шум в городах на 10 дБА); контроль за уровнем шума в городах; ограничение времени и места движения грузовых автомобилей и мотоциклов; вынесение шумных предприятий из спальных зон; рациональную организацию движения транспортных потоков; запрещение работы источников шума (например, громкоговорящей связи на сортировочных и грузовых станциях); регламентацию работы источников шума (например, запрещение включать громкую музыку после 23.00).
   Помимо этого, внедряется еще одно направление улучшения качества воспринимаемого звука – изменение его спектра на более благоприятный, маскировка неприятных звуковых сигналов и пр. Это предмет изучения бурно развивающейся науки, которая носит название психоакустики.
   В соответствии с ТКП 45-2.04-154-2009 на стадии разработки технико-экономического обоснования и генерального плана населенного пункта с целью снижения воздействия шума на селитебную территорию следует применять следующие меры:
   • трассировку магистральных дорог скоростного и грузового движения в обход жилых районов и зон отдыха;
   • концентрацию транспортных потоков на небольшом числе магистральных улиц с высокой пропускной способностью, проходящих, по возможности, вне жилой застройки (по границам промышленных и коммунально-складских зон, в полосах отвода железных дорог);
   • дифференциацию улично-дорожной сети по составу транспортных потоков с выделением основного объема грузового движения на специализированных магистралях;
   • отдаление основных массивов застройки от транспортных магистралей;
   • создание системы парковки автомобилей на границе жилых районов и групп жилых домов. Функциональное зонирование территории с отделением селитебных и рекреационных зон от промышленных, коммунально-складских зон и основных транспортных коммуникаций;
   • формирование общегородской системы зеленых насаждений.
   На стадии разработки проекта детальной планировки небольшого населенного пункта, жилого района, микрорайона для защиты от шума необходимо:
   • при расположении небольшого населенного пункта вблизи магистральной дороги или железной дороги на расстоянии, не обеспечивающем необходимое снижение шума, использовать шумозащитные экраны в виде естественных или искусственных элементов рельефа местности; откосов выемок, насыпей, стенок, галерей, а также их сочетание. При этом следует учитывать, что подобные экраны дают достаточный эффект только при малоэтажной застройке;
   • для жилых районов, микрорайонов в городской застройке наиболее эффективным является расположение в первом эшелоне застройки магистральных улиц шумозащитных зданий в качестве экранов, защищающих от транспортного шума внутриквартальное пространство;
   • в качестве зданий-экранов могут использоваться здания нежилого назначения – магазины, гаражи, предприятия коммунально-бытового обслуживания. Как шумозащитные жилые здания могут выступать:
   – здания со специальным архитектурно-планировочным решением, предусматривающим ориентацию в сторону источника шума (магистрали) подсобных помещений квартир (кухни, ванные комнаты, санузлы), внеквартирных коммуникаций (лестнично-лифтовые узлы, коридоры), а также не более одной комнаты в квартирах с тремя жилыми комнатами и более;
   – здания с шумозащитными окнами на фасаде, обращенном в сторону магистрали, обеспечивающими требуемую защиту от шума;
   – здания комбинированного типа со специальным архитектурно-планировочным решением и шумозащитными окнами в комнатах, ориентированных на магистраль.
   Для обеспечения максимального эффекта экранирования шумозащитные здания должны быть достаточно высокими и протяженными и располагаться возможно ближе к источнику шума. Они должны располагаться на минимальном расстоянии от магистральных улиц и железных дорог с учетом гра достроительных норм и звукоизоляционных характеристик наружных ограждающих конструкций.

7.5.1.3. Шумовиброзащитные конструкции

   В основу действия всех средств защиты от шума положены три основных принципа: отражение, поглощение звука (вибрации) или их комбинация.
   По принципу действия средств шумовиброзащиты выделяют:
   • звукоизоляцию (ЗИ), которая основана на отражении звуковых волн от плоской массивной протяженной преграды. Основные звукоизолирующие конструкции – звукоизолирующие капоты (кожухи), перегородки, кабины;
   • звукопоглощение (ЗП), основанное на поглощении звуковых волн при их падении на плоскую, мягкую, пористую или волокнистую поверхность. Основная конструкция – звукопоглощающая облицовка в замкнутых объемах (помещениях, капотах и т. д.);
   • виброизоляцию (от лат. vibration – колебания, фр. isolation – обособление, отделение) – это способность препятствия изолировать конструкцию (оборудование, механизм и т. п.) путем отражения и поглощения волн колебательной энергии, распространяющихся от работающего механизма. Численно виброизоляция оценивается ослаблением колебаний в защищаемом объекте после установки препятствия между точкой приема и районом расположения источника;
   • вибродемпфирование, основанное на поглощении вибрации в вибродемпфирующих покрытиях, которые снижают как амплитуду колебания демпфируемой пластины, так и ее звукоизлучение. Вибродемпфирующие покрытия бывают мягкими, жесткими и комбинированными.
   По назначению звукоизолирующие конструкции условно можно разделить на легкие и тяжелые. Легкие конструкции изготавливаются из стали, пластмасс, дерева и предназначены для ограждающих конструкций транспортных средств, строительных машин и установок, а также внутренних ограждений в зданиях. Тяжелые конструкции изготавливаются из кирпича, бетона и используются для сооружения зданий. Расчет каждого из перечисленных видов конструкций имеет свои особенности.
   По закону масс ЗИ возрастает на 6 дБ с каждым удвоением массы ограждающей поверхности или частоты. Отступление от закона масс наблюдается на низких частотах и в области высоких частот в результате имеющих место резонансов.
   Звукоизоляцию легкой одностенной конструкции можно рас считать по приближенной формуле
   ЗИ = 20 1gGf – 60,
   где G – поверхностная масса, кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, G= ρh; f – среднегеометрическая частота; ρ – удельная масса ограждения, кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

; h – толщина ограждения, м.
   Расчет тяжелых ограждающих конструкций, ЗИ которых в меньшей степени следует закону масс, выполняется графоаналитическим методом. Для практического использования в табл. 7.14 приведены частотные характеристики ЗИ некоторых распространенных одностенных конструкций.

   Таблица 7.14.Звукоизоляция одностенных конструкций

   Звукоизоляция увеличивается при создании двустенных конструкций, введении звукопоглощения в воздушный промежуток, вибродемпфировании металлических ограждающих конструкций.
   Звукоизоляция ухудшается при наличии в ограждающей конструкции щелей, отверстий и проемов, которые следует закрывать или герметизировать. Нельзя допускать соприкосновения звукоизолирующей конструкции с вибрирующими деталями, что резко снижает эффективность звукоизолирующих ограждений.
   Звукопоглощение применяется для снижения отраженной звуковой энергии в замкнутых помещениях и объемах. Эта мера направлена на снижение внутреннего шума, излучаемого ограждающими конструкциями в окружающую среду.
   Обычно звукопоглощающее покрытие располагается на потолке или стенах помещения. В качестве звукопоглощающего материала применяются поролон, различные волокнистые материалы. Перфорированный лист обычно имеет площадь перфорации 25–50 %. Площадь ЗП колеблется от 10 до 70 % в зависимости от назначения помещения и требуемых акустических характеристик.
   Эффективность ЗП зависит от двух основных факторов: площади звукопоглощающих конструкций и эффективности звукопоглощающего материала. ЗП особенно эффективно на высоких частотах и тем больше, чем больше площадь помещения, облицованного звукопоглощающим материалом, и ближе коэффициент ЗП последнего к единице.

7.5.1.4. Современные средства шумозащиты

   Все многообразные современные средства защиты от шума можно разделить на две большие группы: активные и пассивные.
   В активных средствах применяется дополнительный источник энергии, а принцип такой защиты от шума называется активной шумозащитой. К пассивным средствам относятся такие, в которых не используется дополнительный источник энергии.
   Активная шумозащита основана на хорошо известном явлении наложения звуковых волн с одинаковой частотой и амплитудой А в противофазе (рис. 7.14) – интерференции, которая приводит к ослаблению амплитуды результирующей волны.

Рис. 7.14. Схема наложения звуковых волн (1 и 2) в противофазе

   Рис. 7.15. Схема устройства активной шумозащиты: 1 – источник шума; 2 – микрофон; 3 – усилитель; 4 – анализатор; 5 – фазоинвертор; 6 – динамик

   Из схемы активного шумоглушения (рис. 7.15) видно, что звуковая волна излучается ди намиком (вторичным источником) в противофазе к первичному источнику звука. При наложении звуковых волн от первичного и вторичного источ ников в пространстве наблюдается зона снижения шума.
   В последние годы устройства активной шумозащиты начали выпускаться серийно и нашли широкое применение для снижения шума ряда транспортных средств (самолетов, автомобилей), систем вентиляции, различных агрегатов.
   Анализ данных, приведенных в табл. 7.15, показывает, что активная шумозащита особенно эффективна на низких и средних частотах (до 500 Гц), где УЗД на отдельных частотах снижается на 10–15 дБ. Высокая эффективность на низких частотах является большим преимуществом активных методов шумозащиты, так как на этих частотах ЗИ, ЗП и другие методы сравнительно малорезультативны. В то же время к недостататкам активной шумозащиты относится низкая эффективность на высоких частотах. Кроме того, она сложна в эксплуатации и достаточно дорога. Тем не менее активная шумозащита является перспективным методом и, без сомнения, в будущем она будет широко использоваться на практике.

   Таблица 7.15.Характеристика активной шумозащиты

   Чаще всего в качестве пассивных средств защиты используются глушители шума. Действие глушителей шума основано на отражении звуковой энергии (реактивные), ее поглощении (абсорбционные) или их комбинации (комбинированные).
   В зависимости от назначения различают глушители звука и шума газовых потоков. Основное отличие этих систем заключается в отсутствии или наличии газового потока, проходящего через глушитель. В первом случае, как правило, применяют абсорбционные глушители, а во втором – реактивные, реактивные с резонансными элементами и комбинированные.
   Упрощенно абсорбционный глушитель можно рассчитать по формуле
   ΔL -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

= 4,4F(α)l -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/d -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, дБ,
   где F(α) – показатель, зависящий от коэффициента ЗП α; l -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и d -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– длина и диаметр глушителя соответственно, м (табл. 7.16).

   Таблица 7.16.Значения коэффициентаF(α)

   Эффективность абсорбционного глушителя возрастает с увеличением его длины и коэффициента ЗП материала.
   Конструкции реактивных глушителей весьма разнообразны и их подбирают в основном экспериментально (рис. 7.16). Эффективность работы глушителя возрастает с увеличением объема, числа его камер, поворотов газового потока в глушителе, наличия элементов с перфорацией.
   В некоторых конструкциях (рис. 7.17) она достигает 40 дБА.

Рис. 7.16. Схемы реактивных глушителей: 1 – входной патрубок; 2 – расширительная камера; 3 – перфорированный патрубок; 4 – выходной патрубок; 5 – соединительный патрубок

   Рис. 7.17. Конструкция глушителя шума выпуска двигателей автотранспорта: 1 – выходной патрубок; 2 – перегородка; 3 – внутренний перфорированный стакан; 4 – эллипсовидный корпус; 5 – расширительная камера; 6 – звукопоглощающая облицовка; 7 – входной патрубок; 8 – внутренняя перфорированная труба; 9 – перфорация

   В селитебной зоне для борьбы с шумом широко применяются АЭ различного вида. Они являются не только преградой для распространения звука, но и физической преградой для распространения вредных химических веществ, взвешенных частиц, тяжелых металлов и др. По данным измерений, выполненных Балтийским государственным техническим университетом «Военмех», снижение вредного воздействия акустическим экраном высотой 4 м, установленным вдоль автомобильной дороги, составило: уровня звука – 12–15 дБА, концентрации взвешенных частиц – 10–12 раз, концентраций оксида и диоксида азота – 3–10 раз. Наличие тяжелых металлов за АЭ практически не обнаружено.
   При установке АЭ вдоль железной дороги помимо снижения шума на 11–13 дБА также отмечено снижение в 10–15 раз уровней электромагнитных полей.
   В зависимости от конструктивного исполнения и достигаемого эффекта шумоглушения все экранирующие сооружения можно разделить на экраны-барьеры, широкие экраны (насыпное сооружение), экраны-тоннели, комбинированные экраны.
   Экран-барьер (чаще всего такое сооружение и носит название «акустический экран») представляет собой неширокую сплошную плоскую физическую преграду, отделяющую автомобильную или пешеходную дорогу от жилой застройки. Материалы, применяемые для сооружения АЭ, самые разнообразные: металл, дерево, бетон, стекло и пр. Увеличение эффективности АЭ достигается применением сложной составной части, располагаемой на свободном (верхнем) ребре АЭ.
   В отличие от экран-барьера насыпное сооружение (насыпи, земляные валы) имеет широкую верхнюю часть, обеспечивающую дополнительное шумоглушение. Комбинированный экран позволяет сочетать положительные качества насыпных экранов и экрана-барьеров. Экранирующее сооружение может иметь и более сложную конструкцию, например тоннелеобразную.
   Все АЭ в зависимости от применяемого материала, отражающих или поглощающих свойств делятся на две группы: однослойные (отражающие); двух– или трехслойные (поглощающие).
   Экраны, принадлежащие к отражающим АЭ, изготавливаются из бетона, асбоцементных панелей, кирпича, дерева, пластиков, стекла и пр. Чтобы снизить отражение звука от однослойного АЭ, в его материал, например в бетонную смесь, добавляются древесные материалы. Тем не менее невозможно создать однослойный АЭ, совмещающий требуемые прочностные свойства и приемлемое звукопоглощение, поэтому приходится усложнять конструкцию АЭ, используя специальные звукопоглощающие материалы (ЗПМ) со значениями α = 0,5–1.
   Звукопоглащающие материалы АЭ можно разделить:
   • на металлические трехслойные, где ЗПМ располагается между сплошным и перфорированным металлическими слоями;
   • бетонные двухслойные, где в качестве поглощающего слоя применяют полистиролбетон, пенобетон и пр.
   В качестве ЗПМ в трехслойных АЭ применяют такие материалы, как URSA, шлаковата, синтетические волокна, стекловата, пенополиуретан и другие пористые или волокнистые материалы.
   Перфорация в трехслойных АЭ обеспечивает проникновение звука к слою ЗПМ и конструктивно может оформляться в виде щелей или отверстий. Вид перфорации не влияет на эффективность АЭ и обусловлен только технологическими требованиями. Эффективность АЭ зависит от площади перфорации: чем больше площадь перфорации, тем меньше отражение звука. Минимально необходимая площадь перфорации, начиная с которой отражение звука заметно не сказывается на эффективности АЭ, составляет 30–35 %. Металлические АЭ эффективны и легко монтируются.
   Следует отметить, что в реальных условиях зачастую применяют сочетания металлических АЭ с АЭ из стекла или прозрачного пластика для осуществления обзора, улучшения внешнего вида АЭ (рис. 7.18).

   Рис. 7.18. Общий вид акустического экрана: 1 – профиль верхний; 2 – панель; 3 – крышка; 4 – профиль промежуточный; 5 – блок остекления; Н – высота 3–6 м (перепад высот между стенами до 300 мм)

   Таким образом, при выборе материала АЭ исходят из нескольких соображений: эффективности конструкции, стоимости, внешнего вида и, наконец, традиции. В странах Скандинавии, Беларуси находят большое применение деревян ные АЭ, в США практически отказались от использования металлических АЭ, а в Италии, Японии и России в основном применяются металлические АЭ.
   Сравнение эффективности и стоимости разных АЭ приведено в табл. 7.17.

   Таблица 7.17.Сравнительные данные эффективности и стоимости акустических экранов

Из табл. 7.17 видно, что эффективность поглощающих многослойных АЭ более чем в 1,5 раза выше, чем отражающих. Таким образом, наиболее перспективной и экономически вы годной конструкцией для шумозащиты являются металлические и комбинированные (металлические с прозрачными элементами) сборно-разборные экраны.

7.5.2. Средства и методы защиты от воздействия электромагнитных полей

7.5.2.1. Общие сведения

   Электромагнитные поля(ЭМП) имеют естественное и искусственное происхождение. Все естественные источники ЭМП разделяют на две категории: земные и внеземные.
   К земным ЭМП относят электрические и магнитные квазистатические поля Земли, атмосферные разряды, а также излучения живых организмов, к неземным – излучения звезд, планет и галактик.
   Естественное электрическое поле Земли связано с процессами ионизации воздуха, протекающими в нижних слоях атмосферы, в ионосфере, магнитосфере, а также в ближнем межпланетном пространстве и на Солнце. Ионизация воздуха происходит под действием космических лучей; ультрафиолетового излучения Солнца; излучения радиоактивных веществ, имеющихся на поверхности Земли и в воздухе; электрических разрядов в атмосфере и т. д.
   Напряженность электрического поля у поверхности Земли составляет 120–130 В/м и убывает с высотой примерно экспоненциально. Годовые изменения электрического поля сходны по характеру на всем земном шаре: напряженности максимальны (до 150–250 В/м) в январе – феврале и минимальны в июне-июле (100–120 В/м). Суточные вариации электрического поля в атмосфере определяются главным образом грозовой деятельностью.
   Магнитное поле Земли имеет две пространственные составляющие: горизонтальная максимальна у экватора (20–30 А/м) и убывает к полюсам (2–10 А/м), а вертикальная составляющая у полюсов составляет 50–60 А/м, уменьшаясь к экватору до пренебрежимо малого значения. На напряженность магнитного поля в конкретной точке влияют так называемые магнитные аномалии в некоторых районах Земли, а также излучения Солнца.
   Частотный спектр атмо сферных разрядов лежит в диапазоне от со тен герц до примерно 30 МГц. Максимум интенсивности находится вблизи 10 кГц. Данный вид ЭМП определяется электрическими грозовыми разрядами и полярными сияниями. Во время вспышек на Солнце интенсивность атмосферных разрядов увеличивается.
   Любое техническое устройство, использующее либо вырабатывающее электрическую энергию, является источником ЭМП. Особенностью облучения в городских условиях является воздействие на население как суммарного электромагнитного фона (интегральный параметр), так и сильных ЭМП от отдельных источников (дифференциальный параметр). Последние могут быть классифицированы по нескольким признакам, общим из которых является частота ЭМП.
   Электромагнитный фон (ЭМФ) в городских условиях имеет выраженный временной максимум от 10.00 до 22.00, причем в суточном распределении наибольший динамический диапазон изменения ЭМФ приходится на зимнее время, а наименьший – на лето. Для частотного распределения ЭМФ характерна многомодальность. Наиболее характерные полосы частот: 50– 1000 Гц – энергоснабжение; 1–32 МГц – вещание коротковолновых станций; 66–960 МГц – телевизионное и радиовещание, радиотелефонные системы, радиорелейные линии связи.
   Интенсивность фона зависит от географических координат места наблюдения; состояния ионосферы; излучения Солнца и галактик; расписания работы радиостанций; интенсивности автомобильного движения и близости к электроэнергетическим источникам.
   Наиболее интенсивным источником ЭМП являются воздушные линии электропередачи (ЛЭП) промышленной частоты (50 Гц). Интенсивность ЭМП от данного источника во многом зависит от напряжения линии (110, 220, 330 кВ и выше). Средние значения на рабочих местах электромонтеров: Е = = 5–15кВ/м, Н = 1–5 А/м; на маршрутах обхода обслуживающего персонала: Е = 5–30 кВ/м, Н = 2–10 А/м. В жилых зданиях, расположенных вблизи высоковольтных линий, напряженность электрического поля, как правило, не превышает 200–300 В/м, а магнитного поля – 0,2–2 А/м (В = 0,25–2,5 мТл).
   Напряженности электрических полей в жилых помещениях вблизи протяженных проводов, включенных в сеть 220 В, составляют 0,7–2 кВ/м, вблизи бытовых приборов с металлическими корпусами (пылесосы, холодильники) – 1–4 кВ/м.
   Радиопередающие устройства, используемые для радиолокации, радионавигации и связи, работают в очень широком частотном диапазоне: от 9 кГц до сотен гигагерц. Мощности, излучаемые передающими антеннами, также весьма разнообразны.
   Особым типом радиопередающих устройств являются радиотелефонные системы с сотовой структурой и бесшнуровые телефоны. Распространенными стандартами сотовой радиосвязи в нашей стране являются:
   • GSM-900 (диапазоны частот 890–915 и 935–960 МГц);
   • NMT-450 (диапазоны частот 453–457 и 463–467 МГц);
   • AMPS, AMPS-D (диапазоны частот: 824–849 и 869–894 МГц).
   Начали свое развитие сети стандарта GSM-1800 (диапазоны частот 1710–1785 и 1805–1880 МГц).
   Выходная мощность базовых станций сотовой радиосвязи составляет до 100 Вт, современных передатчиков автомобильных станций – до 6 Вт, ручных радиотелефонов – до 2 Вт (с автоматическим управлением мощностью).
   Режим работы базовых станций зависит от времени суток. Для центра города характерный максимум излучений приходится на период с 11.00 до 17.00, а для «спальных» районов имеют место два максимума – с 09.00 до 10.00 и с 19.00 до 20.00.
   Бесшнуровые бытовые и офисные телефоны рассчитаны на весьма малый радиус действия, их излучаемая мощность не превышает 20 мВт, основные частоты 31–39, 46–49, 9 МГц.

7.5.2.2. Расчет и защита от электромагнитных полей

   Для контроля уровней ЭМП используются расчетные и инструментальные методы. Расчетные методы применяют при оценке электромагнитной обстановки вблизи проектируемых, действующих, реконструируемых источников ЭМП. В соответствии с действующими ТНПА при разработке СЗЗ предприятий необходимо учитывать и электромагнитную составляющую.
   Гигиеническая оценка уровней ЭМП проводится инструментальными методами.
   Целью гигиенических расчетов ЭМП может быть определение:
   • напряженности электрического Е и магнитного Н полей или плотности потока энергии S в интересующей точке;
   • необходимого коэффициента ослабления поля при неизменном геометрическом расположении источника и человека;
   • необходимого безопасного расстояния, начиная с которого параметры ЭМП не превышают предельно допустимого уровня (ПДУ).
   В качестве примера приведем расчет ЭМП прямолинейного провода конечной длины, расположенного в воздухе (ЛЭП). Исходные данные: потенциал провода U -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, В; ток, протекающий по проводу, I -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, А; радиус провода r -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, м; длина провода L, м; расстояние от оси провода до точки наблюдения r, м.
   Напряженность электрического поля (E, В/м) в точке наблюдения при r -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

< L рассчитывается по формуле
   E(r) = U -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/ rln(L/r -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

).
   Напряженность магнитного поля Н, А/м, прямолинейного провода конечной длины, расположенного в воздухе, можно найти из выражения

   Существуют методики определения электрических и магнитных полей для двухпроводной линии, расположенной в воздухе, излучателей и других источников ЭМП.
   Мероприятия по защите биологических объектов от ЭМП подразделяют на организационные, инженерно-технические, медико-профилактические и лечебные.
   К основным организационным мероприятиям относят:
   • нормирование параметров электромагнитных воздействий;
   • периодический контроль облучаемости;
   • рациональное размещение источников и приемников излучения (территориальный разнос);
   • ограничение времени пребывания в ЭМП;
   • предупредительные надписи и знаки.
   Например, при пользовании радиотелефоном рекомендуется:
   • ограничивать время пользования радиотелефоном (лучше использовать обычную проводную телефонную связь, а радиотелефон – только в экстренных случаях);
   • пользоваться радиотелефоном в неэкранированных помещениях и на открытых площадках;
   • плотно обхватывать трубку рукой;
   • попеременно прикладывать трубку к левому и правому уху;
   • иметь зазор между ухом и трубкой (при хорошем качестве связи).
   Для минимизации вредных воздействий питающих проводов и бытового электрооборудования в жилых домах необходимо соблюдать следующие рекомендации:
   • не находиться рядом с длинными проводами под напряжением;
   • избегать свивания проводов в кольца, поскольку это увеличивает интенсивность излучения (эффект магнитного диполя);
   • не оставлять вилку в розетке при выключенном приборе, поскольку в этом случае питающий провод становится дополнительным источником электрического поля;
   • не размещать электроприборы в углах железобетонных комнат – в этом случае уровень излучения значительно возрастает («уголковый отражатель»); особенно это относится к приборам, излучающим спектр частот: телевизорам, электроннолучевым трубкам ПЭВМ.
   Магнитные поля промышленной частоты могут быть ослаблены только толстостенными ферромагнитными экранами, что в бытовых условиях невозможно. В связи с этим рекомендуется пользоваться изделиями ведущих фирм-производителей (приборы излучают ЭМП существенно меньших интенсивностей), а также ограничивать по возможности время пребывания рядом со включенными приборами.
   К основным инженерно-техническим мероприятиям относятся уменьшение мощности излучения непосредственно в источнике и электромагнитное экранирование.
   Иногда необходимо совместное применение организационных и технических мероприятий. Например, для снижения воздействия электростатических полей рекомендуется:
   • использовать мониторы ПЭВМ с антистатическим покрытием экрана либо с заземленными защитными экранами-фильтрами;
   • выдерживать расстояние до телевизора с диагональю экрана до 36 см не менее 1 м и не менее 2 м – до телевизора с диагональю экрана свыше 51 см;
   • производить влажную уборку в жилых помещениях;
   • использовать антистатические аэрозоли и бытовые ионизаторы воздуха.
   Медико-профилактические и лечебные мероприятия предполагают:
   • гигиенические и терапевтические мероприятия по лечению пострадавших от электромагнитного воздействия;
   • предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в процессе трудовой деятельности) медицинские осмотры работников, подвергающихся воздействию ЭМП в условиях производства;
   • временный или постоянный перевод на другую работу отдельных категорий граждан (например, женщин в период беременности и кормления);
   • распространение среди населения сведений о возможных биологических эффектах электромагнитных воздействий, о действующих стандартах и методах защиты.

Контрольные вопросы и задания

   1. Какие основные принципы защиты атмосферного воздуха?
   2. Дайте толкование следующих терминов: очистка, обеззараживание, обезвреживание и дезодорация газовоздушных выбросов.
   3. Как определяется степень очистки газовоздушных выбросов?
   4. Какие основные требования установлены к эксплуатации газоочистного оборудования?
   5. Приведите классификацию пылеулавливающего оборудования и принцип его работы.
   6. Какими методами и на каком оборудовании производится обезвреживание газовоздушных выбросов?
   7. Какие вы знаете новые разработки в технике защиты атмосферы?
   8. Назовите важнейшие принципы защиты поверхностных вод.
   9. Как зонируются территории водных объектов и какие требования установлены для водоохранных зон и зон санитарной охраны?
   10. Приведите классификацию методов обработки воды.
   11. Охарактеризуйте основные методы очистки воды.
   12. Что такое биологическая очистка сточных вод и какие существуют ее методы?
   13. Какие известны методы обработки осадков сточных вод?
   14. Что вам известно о современных локальных и модульных системах очистки сточных вод?
   15. Как вы представляете себе защиту почв от деградации и истощения?
   16. Какой установлен порядок обращения с отходами производства и потребления? Назовите методы утилизации и захоронения.
   17. Перечислите основные требования по охране и защите недр.
   18. Что представляет собой рекультивация использованных земель?
   19. Как осуществляется защита растительного и животного мира?
   20. Дайте определение основных показателей и терминов в акустике.
   21. Как рассчитываются суммарные уровни звука и звукового давления?
   22. Приведите классификацию и характеристику основных средств и методов защиты от шума.
   23. Какие бывают шумовиброзащитные конструкции и их устройство?
   24. Объясните биологические эффекты электромагнитного воздействия.
   25. Какие вы знаете средства защиты от воздействия электромагнитных полей?
   26. Перечислите защитные мероприятия от воздействия ЭМП.

Глава 8. Требования экологической безопасности при проектировании хозяйственных объектов

   В соответствии с действующим законодательством общими требованиями в области охраны окружающей среды при размещении, проектировании, строительстве, реконструкции, вводе в эксплуатацию, эксплуатации, консервации, демонтаже и сносе зданий, сооружений и иных объектов для юридических лиц и индивидуальных предпринимателей являются:
   • сохранение, восстановление и (или) оздоровление окружающей среды;
   • снижение (предотвращение) вредного воздействия хозяйственной или иной деятельности на окружающую среду;
   • применение малоотходных, энерго– и ресурсосберегающих технологий;
   • рациональное использование природных ресурсов;
   • предотвращение аварийных и чрезвычайных ситуаций;
   • резервирование материальных, финансовых и иных средств на компенсацию возможного вреда окружающей среде;
   • финансовые гарантии выполнения планируемых мероприятий по охране окружающей среды.
   Проектирование объекта хозяйственной или иной деятельности осуществляется с учетом:
   • наилучших доступных технологических методов;
   • мероприятий и технических решений, направленных на охрану окружающей среды;
   • действующих технологических нормативов;
   • действующих нормативов допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду;
   • мероприятий по предупреждению и устранению загрязнения окружающей среды.

8.1. Экологические требования к размещению хозяйственных объектов

   Одним из основных элементов предпроектной подготовки является выбор площадки для строительства объекта и экологическое обоснование возможности его размещения. При выборе площадки размещения объекта хозяйственной и иной деятельности должны учитываться существующие природные и социально-экономических условия с последующей оценкой воздействия на них будущего объекта проектирования.
   Порядок выделения площадки размещения объекта определен указами Президента Республики Беларусь «О некоторых вопросах управления строительной отраслью и ее функционирования» № 676 от 16.11. 2006 г., «Об изъятии и предоставлении земельных участков» № 667 от 27.12. 2007 г., Положением о порядке подготовки и выдачи разрешительной документации на строительство объектов, утвержденным Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 687 от 01.06.2011 г.
   Процедура выделения площадки под размещение объекта хозяйственной деятельности начинается с того, что заказчик (или по его поручению проектная организация) заблаговременно подает в исполнительный комитет по месту административной принадлежности заявляемого участка письменное заявление, в котором указывается местонахождение этого участка, перечисляются объекты недвижимости, находящиеся на нем. К заявлению прилагается копия документа, подтверждающего государственную регистрацию юридического лица или индивидуального предпринимателя.
   В это же время заказчик (или по его поручению проектная организация) подготавливает обосновывающие материалы по размещению данного объекта на вариантной основе.
   В состав материалов для обоснования размещения объекта входят:
   • схема размещения объекта строительства, в которой указываются сведения о месте размещения и характеристике застраиваемого земельного участка, улично-дорожной сети района застройки, красных линиях улиц и дорог, объектах инженерной и транспортной инфраструктуры, зданиях и сооружениях, градостроительных регламентах;
   • архитектурно-планировочное задание, утвержденное в установленном порядке;
   • технические условия на инженерно-техническое обеспечение объекта от организаций в соответствии с перечнем, установленным исполкомом.
   Сведения о месте размещения и характеристике застраиваемого земельного участка включают:
   • данные о местоположении и площадях изымаемых во временное и постоянное использование земель;
   • сведения об окружающей природной среде и социально-экономических особенностях;
   • зонально-региональные особенности территории, ее ландшафтная характеристика;
   • общую характеристику природной, культурно-исторической ценности территории, наличие особо охраняемых объектов;
   • социально-экономические и демографические особенности территории;
   • существующее хозяйственное использование территории.
   На основании представленных материалов исполком выдает разрешительную документацию, в которую входят:
   • акт выбора места размещения земельного участка, утвержденный председателем исполкома, с прилагаемыми архитектурно-планировочным заданием, заключениями согласующих организаций, техническими условиями на инженерно-техническое обеспечение объекта;
   • решение исполкома об изъятии и предоставлении земельного участка и разрешении строительства объекта.
   Подготовка и оформление разрешительной документации на строительство осуществляется комиссией по выбору места размещения земельного участка, создаваемой исполкомом.
   Разрешительная документация на строительство объекта действует до даты приемки объекта в эксплуатацию.
   Охрана земельных и лесных угодий. При выборе площадки под размещение объекта прежде всего необходимо рассматривать земли несельскохозяйственного назначения и занятые малоценными лесными насаждениями. Во всех случаях основным принципом является максимальное сохранение земельных угодий, лесов первой категории, мест произрастания редких и исчезающих видов растений и животных, включенных в Красную книгу Республики Беларусь; предотвращение эрозионных процессов, заболачивания и засоления земель, загрязнения почв, водоемов, лесов и воздушного бассейна.
   Размещение любого объекта должно осуществляться с минимальным использованием земель постоянного пользования и переданных во временное пользование. Для этого следует учитывать возможность организации общих сетей водоснабжения и водоотведения, электроснабжения, устройства дорог и т. п. Также при размещении объектов следует максимально стремиться к сохранению существующих зеленых насаждений, соблюдать установленные нормы озелененности территории.
   Охрана атмосферного воздуха. При размещении объектов необходимо руководствоваться Законом Республики Беларусь «Об охране атмосферного воздуха», действующими НПА и ТНПА в области охраны атмосферного воздуха, санитарно-гигиеническими требованиями.
   При строительстве и эксплуатации объекта должно быть обеспечено:
   • снижение (предотвращение) уровней химического, физического, биологического, иных воздействий на атмосферный воздух, могущих причинять вред здоровью человека;
   • рациональное использование атмосферного воздуха для производственных нужд;
   • соблюдение нормативов качества атмосферного воздуха, а также вредных физических и иных воздействий. Запрещается размещение объектов, которые могут при эксплуатации привести к превышению нормативов предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и нормативов предельно допустимых уровней вредных физических (шум, вибрация, электромагнитное и другое излучение) и иных воздействий;
   • с целью охраны атмосферного воздуха и минимизации негативных последствий его загрязнения при определении места размещения объекта или его реконструкции устанавливается базовая санитарно-защитная зона по совокупности факторов загрязнения, которая впоследствии в проекте подтверждается соответствующими расчетами.
   Содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и вредные физические и иные воздействия на границе СЗЗ не должны превышать действующие в республике нормативы ПДК и уровни физического и иного воздействия с учетом фоновых загрязнений. Запрещается:
   • размещение объектов, деятельность которых не соответствует действующим требованиям по охране атмосферного воздуха от химического, физического и иного загрязнения;
   • внедрение технологических процессов с выбросами вредных веществ, по которым отсутствуют нормативы ПДК в атмосферном воздухе, утвержденные Минздравом Республики Беларусь;
   • использование технологий, оборудования, веществ и материалов, предусматривающих обращение с озоноразрушающими веществами, включенными в Перечень озоноразрушающих веществ, ограниченных или запрещенных для потребления в Республики Беларусь.
   Охрана и рациональное использование водных ресурсов. Водоснабжение и водоотведение объекта должны решаться с учетом максимальной охраны и комплексного использования водных ресурсов, кооперирования потребителей, возможности перспективного развития, а также на основе утвержденных схем развития района предполагаемого размещения, бассейновых и территориальных схем комплексного использования и охраны вод, генеральных планов населенных пунктов, промышленных узлов.
   При решении вопросов водоснабжения объекта следует предусматривать создание оборотных систем производственного водоснабжения, повторного использования отработанных вод на технологические нужды, внедрение безводных или маловодных технологий с целью максимального снижения потребления свежей воды на производственные нужды. На эти нужды следует предусматривать забор воды преимущественно из поверхностных водоемов с последующей ее подготовкой. Использование подземных вод может быть разрешено в исключительных случаях только для предприятий или технологических процессов, где к качеству воды предъявляются особые требования.
   В случае размещения объекта в районе, где отсутствуют в необходимом количестве поверхностные воды, а альтернативной площадки размещения по тем или иным объективным причинам не может быть найдено, использование подземных вод питьевого качества разрешается исключительно Минприроды Республики Беларусь.
   В каждом конкретном случае разрабатываются соответствующие схемы и методы очистки, доочистки, обеззараживания сточных вод, обработки их осадков. При размещении любого объекта необходимо стремиться к максимальному сокращению образования сточных вод, предусматривать систему локальных очистных сооружений с целью сокращения площадей под строительство очистных сооружений, шламо– и хвостохранилищ. Также следует внедрять технологии по переработке осадков сточных вод или мероприятия по их передаче другим природопользователям в качестве сырья и материалов.
   При выборе площадки под размещение объекта в обосновании необходимо предусматривать организованный отвод ливневых вод и их очистку с последующим использованием на технологические и технические нужды.
   В водоохранных зонах и прибрежных полосах запрещается размещение большей части объектов хозяйственной деятельности.
   Защита окружающей среды от вредного влияния промышленных и коммунальных отходов. Специальные требования предъявляются к площадкам для размещения (захоронения) ТКО, полигонов для захоронения токсичных промышленных отходов, накопителей промышленных отходов.
   Под полигоны для захоронения ТКО следует выбирать участки с учетом климатических, географических, геологических, гидрологических и почвенных особенностей территории. Наилучшими по гидрологическим условиям являются участки, подстилаемые глинами или тяжелыми суглинками, с уровнем подземных вод на глубине более 2 м. При соблюдении всех требований экологической и санитарно-гигиенической безопасности возможно размещение полигонов ТКО в непосредственной близости от населенного пункта, но вне его территории.
   Под полигоны захоронения токсичных промышленных отходов выбираются участки обособленных, свободных от застройки, хорошо проветриваемых территорий, не затопляемых ливневыми, талыми и паводковыми водами. Эти участки должны позволять осуществление инженерных решений, исключающих загрязнение населенных пунктов, зон массового отдыха, источников питьевого и хозяйственного водоснабжения, открытых водоемов и подземных вод. Располагать такой полигон разрешается только с подветренной стороны от населенных пунктов с учетом ветров преобладающего направления, ниже мест водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения, по течению рек, ниже зимовальных ям, мест массового нереста и нагула рыб, за пределами зон водозаборной площади открытых водоемов.
   Разрешается выделять под места размещения полигонов захоронения токсичных промышленных отходов участки, где подземные воды залегают на глубине более 20 м и перекрыты слабопроницаемыми породами с коэффициентом фильтрации не более 10 -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

в сутки. Уклон территории полигона в сторону населенных мест, промышленных зон, сельскохозяйственных угодий и водотоков не должен превышать 1,5 %.
   Запрещается размещать полигоны захоронения токсичных промышленных отходов:
   • в долинах рек, балках, на участках с просадочными и вспучивающими грунтами, в местах развития карстовых процессов;
   • на резервных территориях жилищного строительства, расширения промышленных предприятий;
   • в заболоченных местах;
   • в зоне питания подземных источников питьевой воды;
   • в зонах санитарной охраны курортов и мест массового отдыха;
   • на территориях зеленых зон населенных пунктов;
   • на землях, занятых и или предназначенных для лесов, лесопарков и других зеленых насаждений, выполняющих защитные, санитарно-гигиенические функции и являющихся местом отдыха населения;
   • на загрязненных радиоактивными и органическими отходами участках.
   В зависимости от вида отходов к накопителям промышленных отходов относят шламо– и хвостохранилища, накопители производственных сточных вод, пруды-отстойники, накопители-испарители. Различают бессточные накопители промышленных отходов и накопители-регуляторы сточных вод.
   Размещение накопителей любого типа не допускается на площадях месторождений пресных подземных вод, в зонах разгрузки подземных вод в поверхностные водотоки и водоемы. Уровень грунтовых вод не может быть менее 2 м, подстилающие породы должны обладать слабой фильтрацией.

8.2. Экологические требования при проектировании объектов хозяйственной деятельности

   Экологические требования при проектировании объектов в общем случае определяются главой 6 Закона республики Беларусь «Об охране окружающей среды» в редакции № 228-3 от 31.12.2010 г.
   Специальные требования установлены ТНПА в области охраны атмосферного воздуха, вод, недр, почвы, растительного и животного мира в ряде документов Минздрава Республики Беларусь.
   Общим требованием при проектировании объектов с точки зрения охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности объекта является, прежде всего, наличие разрешительной документации на проектирование, которая включает:
   • решения местного исполнительного органа власти на проектно-изыскательские работы;
   • архитектурно-планировочного задания на проектирование;
   • утвержденного в установленном порядке акта выбора места размещения земельного участка;
   • технических условий на проектирование (ТУ территориальных органов «Водоканал» – на водопотребление и водоотведение; ТУ на проектирование территориальных органов ПКУП «Зеленстрой»; санитарное задание территориальных органов Минздрава Республики Беларусь; заключение территориальных органов МЧС и др.).
   При разработке проектов строительства, реконструкции, консервации и ликвидации зданий, сооружений и иных объектов должны учитываться нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду, предусматриваться мероприятия по предупреждению и устранению загрязнения окружающей среды, способы обращения с отходами, использоваться ресурсосберегающие технологии, способствующие восстановлению природной среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.
   Не допускается снижение стоимости либо исключение из проектных работ и утвержденного проекта планируемых мероприятий по охране окружающей среды при проектировании строительства, реконструкции объектов.
   Проекты строительства, реконструкции, консервации, демонтажа или сноса зданий, сооружений и иных объектов подлежит экспертизе на соответствие требованиям природоохранного законодательства в органах Главстройэкспертизы или государственной экологической экспертизе в Минприроды Республики Беларусь.
   Эти объекты, не получившие положительного заключения вышеназванных органов, не подлежат утверждению, и работы по их реализации не финансируются вне зависимости от формы собственности объекта.
   При проектировании объектов энергетики должны предусматриваться оснащение средствами очистки выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, использование экологически безопасных видов топлива и безопасное размещение отходов производства, мероприятия по снижению образования и выбросов в окружающую среду газов, оказывающих влияние на климат.
   При проектировании гидроэлектростанций также должны учитываться особенности рельефа местности; предусматриваться меры по максимальному сохранению водных объектов, водосборов, земель (включая почвы), лесов, населенных пунктов, биоразнообразия; обеспечиваться устойчивое функционирование естественных экологических систем, сохранение типичных и редких природных ландшафтов, особо охраняемых природных территорий. В проекте должны быть проработаны вопросы своевременной заготовки и вывоза древесины, снятия плодородного слоя почвы при расчистке и затоплении ложа водохранилища, иные необходимые меры по недопущению отрицательных изменений природной среды, сохранению водного режима, обеспечивающего наиболее благоприятные условия для воспроизводства водных биологических ресурсов.
   Эти же требования правомочны для других объектов гидротехнического строительства, в том числе объектов мелиорации земель.
   При проектировании ядерных установок получения энергии должны обеспечиваться максимальная охрана окружающей среды от радиационного воздействия этих установок, приниматься все известные меры для обеспечения эксплуатационной безопасности их жизни и здоровью людей в соответствии с общепринятыми нормами международного права и законодательства Республики Беларусь. Проект размещения ядерных установок должен иметь положительные заключения соответствующих министерств и ведомств и содержать решения по безопасному выводу их из эксплуатации, безопасному обращению с радиоактивными отходами.
   При проектировании нефтегазодобывающих производств, объектов хранения, транспортировки, переработки и реализации нефти, газа и продуктов их переработки должны предусматриваться меры по очистке и обезвреживанию отходов производства и сбору нефтяного (попутного) газа и попутных вод; рекультивация земель; мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций с возможным загрязнением окружающей среды нефтью и продуктами ее переработки; возмещение вреда, причиненного в процессе строительства и (или) эксплуатации этих объектов окружающей среде.

8.3. Генеральный план промышленного предприятия

   На основании данных обследования выбранной для строительства объекта площадки разрабатывают генеральный план промышленного предприятия, который является проектным документом, определяющим размеры необходимой территории, размещение зданий и сооружений, их габариты, инженерную организацию и благоустройство территории будущего предприятия.
   Проект генерального плана промышленного предприятия включает краткую характеристику согласованной в установленном порядке площадки для строительства, обоснование решений по внутриплощадочным транспортным путям и выбору видов транспорта, основные планировочные решения и решения по вертикальной планировке и благоустройству территории; технические средства для обслуживания территории; устройство ливнестоков; решения по инженерным сетям и коммуникациям; организацию охраны предприятия и др.
   В состав проектной документации входят следующие чертежи: ситуационный план размещения предприятия с нанесенными на нем внешними коммуникациями и сетями (железные и автомобильные дороги, инженерные сети и сооружения и др.) с селитебной территорией; генеральный план предприятия, на котором должны быть нанесены проектируемые, существующие, реконструируемые и подлежащие сносу здания, сооружения, внутриплощадочный транспорт; благоустройство и озеленение территории; площадки для возможного расширения предприятия; картограмма земляных масс; сводный план инженерных сетей.
   При проектировании генеральных планов промышленных предприятий необходимо соблюдать требования ТКП 45-3.01-155-2009 (02250) «Генеральные планы промышленных предприятий. Строительные нормы проектирования», Санитарных норм, правил и гигиенических нормативов «Гигиенические требования к организации санитарно-защитных зон предприятий, сооружений и иных объектов, являющихся объектами воздействия на здоровье человека и окружающую среду», СанПиН «Гигиенические требования к проектированию, строительству, реконструкции и вводу объектов в эксплуатацию – 2011», СНБ 3.01.04–02 «Градостроительство. Планировка и застройка населенных пунктов», иных ТНПА Минстройархитектуры, Минздрава, МЧС, Минприроды.
   В соответствии с ТНПА проектирование промышленных предприятий следует вести с учетом рациональной плотности застройки, без излишних резервных площадей и завышенных разрывов между зданиями, а также с учетом блокирования зданий.
   Рекомендуется размещать предприятия на производственных территориях, предусмотренных генеральными планами населенных пунктов, или на территориях промышленных зон вне населенных пунктов.
   В генеральном плане промышленного предприятия в соответствии с ТКП 45-3.01-155-2009 следует предусматривать: функциональное зонирование территории с учетом технологических связей, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, грузооборота соответствующих видов транспорта и очередности строительства; организацию пассажирских и пешеходных путей сообщения к местам работы и расселения с наименьшими затратами времени; возможность расширения предприятий за счет использования свободных участков на промышленной площадке; организацию единой системы культурно-бытового и других видов обслуживания трудящихся; создание единого архитектурного ансамбля в увязке с прилегающими предприятиями и жилой застройкой.
   Размер промышленной территории определяется: мощностью и профилем предприятий, особенностями оборудования и характером застройки территории предприятия, размером резервной территории.
   Проектируемые предприятия следует размещать в составе группы предприятий (промышленного узла), что дает большую экономию в устройстве дорог, инженерных коммуникаций, энергоснабжения и т. п. Такие предприятия имеют общие объекты вспомогательных производств, бытового обслуживания работающих (пункты питания, культурно-массовое обслуживание и др.). В промышленном узле можно объединить предприятия как различных отраслей промышленности, так и одной отрасли. При проектировании промышленного предприятия желательно объединение всех цехов в одном здании, чтобы максимально сократить протяженность дорог, коммуникаций и снизить стоимость.
   Основным технико-экономическим показателем генерального плана является плотность застройки, т. е. отношение площади, занятой зданиями и сооружениями, к общей территории предприятия. Размещение зданий и сооружений на территории промышленного предприятия обеспечивает наиболее экономичный и целесообразный производственный процесс, так как планировка территории предприятия в этом случае ведется в тесной увязке с технологическими процессами производства.
   Зонирование территории – это объединение зданий и цехов в отдельные группы. При зонировании территории промышленного предприятия ее разделяют на участки, общие по функциональному назначению, санитарной характеристике, видам транспортного обслуживания, потреблению электроэнергии, людским потокам и др.
   На промышленной площадке предусматривают следующие зоны:
   • предзаводскую, где размещаются заводоуправление, комплекс проходной, столовая, здания медицинского, учебного и культурно-бытового обслуживания;
   • производственную с основными производственными цехами (обрабатывающие и сборочные), сооружениями водоснабжения и энергетических устройств, зданиями бытовых и других помещений, радиус доступности которых не позволяет разместить их вне производственной зоны;
   • подсобных производств, в которые входят вспомогательные цехи (ремонтно-механические и ремонтно-строительные), станции перекачки, транспортные сооружения;
   • складскую, т. е. сооружения для сырья и готовой продукции.
   Важнейшее преимущество правильно зонированной территории промплощадки – это возможность развития предприятия таким образом, чтобы не нарушалась четкость планировки предприятий, взаимосвязь их планировочных элементов. Нерациональное зонирование территории вызывает перерасход территории, ухудшает связь между отдельными производствами, усложняет обслуживание предприятия, затрудняет его реконструкцию и расширение.
   Общая площадь территории озеленения должна составлять не менее 15 %. В составе элементов озеленения следует предусматривать не менее 8–10 % газона многолетних трав, а также 5–7 % древесных насаждений, располагаемых разнопородными и разновозрастными группами в виде фильтрующих или защитных посадок. Озеленение допускается размещать на покрытиях зданий (вертикальное озеленение). Также допускается применять «передвижные сады», размещая деревья и кустарники в контейнеры, которые могут убираться с территории промплощадки при необходимости и в зимнее время.
   В генплане следует предусматривать размещение на территории предприятия благоустроенных площадок для отдыха и (по заданию заказчика) занятий спортом.
   Производственные здания группируют с учетом общности санитарных и противопожарных требований, а также удобства грузооборота и коротких маршрутов людских потоков. Здания и сооружения с повышенной пожарной опасностью или с возможностью выделения загрязняющих веществ располагают с подветренной стороны по отношению к другим постройкам. Помещения и склады легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ размещают на особых участках в соответствии с правилами пожарной безопасности.
   Бытовые и административно-хозяйственные здания располагают со стороны интенсивного движения людских потоков. Основные и подсобные цехи, а также закрытые прицеховые склады объединяют в блоки зданий одноэтажной или многоэтажной застройки во всех случаях, когда такое объединение целесообразно по производственным условиям и допустимо по санитарно-гигиеническим требованиям, правилам промышленной и пожарной безопасности.
   Площадка предприятия должна быть обеспечена достаточной сетью дорог, которая определяется не только транспортно-технологическими, но и противопожарными требованиями. Для хорошего проветривания всей территории главное направление дорог должно быть параллельно направлению господствующих ветров.
   При разработке генеральных планов промышленных предприятий и населенных пунктов, а также при проектировании объектов хозяйственной или иной деятельности следует руководствоваться требованиями экологической безопасности в соответствии с действующим природоохранным законодательством и другими ТНПА. Для этого разрабатывается раздел «Охрана окружающей среды» в соответствии с ПЗ-2 к СНБ 1.03.02–96 и другими действующими ТНПА.

8.4. Состав и содержание раздела «Охрана окружающей среды» в проектной документации

   Раздел «Охрана окружающей среды» (ООС) проекта разрабатывается в объеме, достаточном для обеспечения в процессе строительства и последующей эксплуатации проектируемого объекта безопасной среды обитания для жизни и здоровья населения, рационального природопользования и защиты всех компонентов природной среды.
   Разработка проектной документации на строительство объектов может осуществляться в одну, две или три стадии, необходимость которых определяется заказчиком. При трехстадийном проектировании в состав проектной документации входят:
   • первая стадия – обоснование инвестирования в строительство «ОИ»;
   • вторая стадия – архитектурный проект «А»;
   • третья стадия – строительный проект «С».
   В установившейся практике проектирования раздел ООС разрабатывается на предпроектной стадии в составе проекта обоснования инвестиций в строительство на основе ориентировочных данных с использованием действующих аналогов и в архитектурном проекте или утверждаемой части архитектурного проекта – в соответствии с ПЗ-2 к СНБ 1.03.02–96, другими ТНПА уполномоченных органов, с получением заключения государственной строительной экспертизы (государственной экологической экспертизы).
   Обоснование инвестирования строительства, прошедшее государственную экспертизу в установленном порядке, является утверждаемой стадией проектной документации на строительство объекта и основанием для открытия финансирования для начала строительных работ.
   После получения положительного заключения государственной экспертизы (государственной экологической экспертизы) не допускается внесение изменений и дополнений в раздел ООС и в проектную документацию в части экологической безопасности без повторного прохождения государственной экспертизы (государственной экологической экспертизы).
   Обоснованием необходимости последующей корректировки раздела ООС в строительном проекте (стадия С) являются:
   • дополнительные требования, содержащиеся в заключении государственной экологической экспертизы на проектную документацию стадий ОИ или А;
   • появление на последующих стадиях дополнительных источников выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду;
   • внесение планировочных, инженерно-технических, технологических изменений на последующих стадиях проектирования, влияющих на экологическую характеристику объекта.
   Разработка раздела «Охрана окружающей среды» не заменяет собой разработку оценки воздействия планируемой деятельности на окружающую среду (ОВОС).
   В ПЗ-2 к СНБ 1.03.02–96 приводится наиболее оптимальный состав и содержание раздела ООС.
   Состав и содержание раздела могут быть расширены или частично изменены в зависимости от специфических особенностей проектируемого объекта, его мощности, особенностей расположения.
   Каждый подраздел раздела ООС сопровождается соответствующими расчетами и графическими материалами, перечень которых приводится в ПЗ-2. Этот перечень является обязательным, но состав и содержание предоставляемых графических материалов также может корректироваться в зависимости от состава и содержания раздела ООС.
   Раздел ООС разрабатывается на основании исходных данных, позволяющих провести оценку экологического соответствия разрабатываемого проектного решения действующим требованиям.
   Перечень и содержание исходных данных также могут варьироваться в зависимости от особенностей принятых состава и содержания раздела ООС.
   Предоставление необходимых исходных данных и технических условий обеспечивается заказчиком в соответствии с условиями договора на проведения проектных работ и Технического задания на проектирование.
   Раздел ООС сопровождается экологическим паспортом проекта, который является его неотъемлемой частью.

8.5. Экологический паспорт проекта

   Экологический паспорт проекта представляет собой комплекс данных, выраженных через систему показателей, отражающих степень соблюдения экологических требований при проектировании объекта.
   Форма экологического паспорта проекта определяется Приложением 1 к Инструкции о порядке проведения государственной экологической экспертизы в Республике Беларусь, утвержденной Постановлением Минприроды № 8 от 11.05.2001 г.
   В экологическом паспорте проекта должны быть отражены следующие данные и сведения.
   1. Общая часть – приводятся все сведения о проектируемом объекте, заказчике, проектной организации, разрешительных документов на проектирование.
   2. Данные о площадке размещения объекта – дается полная характеристика выделенного под строительство участка на основании разрешительных документов, проектных решений в части разработки генплана площадки строительства.
   3. Охрана и рациональное использование водных ресурсов – из общей пояснительной записки к проекту (раздел «Инженерное оборудование, сети и системы» в части «Водоснабжение») и подраздела «Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения» раздела проекта «Охрана окружающей среды» дается полная качественная и количественная характеристика водопотребления и водоотведения на объекте; наличие или отсутствие очистных сооружений; мероприятия по охране и рациональному использованию водных ресурсов.
   4. Удаление, обезвреживание и утилизация животноводческих стоков – разрабатывается преимущественно для сельскохозяйственных предприятий, мясокомбинатов, других природопользователей, на балансе которых имеются цеха (участки) по содержанию сельскохозяйственных животных.
   5. Охрана атмосферного воздуха – заполнение требуемых форм проводится в соответствии с данными подраздела «Охрана атмосферного воздуха» раздела проекта «Охрана окружающей среды». Систематизируются качественные и количественные характеристики выбросов загрязняющих веществ от проектируемого объекта, полученные при проведении расчетов рассеивания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ от всех источников предприятия (в том числе автотранспорта), с учетом существующего фонового загрязнения.
   6. Утилизация отходов – разрабатывается на основании раздела «Охрана окружающей среды от загрязнения отходами производства» раздела проекта «Охрана окружающей среды», данных проекта организации строительства (ПОС). Дается качественная и количественная характеристика всех отходов, которые будут образовываться во время строительства и последующей реализации проектного решения после ввода объекта в эксплуатацию.
   Приводятся мероприятия, направленные на улучшение природного состояния местности, где размещается проектируемый объект (посадка зеленых насаждений, создание водоемов, противоэрозионные работы и пр.) – в соответствии с решениями, принятыми в разделе проекта «Охрана окружающей среды» и утвержденными в виде плана-графика их реализации Заказчиком:
   • перечень и краткая техническая характеристика проектируемого очистного оборудования;
   • перечень и краткая техническая характеристика принятых в проекте приборов учета, места их установки;
   • количественная и качественная характеристика объектов растительного мира на площадке в соответствии с планом таксации зеленых насаждений; количественная и качественная характеристика вырубаемых под пятно застройки зеленых насаждений (ведомость зеленых насаждений); количественная и качественная характеристика элементов принятого озеленения в соответствии с планом озеленения.
   Также должны быть отражены показатели:
   • обеспеченности населения озелененными участками территории в жилой застройке, м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

/чел (для объектов жилищного строительства);
   • расчетная площадь озеленения, га;
   • озелененность, %, и др.
   Разработчик экологического паспорта несет всю полноту ответственности за данные и сведения, внесенные в экологический паспорт.
   В связи с этим рекомендуется к экологическому паспорту проекта прилагать копии всех исходных данных, используемых при составлении паспорта, в том числе и графических материалов.

8.6. Оценка воздействия на окружающую среду и управление риском

   Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) – определение при разработке проектной документации возможного воздействия на окружающую среду при реализации проектных решений, предполагаемых изменений окружающей среды, а также прогнозирование ее состояния в будущем в целях принятия решения о возможности или невозможности реализации проектных решений, в том числе с учетом возможности трансграничного воздействия.
   Объекты, для которых обязательна разработка ОВОС, определены в ч. 1 ст.13 Закона Республики Беларусь «О государственной экологической экспертизе». К таким производствам относят атомную промышленность, металлургию, производство строительных материалов (цемент, стекло, известь, керамика), предприятия химической промышленности и многие другие виды хозяйственной деятельности.
   Основными принципами ОВОС являются:
   • превентивность, означающая проведение ОВОС до принятия решения о реализации планируемой деятельности и использование результатов этой оценки при разработке проектных решений для обеспечения экологической безопасности;
   • презумпция потенциальной экологической опасности планируемой деятельности;
   • альтернативность, означающая анализ различных вариантов размещения и (или) реализации планируемой деятельности, включая отказ от ее реализации (нулевая альтернатива);
   • комплексность, означающая учет суммарного воздействия на окружающую среду осуществляемой и планируемой деятельности;
   • своевременность и эффективность информирования общественности, гласность и учет общественного мнения по вопросам воздействия планируемой деятельности на окружающую среду;
   • объективность и научная обоснованность, означающие подготовку отчета об ОВОС на окружающую среду беспристрастно и профессионально;
   • достоверность и полнота информации, означающие наличие в процессе ОВОС как можно более полной информации, способствующей принятию экологически обоснованных решений.
   Целями проведения ОВОС являются:
   • всестороннее рассмотрение всех экологических и связанных с ними социально-экономических и иных последствий планируемой деятельности до принятия решения о ее реализации;
   • поиск оптимальных проектных решений, способствующих предотвращению или минимизации возможного значительного вредного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду;
   • принятие эффективных мер по минимизации возможного значительного вредного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду и здоровье человека;
   • определение допустимости (недопустимости) реализации планируемой деятельности на выбранном земельном участке.
   Результатами ОВОС являются:
   • основные выводы о характере и масштабах воздействия на окружающую среду альтернативных вариантов размещения и (или) реализации планируемой деятельности;
   • описание экологических и связанных с ними социально-экономических и иных последствий реализации планируемой деятельности и оценка их значимости;
   • описание мер по предотвращению, минимизации или компенсации возможного значительного вредного воздействия планируемой деятельности на окружающую среду и улучшению социально-экономических условий;
   • обоснование выбора приоритетного места размещения объекта, наилучших доступных технических и других решений планируемой деятельности, а также отказа от ее реализации (нулевая альтернатива).
   Работы по ОВОС могут выполняться проектными, научно-исследовательскими организациями независимо от формы собственности.
   При проведении ОВОС разработчики обязаны использовать полную, достоверную и актуальную исходную информацию, поверенные и аккредитованные средства и методы измерений, а также утвержденные в установленном порядке методики и расчеты для оценки возможных неблагоприятных последствий реализации планируемой деятельности для окружающей среды и здоровья человека. В случае отсутствия утвержденных в установленном порядке методик для целей ОВОС могут применяться методики и методические подходы, опубликованные в рецензируемых научных изданиях с обязательным их изложением или ссылки на их публикацию в отчете об ОВОС.
   Оценка воздействия проводится для объекта в целом. Не допускается проведение ОВОС для отдельных выделяемых в проектной документации по объекту этапов работ, очередей строительства, пусковых комплексов.
   Оценка воздействия на окружающую среду планируемой деятельности, в том числе с учетом возможного трансграничного воздействия, организуется и финансируется заказчиком.
   Процедура проведения ОВОС определяется ТКП 17.02–08– 2012 «Охрана окружающей среды и природопользования. Правила проведения оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) и подготовки отчета».
   Процедура проведения ОВОС должна содержать следующие обязательные этапы:
   • 1-й – разработка и утверждение программы проведения оценки воздействия на окружающую среду (далее – программа проведения ОВОС);
   • 2-й – проведение международных процедур в случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности;
   • 3-й – разработка отчета об оценке воздействия на окружающую среду (далее – отчет об ОВОС);
   • 4-й – проведение обсуждений отчета об ОВОС с общественностью, чьи права и законные интересы могут быть затронуты при реализации проектных решений, на территории Республики Беларусь (общественные обсуждения) и в случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности – на территории затрагиваемых сторон (общественные обсуждения на территории затрагиваемых сторон);
   • 5-й – проведение консультаций в случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности с затрагиваемыми сторонами по полученным от них замечаниям и предложениям по отчету об ОВОС;
   • 6-й – доработка отчета об ОВОС, в том числе по замечаниям и предложениям общественности и затрагиваемых сторон, в случае выявления воздействий на окружающую среду, не учтенных в отчете об ОВОС, либо в связи с внесением изменений в проектную документацию, если эти изменения связаны с воздействием на окружающую среду;
   • 7-й – представление доработанной проектной документации по планируемой деятельности, включая отчет об ОВОС, на государственную экологическую экспертизу;
   • 8-й – проведение государственной экологической экспертизы проектной документации, включая отчет об ОВОС, по планируемой деятельности;
   • 9-й – утверждение проектной документации по планируемой деятельности, в том числе отчета об ОВОС, в установленном законодательством порядке;
   • 10-й – представление в случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности утвержденного отчета об ОВОС и принятого в отношении планируемой деятельности решения в Минприроды для информирования затрагиваемых сторон.
   Программа проведения ОВОС разрабатывается проектной организацией по договору с заказчиком. В ней определяются структура отчета об ОВОС, график, объем и степень детализации работ по ОВОС исходя из особенностей планируемой деятельности и сложности природных, социальных и техногенных условий. Степень детализации и объем работ по ОВОС должны быть достаточными для предварительного определения и оценки возможных экологических и иных последствий реализации планируемой деятельности.
   Проектная организация при разработке программы проведения ОВОС с учетом критериев, установленных в Добавлении I и Добавлении III к Конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте, определяет, может ли воздействие планируемой деятельности иметь трансграничный характер.
   Программа проведения ОВОС приведена в ТКП 17.02–08–2012.
   При отсутствии достаточной информации по разделам программы в соответствующем разделе следует указывать, что она будет приведена в отчете об ОВОС.
   В случае предполагаемого отсутствия значительного вредного трансграничного воздействия следует отражать данный факт в соответствующем разделе. В случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности разработчиком ОВОС по договору с заказчиком готовится:
   • уведомление о планируемой деятельности по форме, приведенной в Положении о порядке проведения оценки воздействия на окружающую среду;
   • запрос информации о затрагиваемой стороне, необходимой для разработки отчета об ОВОС, одновременно с уведомлением о планируемой деятельности либо после получения письменного ответа затрагиваемой стороны с подтверждением участия в процедуре оценки воздействия в трансграничном контексте.
   Далее заказчиком обеспечивается представление в Минприроды программы проведения ОВОС, уведомления о планируемой деятельности, запроса информации о затрагиваемой стороне, необходимой для разработки отчета об ОВОС, на русском, английском или другом языке по договоренности заинтересованных сторон на бумажном и электронном носителях.
   Минприроды в течение трех рабочих дней по дипломатическим каналам направляет материалы, полученные от заказчика, затрагиваемым сторонам.
   При получении от затрагиваемых сторон письменного ответа с подтверждением участия в процедуре ОВОС в трансграничном контексте Минприроды в течение трех рабочих дней направляет копию ответа с перечнем замечаний и предложений затрагиваемых сторон по программе проведения ОВОС (при их наличии) заказчику и разработчику ОВОС.
   Программа проведения ОВОС подлежит доработке по замечаниям и предложениям затрагиваемых сторон и утверждению заказчиком.
   По инициативе затрагиваемых сторон на их территории либо по договоренности сторон на территории Республики Беларусь проводятся консультации по полученным замечаниям и предложениям по программе проведения ОВОС. В указанных консультациях от Республики Беларусь принимают участие представители заказчика и разработчика ОВОС, а также при необходимости – представители Минприроды.
   По результатам проведения ОВОС готовится отчет, который должен включать:
   • резюме нетехнического характера (в виде отдельного раздела), содержащее краткую информацию о планируемой деятельности и воздействии на окружающую среду, в том числе в трансграничном контексте, и предполагаемых мерах по его предотвращению, минимизации или компенсации, результатах и выводах оценки воздействия;
   • сведения о заказчике планируемой деятельности;
   • сведения о целях и необходимости реализации планируемой деятельности (в том числе указывается информация о соответствии планируемой деятельности принятой концепции, программе, схеме отраслевого развития (транспорта, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения, мелиорации и других отраслей), утвержденной градостроительной документации);
   • описание альтернативных вариантов (территориальных и (или) технологических) размещения и (или) реализации планируемой деятельности, включая отказ от ее реализации (нулевая альтернатива);
   • оценку существующего состояния окружающей среды, социально-экономических и иных условий на территории Республики Беларусь и затрагиваемых сторон в случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности;
   • описание основных источников и возможных видов воздействия на окружающую среду каждого из альтернативных вариантов размещения и (или) реализации планируемой деятельности;
   • прогноз и оценку изменения состояния окружающей среды и социально-экономических условий в результате реализации каждого из альтернативных вариантов планируемой деятельности. При этом учитываются существующие источники воздействия в зоне влияния планируемой деятельности и особенности состояния окружающей среды;
   • описание мер по улучшению социально-экономических условий и предотвращению, минимизации или компенсации значительного вредного воздействия на окружающую среду в результате реализации альтернативных вариантов планируемой деятельности;
   • прогноз возникновения вероятных чрезвычайных и запроектных аварийных ситуаций и оценку их последствий, описание мер по предупреждению таких ситуаций, реагированию на них, ликвидации их последствий;
   • обоснование выбора приоритетного варианта размещения и (или) реализации планируемой деятельности из всех рассмотренных альтернативных вариантов;
   • информацию (в виде отдельных разделов) об оценке возможного значительного вредного трансграничного воздействия каждого из альтернативных вариантов размещения и (или) реализации планируемой деятельности на окружающую среду каждой из затрагиваемых сторон и о предполагаемых мерах по его предотвращению, минимизации или компенсации;
   • описание программ локального мониторинга окружающей среды и после проектного анализа (при его необходимости);
   • основные выводы по результатам проведения оценки воздействия;
   • оценку достоверности прогнозируемых последствий реализации планируемой деятельности с указанием выявленных при проведении оценки воздействия неопределенностей.
   В случае возможного значительного вредного трансграничного воздействия планируемой деятельности затрагиваемыми сторонами проводятся общественные обсуждения на их территории отчета об ОВОС. По инициативе затрагиваемых сторон в общественных обсуждениях на территории затрагиваемых сторон от Республики Беларусь принимают участие представители заказчика и проектной организации, а также при необходимости – представители Минприроды.
   Минприроды в течение трех рабочих дней направляет копию замечаний и предложений по отчету об ОВОС (при их наличии), полученных от затрагиваемых сторон, заказчику и разработчику ОВОС для подготовки ответов на них.
   По инициативе каждой из затрагиваемых сторон на их территории либо по договоренности сторон на территории Республики Беларусь проводятся консультации по полученным от них замечаниям и предложениям по отчету об ОВОС. В указанных консультациях от Республики Беларусь принимают участие представители Минприроды, заказчика и разработчика ОВОС.
   К отчету об ОВОС прилагаются:
   • документация в соответствии с ч. 5 ст. 12 Закона Республики Беларусь «О государственной экологической экспертизе»;
   • результаты общественных обсуждений и консультаций;
   • уведомление об общественных обсуждениях и объявление о проведении собрания по обсуждению отчета об ОВОС (публикация в средствах массовой информации, размещение в глобальной компьютерной сети Интернет);
   • протокол общественных обсуждений с указанием количества участников общественных обсуждений в разрезе административно-территориальных единиц (районов);
   • протокол собрания по обсуждению отчета об ОВОС с указанием количества участников собрания (в случае проведения собрания по обсуждению отчета об ОВОС);
   • протоколы консультаций с затрагиваемыми сторонами, замечания и предложения по отчету об ОВОС, поступившие от затрагиваемых сторон по результатам общественных обсуждений и консультаций, и ответы на них.
   Порядок и процедура проведения общественных обсуждений определены ТКП 17.02–08–2012.
   Дополнительно к отчету об ОВОС могут прилагаться иные материалы, иллюстрирующие полноту проведенной ОВОС.
   После разработчиком ОВОС дорабатывается отчет с внесением замечаний и предложений с учетом общественного обсуждения, в том числе в контексте возможного трансграничного воздействия, который с соответствующей документацией передается на государственную экологическую экспертизу в Минприроды в составе проектной документации.
   При разработке проектной документации учитываются все выводы и предложения отчета об ОВОС. На следующих стадиях проектирования проектные решения в части использования природных ресурсов и охраны окружающей среды должны соответствовать выводам и предложениям отчета об ОВОС, в противном случае требуется повторное проведение процедуры ОВОС.
   Методика оценки значимости воздействия планируемой дея тельности на окружающую среду, приведенная в ТКП 17.02-08-2012, основывается на определении показателей пространственного масштаба воздействия и значимости изменений в результате этого воздействия. Указанная методика позволяет перевести качественные и количественные характеристики в баллы (табл. 8.1–8.3).

   Таблица 8.1.Определение показателей пространственного масштаба воздействия

Таблица 8.2.Определение показателей временного масштаба воздействия

Таблица 8.3.Определение показателей значимости изменений в природной среде (вне территорий под техническими сооружениями)

   Общая оценка значимости производится путем умножения баллов по каждому из трех показателей. Дополнительно могут быть введены весовые коэффициенты значимости каждого показателя в общей оценке. Общее количество баллов в пределах 1–8 характеризует воздействие как воздействие низкой значимости, 9–27 – воздействие средней значимости, 28–64 – воздействие высокой значимости.
   Экологический риск – это вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для окружающей среды и вызванного вредным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера. Другими словами, экологический риск является количественной характеристикой экологической опасности объекта, оцениваемой произведением вероятности возникновения нежелательных событий на ущерб, причиненный природной среде ими и их непосредственными последствиями. Таким об разом, понятие «риск» объединяет два понятия – «вероятность возникновения» и «ущерб».
   Оценка экологического риска – это научное исследование, в котором фактические материалы и научный прогноз используются для определения вероятности (или частоты) и степени тяжести последствий реализации опасностей производственного объекта для окружающей природной среды, здоровья и имущества людей. Известно несколько методик комплексной оценки риска, связанных с воздействием на окружающую среду продукции на стадиях жизненного цикла (методики «Эко-индикатор-95» и «Экоиндикатор»), детальное рассмотрение которых не входит в задачи учебного пособия.
   Оценка риска включает анализ вероятности (или частоты) реализации опасностей, анализ последствий и их сочетания. Она является составной частью управления безопасностью объекта и используется при декларировании и экспертизе промышленной безопасности, страховании и других процедурах, связанных с анализом безопасности объекта.
   Анализ риска состоит из идентификации вероятных опасностей, оценки риска и разработки рекомендаций по его снижению. В основу анализа закладывается приемлемый риск, т. е. риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических соображений. Риск эксплуатации объекта является приемлемым, если ради выгоды, получаемой от его эксплуатации, общество готово пойти на этот риск.
   При идентификации учитываются все источники опасностей и факторы риска, а также перечень, условия возникновения и сценарии нежелательных событий.
   Оценка риска сводится к определению частоты возникновения инициирующих и всех нежелательных событий, анализу и обобщению их последствий.
   Для определения частоты нежелательных событий используются статистические данные по аварийности и надежности технологических систем, логические методы анализа «деревьев событий», «деревьев отказов», имитационные модели возникновения нежелательных событий, а также экспертные оценки специалистов в данной области.
   Анализ последствий включает оценку возможных воздействий вероятных опасностей на производственные здания, сооружения, технологическое оборудование, персонал, население, имущество людей и природную среду.
   Разработка рекомендаций по снижению риска является заключительной стадией анализа риска, в них представляются обоснованные организационные и технические мероприятия. При этом большое значение имеют раз меры экономических затрат на их реализацию.
   Управление экологическим риском является процедурой принятия решения, в котором учитываются результаты проведенной оценки риска, а также экономические, технологические и организационные возможности его предупреждения. Таким образом, в целом структуру оценки экологической безопасности и управления риском можно представить следующей схемой (рис. 8.1).
   Концепция оценки риска переводит социально-психологические проблемы общества в плоскость количественных оценок. Это непривычно, так как жизнь человека бесценна. Однако на практике существует вполне четкое понятие стоимости человеческой жизни, определяемой затратами на рождение, воспитание, образование, а также получаемым человеком доходом и т. д. Эту стоимость приходится учитывать при страховании и при оценке экономического ущерба, наносимого гибелью людей во время катастроф. Например, стоимость жизни одного жителя США при авиакатастрофах оценивается суммой в 600–800 тыс. дол. По оценкам ГАИ для нашей страны она составляет 278 тыс., а по подсчетам независимых экспертов – 135 тыс. дол (США).

Рис. 8.1. Схема управления риском

Поэтому когда ставится вопрос о приемлемом риске строительства опасного производственного объекта, необходимо учитывать не только издержки деградации природной среды, ухудшение здоровья населения, производственные потери природопользователя, но и возможную гибель людей.

8.7. Экологическая экспертиза проектов

   Одним из основных направлений защиты окружающей природной среды от техногенной деятельности является экологическая экспертиза проектной документации на строительство и реконструкцию хозяйственных объектов.
   Экологическая экспертиза – это проверка соответствия проектных решений планируемой хозяйственной и иной деятельности требованиям законодательства Республики Беларусь об охране окружающей среды.
   Государственная экологическая экспертиза в Республике Беларусь является обязательным элементом процесса планирования, проектирования и принятия решений по вопросам социально-экономического развития регионов и страны в целом.
   Государственная экологическая экспертиза в соответствии с Законом Республики Беларусь «О государственной экологической экспертизе» № 54-3 от 09.11.2009 г. проводится с соблюдением следующих основных принципов:
   • предотвращения вредного воздействия на окружающую среду;
   • обязательности проведения государственной экологической экспертизы до утверждения проектной или иной документации по объектам государственной экологической экспертизы;
   • учета суммарного вредного воздействия на окружающую среду осуществляемой и планируемой хозяйственной и иной деятельности;
   • достоверности и полноты информации, содержащейся в проектной и иной документации, предоставляемой на государственную экологическую экспертизу;
   • законности и объективности заключений государственной экологической экспертизы;
   • гласности и учета общественного мнения.
   Порядок проведения государственной экологической экспертизы, перечень объектов и материалов, подлежащих этому виду экспертизы, определяются Положением о порядке проведения государственной экологической экспертизы, утвержденным Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 755 от 19.05. 2010 г. «О некоторых мерах по реализации Закона Республики Беларусь от 09.11. 2009 г. “О государственной экологической экспертизе”».
   В материалах, представляемых на государственную экологическую экспертизу должны присутствовать результаты общественных слушаний по рассматриваемому объекту.
   По результатам проведения государственной экологической экспертизы составляется Заключение государственной экологической экспертизы, которое может быть как положительным, так и отрицательным.
   Исполнение условий Заключения государственной экологической экспертизы является обязательным для генпроектировщика и заказчика.
   В случае получения отрицательного заключения государственной экологической экспертизы заказчик и (или) проектная организация обязаны изменить проектное решение с учетом замечаний данного заключения и представить его на повторное согласование в органах государственной экологической экспертизы в том случае, если заказчик планируемой хозяйственной деятельности не отказывается от ее реализации.
   Утверждение проектной и иной документации другими согласующими министерствами и ведомствами, а также финансирование и реализация проектных решений без положительного заключения государственной экологической экспертизы запрещаются, если иное не установлено Президентом Республики Беларусь.
   Контроль за выполнением требований государственной экологической экспертизы осуществляет Минприроды и его территориальные органы.
   При неисполнении заказчиком требований государственной экологической экспертизы органы экологического надзора могут приостановить дальнейшие работы (проектирование, строительство, эксплуатацию); потребовать у соответствующих структур приостановки финансирования этой деятельности; передавать материалы в следственные органы для привлечения к ответственности лиц, виновных в невыполнении требований заключения государственной экологической экспертизы.
   Проекты, подвергающиеся государственной экологической экспертизе, могут сопровождаться общественной экологической экспертизой.
   Общественная экологическая экспертиза – это установление соответствия или несоответствия проектной документации требованиям законодательства об охране окружающей среды и рациональном использовании природных ресурсов, осуществляемое по заявлению инициатора.
   Инициаторами общественной экологической экспертизы (далее – инициаторы) являются зарегистрированные в Республике Беларусь общественные объединения, осуществляющие деятельность в области охраны окружающей среды, и (или) граждане Республики Беларусь, вносящие предложения о проведении общественной экологической экспертизы проектной документации по планируемой хозяйственной и иной деятельности, которая является объектом общественной экологической экспертизы.
   Для проведения общественной экологической экспертизы инициаторами привлекаются специалисты, имеющие соответствующую квалификацию и опыт работы в той области знаний, в которой будет проводиться экспертиза.
   Общественная экологическая экспертиза может проводиться одним специалистом или группой специалистов, созданной инициатором.
   Объектом общественной экологической экспертизы является следующая проектная документация:
   • градостроительные проекты общего планирования, специального планирования, детального планирования, архитектурные проекты застройки территорий;
   • обоснования инвестирования в строительство, архитектурные и строительные проекты, для которых в соответствии с ч. 1 ст.13 Закона Республики Беларусь «О государственной экологической экспертизе» требуется проведение оценки воздействия на окружающую среду (за исключением текущего и капитального ремонта таких объектов).
   Субъектам и общественной экологической экспертизы являются:
   • ее инициаторы;
   • специалисты, которые ее проводят;
   • заказчик(и) планируемой хозяйственной и иной деятельности.
   Порядок проведения общественной экологической экспертизы определяется Положением о порядке проведения общественной экологической экспертизы, утвержденным Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 1592 от 29.10.2010 г.
   Результаты общественной экологической экспертизы оформляются специалистами в виде заключения по проектной документации.
   Заключение направляется инициатором заказчику, специально уполномоченному органу, проводящему государственную экологическую экспертизу проектной документации, местным исполнительным и распорядительным органам, а также копии заключения могут направляться иным заинтересованным лицам.
   При наличии замечаний, предложений и рекомендаций по намечаемой деятельности, содержащихся в заключении, заказчик готовит аргументированный ответ по всем замечаниям. Затем перед представлением на государственную экологическую экспертизу дорабатывает проектную документацию с учетом результатов и выводов общественной экологической экспертизы.
   Несмотря на то что заключение носит рекомендательный характер, оно прилагается к проектной документации, представляемой на государственную экологическую экспертизу, и рассматривается органом, уполномоченным ее проводить, при подготовке заключения государственной экологической экспертизы.
   Государственная экологическая экспертиза предшествует государственной экспертизе градостроительных, архитектурных и строительных проектов обоснования инвестирования в строительство или может проводиться параллельно.
   Государственная экспертиза проектных решений осуществляется органами Госстройэкспертизы в соответствии с Положением о порядке проведения государственной экспертизы градостроительных проектов, обоснований инвестирования в строительство, архитектурных, строительных проектов, выделяемых в них этапов работ, очередей строительства, пусковых комплексов и смет (сметной документации), утвержденного Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 1476 от 08.10.2008 г. (в редакции от 01.06.2011 г. № 687).
   Градостроительные проекты, обоснования инвестирования в строительство, архитектурные, строительные проекты, выделяемые в них этапы работ, очереди строительства, пусковые комплексы и сметы (сметная документация) в случаях, установленных законодательством, до выдачи экспертного заключения также подлежат кроме государственной экологической экспертизы государственной экспертизе условий труда и государственной экспертизе энергетической эффективности, а также согласованию с органами государственного санитарного надзора.
   Основной задачей экспертизы является установление:
   • соответствия представленных материалов Закону Республики Беларусь «Об архитектурной, строительной и градостроительной деятельности в Республике Беларусь», природоохранному законодательству;
   • наличия и анализ исходных данных на разработку проектно-сметной документации;
   • полноты и достаточности разработанной документации, согласно законодательству и нормативным требованиям в области охраны окружающей среды и экологической безопасности, заданию на проектирование заказчика, архитектурно-планировочному заданию (АПЗ), техническим условиям и т. д.;
   • полноты и обоснованности выданных данных на проектирование;
   • наличия, уровня и эффективности прогрессивных проектных ресурсосберегающих решений и мероприятий;
   • наличия обоснованных технических решений и мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов, предотвращению загрязнения окружающей среды, предупреждению аварийных ситуаций и ликвидации их последствий;
   • эффективности технических решений и технико-экономических показателей природоохранных мероприятий.
   По результатам проведения государственной экспертизы составляется экспертное заключение, в которое одним из разделов входит экспертиза на соответствие принятых проектных решений природоохранному законодательству.
   Порядок оформления экспертного заключения устанавливается Государственным комитетом по стандартизации. Экспертное заключение может быть положительным или отрицательным. В случае получения отрицательного заключения заказчик обязан в установленные сроки внести все изменения и исправления в проектно-сметную документацию и повторно пройти процедуру государственной экспертизы.
   Проведение строительных работ запрещается при отсутствии у заказчика положительного заключения государственной экспертизы.
   В соответствии с Указом Президента Республики Беларусь № 528 от 17.11.2011 г. и Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 1677 от 12.12.2011 г. территориальные органы Минприроды после рассмотрения проектной документации могут выдавать комплексные природоохранные разрешения природопользователям сроком от 5 до 10 лет.

8.8. Проект санитарно-защитной зоны предприятия

   Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это территория с особым режимом использования, размер которой обеспечивает достаточный уровень безопасности здоровья населения от вредного воздействия (химического, биологического, физического) объектов на ее границе и за ней. Все вопросы организации СЗЗ предприятий в настоящее время регламентируются Санитарными нормами, правилами и гигиеническими нормативами «Гигиенические требования к организации санитарно-защитных зон предприятий, сооружений и иных объектов, являющихся объектами воздействия на здоровье человека и окружающую среду», утвержденными Постановлением Минздрава Республики Беларусь № 11 от 10.02.2011 г.
   Санитарно-защитная зона является обязательным элементом любого объекта хозяйственной и иной деятельности. Территория СЗЗ предназначена для обеспечения снижения уровня любого воздействия за ее пределами до установленных гигиенических нормативов; создания санитарного защитного барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой застройки; организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышения комфортности микроклимата.
   Санитарно-защитная зона или какая-либо ее часть не может рассматриваться как резервная территория предприятия и использоваться для расширения промышленной площадки.
   Планировочная структура объекта должна быть организована таким образом, чтобы граница СЗЗ была максимально приближена к границе территории объекта либо совпадала с ней.
   Для СЗЗ устанавливается режим использования территории.
   В соответствии с установленным режимом использования территории СЗЗ в республике допускается размещать на территории или в границах СЗЗ такие объекты, как:
   • предприятия, сооружения с меньшими размерами СЗЗ, чем основное производство;
   • предприятия, аналогичные по составу выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и физическим воздействиям существующему производству (производствам), при условии соблюдения нормативов ПДК (ОБУВ) и уровней физических воздействий на границе СЗЗ при суммарном учете;
   • здания и сооружения для обслуживания работников объекта и для обеспечения его деятельности (в том числе нежилые помещения для дежурного аварийного персонала, помещения для пребывания работающих по вахтовому методу (не более двух недель);
   • административные здания, сооружения, бани, прачечные;
   • объекты мелкорозничной торговой сети;
   • объекты общественного питания;
   • объекты придорожного сервиса;
   • конструкторские бюро и научно-исследовательские лаборатории;
   • гаражи, площадки и сооружения для хранения общественного и индивидуального транспорта;
   • пожарные депо, местные и транзитные коммуникации, линии электропередачи, электроподстанции, нефте– и газопроводы;
   • подземные источники технического водоснабжения, водоохлаждающие сооружения для подготовки технической воды, водоотводящие насосные станции, сооружения оборотного водоснабжения;
   • подземные источники хозяйственно-бытового водоснабжения, обеспечивающие водой данный объект, при соблюдении зон санитарной охраны подземного источника и при условии гидрогеологического обоснования;
   • автозаправочные станции, станции технического обслуживания автомобилей;
   • питомники растений для озеленения территории предприятия и территории СЗЗ;
   • объекты по выращиванию сельскохозяйственных культур, не используемых для производства пищевых продуктов.
   Не допускается размещать в СЗЗ объекта:
   • жилую застройку, включая отдельные жилые дома;
   • зоны и парки отдыха, территории курортов, санаториев и домов отдыха;
   • территории садоводческих товариществ и усадебной застройки, коллективных или индивидуальных дачных и садово-огородных участков;
   • спортивные сооружения, детские площадки;
   • учреждения, обеспечивающие получение дошкольного, общего среднего, профессионально-технического, среднего специального и высшего образования;
   • организации здравоохранения, санаторно-курортные и оздоровительные организации;
   • склады сырья для фармацевтических предприятий;
   • объекты пищевой промышленности, оптовые склады продовольственного сырья и пищевых продуктов. В СЗЗ объектов пищевой промышленности, оптовых складов продовольственного сырья и пищевой продукции, складов сырья для фармацевтических предприятий допускается размещение новых профильных однотипных объектов при исключении взаимного негативного воздействия на продукцию, окружающую среду и здоровье человека;
   • комплексы водопроводных сооружений для водоподготовки и хранения питьевой воды (за исключением обеспечивающих водой данное предприятие);
   • объекты по выращиванию сельскохозяйственных культур, используемых для питания населения.
   Размер СЗЗ устанавливается:
   • для предприятий с технологическими процессами – источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными и неприятнопахнущими веществами – непосредственно от источника загрязнения атмосферы, а также от мест загрузки сырья или открытых складов;
   • для тепловых электростанций, производственных и отопительных котельных – от дымовых труб.
   Вышеназванными санитарными нормами и правилами определяется базовый размер СЗЗ для большинства предприятий отраслей хозяйственной и иной деятельности.
   Для объектов, не имеющих базовой СЗЗ, а также с новыми, недостаточно изученными технологиями без аналогов в Республике Беларусь, устанавливается расчетная СЗЗ.
   Установление границ и размеров расчетной СЗЗ проектируемых объектов по совокупности факторов воздействия проводится в рамках разработки проекта СЗЗ.
   Проект СЗЗ разрабатывается в обязательном порядке для проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов.
   Для реконструируемых и модернизируемых объектов, в случае если не изменяются размеры базовой или установленной совокупной расчетной СЗЗ (что должно быть подтверждено в соответствующем подразделе «Охрана атмосферного воздуха» раздела проекта «Охрана окружающей среды), разработка нового проекта СЗЗ не требуется.
   Состав проекта СЗЗ определен «Гигиеническими требованиями к составу проекта, санитарно-защитной зоны», утвержденными Заместителем Министра – Главным государственным санитарным врачом Минздрава Республики Беларусь № 120-1210 от 24.12.2010 г.
   В составе проекта СЗЗ должны быть разработаны: пояснительная записка; табличные материалы к пояснительной записке; графические материалы.
   Озеленение территории следует проводить в соответствии с требованиями ТКП 45-3.02-69-2007 «Благоустройство территории. Озеленение. Правила проектирования и устройства».
   Для действующих объектов базовый размер СЗЗ уменьшается в следующих случаях:
   • при достижении уровней химического, биологического загрязнения и физических воздействий до величины гигиенических нормативов на границе СЗЗ, подтвержденных результатами аналитического (лабораторного) контроля;
   • достижения минимального риска здоровью населения, подтвержденного результатами исследований по оценке риска проживания населения;
   • уменьшения мощности предприятия, реконструкции и модернизации объектов со снижением объемов выбросов загрязняющих веществ и значений приземных концентраций, создаваемых этими выбросами.
   Временное сокращение объема производства не является основанием к пересмотру установленного размера СЗЗ максимальной проектной или фактически достигнутой мощности.
   Увеличение размера СЗЗ по сравнению с базовым производится при невозможности обеспечения техническими и технологическими средствами нормативных уровней по любому фактору воздействия на границе СЗЗ, полученных расчетным путем и (или) по результатам лабораторного контроля.
   В случае несовпадения размера расчетной СЗЗ и полученной на основании оценки риска, а для действующего предприятия и результатов аналитического (лабораторного) контроля, решение по размеру СЗЗ принимается по варианту, обеспечивающему наибольшую безопасность для здоровья населения.
   После окончания реконструкции (строительства) и ввода объекта в эксплуатацию расчетные параметры должны быть подтверждены результатами аналитического (лабораторного) контроля и измерений физических факторов.
   Проект СЗЗ рассматривается Минздравом и его территориальными органами.
   При проектировании СЗЗ можно применять следующие материалы:
   • Руководство по проектированию санитарно-защитных зон промышленных предприятий (М.: Стройиздат, 1984);
   • Рекомендации по разработке проектов санитарно-защитных зон промышленных предприятий, групп предприятий (М.: РЭФИА, 1998);
   • Временное положение по разработке проектов организации санитарно-защитных зон предприятий (Минск: Бел НИИП Градостроительства, 1997);
   • Методические указания по разработке проектов организации санитарно-защитных зон предприятий (Минск: Бел НИИП Градостроительства, 1997);
   • и другие ТНПА.

Контрольные вопросы и задания

   1. Какие предъявляются экологические требования к размещению хозяйственных объектов?
   2. Что входит в состав материалов для обоснования размещения объекта?
   3. Какие требования предъявляются к генеральному плану промышленного предприятия?
   4. Назовите основные экологические требования при проектировании объектов.
   5. Какие вопросы освещаются в разделе «Охрана окружающей среды» в проектах?
   6. Какие задачи решает экологический паспорт проекта?
   7. Как проводится оценка воздействия на окружающую среду и что она включает?
   8. Что такое риск, его виды и как осуществляется управление риском?
   9. Какие бывают виды экологической экспертизы проектов и как они проводятся?
   10. Каковы основные требования к разработке проекта СЗЗ предприятия?

Глава 9. Экономика управления природопользованием

9.1. Экономический механизм природопользования

   Экономический механизм природопользования основан на принципе «загрязнитель платит», который определяет источники финансирования деятельности по охране окружающей среды и рациональному природопользованию, ее экономическое стимулирование, плату за природопользование, а также возмещение вреда в связи с негативными изменениями окружающей среды в результате хозяйственной и иной деятельности. Этот принцип был отражен на Орхусской конференции (Дания, 1998 г.) в докладе «Финансирование природоохранной деятельности в странах ЦВЕ/СНГ: выводы и рекомендации», представленном Специальной рабочей группой при поддержке Секретариата Организации ОЭСР.
   Экономический механизм охраны окружающей среды и природопользования включает следующие элементы:
   • разработку государственных прогнозов и программ социально-экономического развития страны в части рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды;
   • финансирование программ и мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды;
   • создание фондов охраны природы;
   • установление платежей за природопользование;
   • проведение экономической оценки природных ресурсов;
   • проведение экономической оценки воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду;
   • установление мер экономического стимулирования в области охраны окружающей среды;
   • возмещение в установленном порядке вреда, причиненного в результате вредного воздействия на окружающую среду;
   • экологическое страхование;
   • иные экономические меры, направленные на охрану окружающей среды.
   Экономический механизм охраны окружающей среды и природопользования может реализовываться:
   • через рыночно-ориентированные инструменты:
   – природно-ресурсные платежи и платежи за загрязнение среды;
   – рыночные цены на природные ресурсы;
   – механизм купли-продажи прав на загрязнение природной среды;
   – залоговая система;
   – интервенция с целью коррекции рыночных цен и поддержки производителей (в том числе на рынках рециклируемых отходов);
   – методы прямых рыночных переговоров;
   • финансово-кредитные инструменты:
   – формы и инструменты финансирования природоохранных мероприятий;
   – кредитный механизм охраны окружающей среды, займы, субсидии и пр.;
   – режим ускоренной амортизации природоохранного оборудования;
   – экологические и ресурсные налоги;
   – система страхования экологических рисков.
   Внедрение экономического механизма в управление окружающей средой в Беларуси приходится на начало 1990-х гг. Он включает четыре направления деятельности:
   • 1-е – планирование и финансирование природоохранных мероприятий;
   • 2-е – льготное кредитование и экономическое стимулирование природоохранной деятельности;
   • 3-е – взимание налогов и других платежей за использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды;
   • 4-е – возмещение вреда, причиненного окружающей среде (рис. 9.1).

   Рис. 9.1. Блок – схема экономического механизма природопользования

   На государственном уровне для успешной реализации экологической политики государства, первоочередного решения наиболее важных экологических проблем, оптимального расходования средств на эти цели планирование деятельности по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов осуществляется путем разработки соответствующих документов и программ. В настоящее время в республике разработан основной документ для долговременного природоохранного планирования «Основные направления политики в области охраны окружающей среды Республики Беларусь на период до 2025 г.». Этим документом определена прежде всего стратегическая цель охраны окружающей среды на долгосрочный период: достижение более высокого качества среды обитания, обеспечивающей экологически благоприятные условия проживания населения на территории республики; содействие решению глобальных и региональных экологических проблем, устойчивому социальному и экономическому развитию страны.
   Решение стратегических задач в области природопользования и охраны окружающей среды с учетом социального и экономического развития предусматривается и в НСУР страны, которая разрабатывается на 15 лет. Наиболее значимые для страны проблемы экологической безопасности и рационального природопользования решаются через специальные целевые программы.
   Для реализации среднесрочных задач разрабатываются пятилетние национальные планы действий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды, а также по гигиене окружающей среды.
   Территориальное экологическое планирование осуществляется в рамках территориальных комплексных схем охраны окружающей среды (ТерКСООС), а также эти вопросы включаются в схемы комплексной территориальной организации административных единиц всех уровней и схемы землеустройства районов.
   Выполнение запланированных программ и мероприятий не может быть осуществлено без соответствующего их финансирования. Его источниками по действующему природоохранному законодательству могут выступать средства республиканского и местных бюджетов, государственных целевых бюджетных фондов охраны природы, юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, граждан Республики Беларусь и иностранных граждан, кредиты банков, иностранные инвестиции, другие внебюджетные источники.
   Для финансирования мероприятий по рациональному природопользованию и охране окружающей среды в нашей стране созданы государственные целевые бюджетные фонды охраны природы. Источниками формирования средств фондов являются экологические налоги; средства, получаемые в счет возмещения вреда окружающей среде; штрафы за сверхнормативное и сверхлимитное загрязнение окружающей среды, иные нарушения природоохранного законодательства.
   В настоящее время средства фондов охраны природы расходуются преимущественно на бесперебойное снабжение населения качественной питьевой водой; внедрение современных технологий очистки сточных вод (54,4 %); снижение загрязнения атмосферного воздуха за счет замены или модернизации систем очистки отходящих газов (20,9 %); решение проблем захоронения токсичных отходов; организацию производств по вовлечению в хозяйственный оборот вторичных материальных ресурсов; использование возобновляемых источников энергии; благоустройство зон отдыха и другие мероприятия. Наименьшая часть средств направляется на капитальный ремонт действующего природоохранного оборудования.
   Общие затраты на охрану окружающей среды составляют в республике примерно 2 % от ВВП. Кроме того, около 1 % от ВВП расходуется на преодоление последствий катастрофы на ЧАЭС.
   В затратах на охрану окружающей среды и рациональное природопользование особое значение имеют инвестиции в основной капитал, которые прежде всего характеризуют степень обновления основных фондов природоохранного назначения (природоохранное оборудование и экологоориентированные технологии), чем обеспечиваются материальные предпосылки инновационного развития данной сферы.
   С 2005 по 2010 г. доля инвестиций в общей величине затрат на охрану окружающей среды составила в среднем 30 %. Максимальная ее величина приходится на 2009 г. – 37 %. Сохранение положительной динамики показателя инвестиций в основной капитал природоохранного назначения является весьма оптимистичным, поскольку за эти годы произошло существенное обновление материальной базы охраны окружающей среды, что является одной из основных задач принятых программ и национальной стратегии устойчивого развития нашей республики.
   Катализатором внутреннего инвестирования часто выступает привлечение внешнего финансирования. Внешние источники дополняют внутреннее финансирование. Помощь доноров предоставляется чаще всего в виде безвозмездных ссуд (грантов) и обычно расходуется на оказание технической поддержки. Международные финансовые учреждения (например, Всемирный банк реконструкции и развития) выделяют также средства в виде займов на более выгодных условиях, чем на внутреннем рынке страны-получателя.
   Комитет по подготовке проектов представляет собой структуру доноров и международных финансовых учреждений, сотрудничество которых позволяет значительно ускорить и увеличить экологические инвестиции в страну-получателя.
   Существует также Глобальный экологический фонд, который предоставляет гранты и льготные займы для покрытия согласованных дополнительных расходов на реализацию утвержденных глобальных экологических планов.
   Экономическое стимулирование охраны окружающей среды заключается в создании у природопользователей непосредственной материальной заинтересованности в проведении мероприятий природоохранного характера и осуществляется путем:
   • установления отдельным категориям юридических и физических лиц налоговых и иных льгот при внедрении ими малоотходных, энерго– и ресурсосберегающих технологий, специального оборудования, снижающего вредное воздействие на окружающую среду, при использовании отходов в качестве вторичного сырья и осуществления иной природоохранной деятельности;
   • ускоренной амортизации оборудования и других объектов, предназначенных для охраны и оздоровления окружающей среды.
   Основным механизмом экономического регулирования охраны окружающей среды выступает экологический налог, который состоит из следующих видов платежей:
   • за использование (изъятие, добычу) природных ресурсов, выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в природную среду, размещение отходов производства;
   • производство и (или) импорт пластмассовой, стеклянной тары, тары на основе бумаги и картона, иных товаров, после утраты потребительских свойств которых образуются отходы, оказывающие негативное влияние на окружающую среду и требующие организации систем их сбора, обезвреживания и (или) использования;
   • импорт товаров, упакованных в пластмассовую, стеклянную тару, тару на основе бумаги и картона;
   • импорт и производство товаров, содержащих более 50 % летучих органических соединений;
   • ввоз на территорию страны озоноразрушающих веществ.
   В нашей стране создана система льгот для категорий плательщиков экологического налога, осуществляющих природоохранные мероприятия. Они должны быть направлены на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросов сточных вод и объемов образования отходов.
   Налоговые льготы также распространяются на предприятия, внедряющие международные экологические стандарты ИСО серии 14000.
   Первоначально система экономического регулирования природопользования носила в большей степени фискальный характер, так как экологические платежи не оказывали реального влияния на техническое и финансовое состояние предприятий-загрязнителей. В настоящее время данная система в большей степени направлена на стимулирование природопользователей к снижению негативного воздействия на окружающую среду за счет развития принципов платности природопользования и возмещения вреда, причиненного окружающей среде.
   Ставки экологического налога определяются Налоговым кодексом Республики Беларусь (табл. 9.1). Для усиления стимулирующей роли экологического налога его ставки периодически корректируются.

   Таблица 9.1.Ставки экологического налога на 2012 г.

   Именно посредством экологических платежей (налогов), вносимых предприятиями-загрязнителями, на практике осуществляется реализация принципа «загрязнитель платит». Кроме того, данные платежи играют важную стимулирующую роль, нацеливая предприятие на природоохранную реконструкцию и модернизацию производства. А на уровне общества они позволяют формировать фонды финансирования природоохранных мероприятий.
   Из рыночных инструментов также заслуживает внимания залоговая система, представляющая собой установленные законодательным путем или в результате добровольных соглашений платежи, которые собираются при покупке потенциально опасных товаров и возвращаются при обратном поступлении использованной продукции. Этот механизм может применяться как своеобразная гарантия высокого уровня рециклинга (возврщения) самой продукции или ее упаковки. Рыночные интервенции проводятся, как правило, в виде субсидирования рыночных цен, например на сырье, являющееся результатом переработки отходов. Необходимость в таком субсидировании и поддержке производителей возникает, когда существующие на рынке цены не покрывают затрат по рециклингу.
   С целью обеспечения экономической заинтересованности субъектов хозяйственной деятельности в выполнении установленных лимитов природопользования за их превышение вводятся повышающие коэффициенты к ставкам экологического налога. Так, за использование природных ресурсов сверх лимита налог увеличивается в 10 раз, за сверхлимитные выбросы или сбросы – в 15 раз, за сверхлимитное размещение производственных отходов – в 5 раз.
   По мере развития рыночных отношений роль экономических методов регулирования природоохранной деятельности будет возрастать. На ближайшее пятилетие планируется реализовать еще ряд мер: разработку экономических методов стимулирования использования вторичных ресурсов; внедрение системы государственных субсидий для экологических проектов; внедрение метода ускоренной амортизации основных фондов объектов природоохранного назначения; уточнение методик расчета экологического налога; подготовку нормативной и методической документации по обязательному экологическому страхованию.
   В будущем роль экономического механизма природопользования неизбежно будет возрастать, чтобы обеспечить перевод экологической политики на принцип профилактики экологических проблем, а не на их последующее дорогостоящее решение.
   В соответствии с НСУР Республики Беларусь на период до 2020 г. планируется разработать следующие меры по совершенствованию и реализации эколого-экономического механизма природопользования:
   • совершенствование природоохранного законодательства;
   • стимулирование ресурсосбережения, учет в платежах за природные ресурсы ренты, а в платежах за загрязнение и деградацию природной среды – реально наносимого экономического ущерба;
   • реализация инновационного механизма природоохранной и ресурсосберегающей деятельности;
   • создание рынка экологических услуг, технологий и оборудования;
   • разработка системы экономического стимулирования внедрения природоохранных технологий и оборудования с использованием системы дифференцированного кредитования, а также отбора наиболее экономичных видов оборудования при сопоставимой экологической результативности;
   • минимизация экологического риска при планировании и осуществлении хозяйственной деятельности;
   • обеспечение приоритетного финансирования государственных программ по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды;
   • учет экологических требований при приватизации предприятий и использование части полученных средств на экологизацию производства.

9.2. Возмещение вреда, причиненного окружающей среде

   Совершенствование системы платы за специальное природопользование должно проводиться в сторону увеличения доли компенсации ущерба за деградацию окружающей среды вплоть до полного его возмещения. В настоящее время, по имеющимся оценкам, такое возмещение через налоговую систему и штрафные санкции в целом по республике составляет 10–20 %. В данном случае ключевым юридическим понятием является вред, причиненный окружающей среде.
   Вред, причиненный окружающей среде, – отрицательное изменение окружающей среды или отдельных компонентов природной среды, природных или природно-антропогенных объектов в денежном выражении, выразившееся в их загрязнении, деградации, истощении, повреждении, уничтожении, незаконном изъятии и (или) ином ухудшении их состояния, в результате вредного воздействия на окружающую среду, связанного с нарушением требований в области охраны окружающей среды, иным нарушением законодательства Республики Беларусь.
   Порядок исчисления вреда, причиненного окружающей среде в результате осуществления хозяйственной или иной деятельности, определяется Указом Президента Республики Беларусь «О таксах для определения размера возмещения вреда, причиненного окружающей среде» № 348 от 24.06.2008 г., изменением к нему № 618 от 03.12.2010 г., а также Положением о порядке исчисления размера возмещения вреда, причиненного окружающей среде, и составления акта об установлении факта причиненного вреда окружающей среде, утвержденным Постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 1042 от 17.07.2008 г.
   Факт причинения вреда окружающей среде устанавливается и фиксируется территориальными органами Минприроды, Минлесхоза, Минсельпрода, Государственной инспекцией охраны животного и растительного мира при Президенте Республики Беларусь, местными исполнительными и распорядительными органами, другими государственными органами, осуществляющими государственный контроль в области охраны окружающей среды в пределах своей компетенции.
   Вред, причиненный окружающей среде, может быть определен уполномоченными государственными органами визуальным наблюдением, инструментальными или расчетными методами согласно НПА и ТНПА.
   Факт причинения вреда окружающей среде фиксируется уполномоченным государственным органом в акте об установлении факта причинения вреда окружающей среде. К нему прилагаются карты, схемы, планы, фотографии, акты отбора проб, протоколы испытаний, другие материалы, подтверждающие факт причинения вреда окружающей среде.
   Акт составляется в двух экземплярах, один из которых хранится уполномоченным государственным органом, его составившим, второй прилагается к претензии о возмещении вреда, причиненного окружающей среде. При наличии оснований для начала административного процесса или возбуждения уголовного дела уполномоченный государственный орган составляет третий экземпляр, который направляется органу или лицу, ведущему административный процесс или обладающему правом возбуждения уголовного дела. Акт подписывается должностным лицом, установившим факт причинения вреда окружающей среде.
   Руководитель юридического лица (при его отсутствии – представитель юридического лица) либо гражданин, в том числе индивидуальный предприниматель (при его отсутствии – представитель индивидуального предпринимателя), обязаны подписать акт. При необходимости акт подписывается иными лицами, участвовавшими в установлении факта причинения вреда окружающей среде.
   В случае отказа природопользователя или его представителя от подписания акта в нем делается соответствующая запись, и акт направляется лицу, причинившему вред окружающей среде (вручается его представителю). При этом лицо, отказавшееся от подписания акта, имеет право письменно изложить мотивы своего отказа.
   При наличии возражений по акту подписывающие его лица делают об этом запись перед своей подписью и не позднее 5 рабочих дней со дня подписания акта представляют в письменном виде возражения в уполномоченный государственный орган. По истечении установленного срока возражения к рассмотрению не принимаются.
   Обоснованность доводов, изложенных в возражениях, проверяется уполномоченным государственным органом и по ним составляется письменное заключение, с которым должны быть ознакомлены лица, представившие в установленном порядке возражения.
   Размер возмещения вреда окружающей среде определяется по установленным Указом Президента Республики Беларусь таксам в зависимости от количественных показателей (массы, концентрации, площади деградации земель, количества и видов диких животных, деревьев, кустарников и т. п.), степени опасности, продолжительности воздействия вредного фактора и др. (табл. 9.2–9.4).

   Таблица 9.2.Таксы для определения размера возмещения вреда, причиненного окружающей среде выбросом загрязняющих веществ, кроме выбросов поступивших от стационарных источников или механических транспортных средств

Таблица 9.3Таксы для определения размера возмещения вреда, причиненного окружающей среде выбросом от механических транспортных средств

Таблица 9.4.Таксы для определения размера возмещения вреда причиненного окружающей среде выбросом от стационарных источников

   Аналогичные таксы установлены для определения размера вреда, причиненного деградацией земель, сбросом сточных вод в поверхностные водоемы, лесам и объектам растительного мира. Кроме того, законодательством установлены повышающие коэффициенты к базовым таксам в зависимости от численности жителей населенных пунктов и глубины деградации земель. В иных случаях такой вред возмещается лицом, ответственным за его причинение, по фактическим затратам на восстановление нарушенного состояния окружающей среды.
   Затраты определяются исходя из видов и объема работ по восстановлению нарушенного состояния окружающей среды, включая затраты на разработку, рассмотрение, согласование, утверждение проектной документации, наблюдение за состоянием окружающей среды, компонента природной среды и прог ноз его изменения в период проведения указанных работ, не полученные государством доходы.
   В случае загрязнения земель (включая почвы) несколькими химическими и иными веществами за показатель деградации принимается суммарный показатель, рассчитываемый по следующей формуле:

   где Z -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– суммарный показатель кратности превышения норматива ПДК или ОДК химических и иных веществ, а при их отсутствии – показатель кратности превышения фоновой концентрации; К -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

– коэффициент, рассчитываемый как отношение содержания химического и иного вещества на контролируемом участке земли (включая почвы) к нормативу ПДК или ОДК данного вещества, а при его отсутствии – к показателю фоновой концентрации; n – число учитываемых химических и иных веществ, превышающих нормативы ПДК или ОДК химических и иных веществ, а при их отсутствии – показатель фоновой концентрации.
   Следует иметь в виду, что ст.102 Закона Республики Беларусь «Об охране окружающей среды» предусматривает возмещение вреда личности и имуществу гражданина в результате вредного воздействия на окружающую среду. При этом вред, причиненный здоровью и имуществу граждан ухудшением состояния окружающей среды, вызванным деятельностью юридических лиц и граждан, подлежит возмещению в полном объеме. Возмещение вреда производится на основании решения суда по иску потерпевшего, членов его семьи, прокурора, специально уполномоченных органов и общественных организаций.

Контрольные вопросы

   1. В чем заключается экономический механизм природопользования?
   2. Что представляет собой льготное кредитование и экономическое стимулирование природоохранной деятельности?
   3. Как определяются ставки экологического налога?
   4. Как производится возмещение вреда, причиненного окружающей среде природопользователями?

Литература

   1. Акимова, Т.А. Экология / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. М., 2000.
   2. Вернадский, В.И. Биосфера (избранные труды по биогеохимии) / В. И. Вернадский. М., 1967.
   3. Калыгин, В.Г. Промышленная экология / В. Г. Калыгин. М., 2010.
   4. Квашнин, И.М. Промышленные выбросы в атмо сферу. Инженерные расчеты и инвентаризация / И. М. Кваш нин. М., 2005.
   5. Луканин, В.Н. Промышленно-транспортная экология / В. Н. Луканин, Ю. В. Трофименко. М., 2001.
   6. Лаевская, Е.В. Научно-практический комментарий к Закону Рес публики Беларусь «Об охране окружающей среды» в редакции Закона от 17 июля 2002 года /Е. В. Лаевская, В. Е. Лизгаро, Т. И. Макарова. Минск, 2005.
   7. Прогноз изменения окружающей природной среды Беларуси на 2010–2020 гг. / под общ. ред. В. Ф. Логинова. Минск, 2004.
   9. Состояние природной среды Беларуси. Экологический бюллетень, 2010. Минск, 2011.
   10. Охрана окружающей среды в Республике Беларусь. Статистический сборник. Минск, 2011.
   12. Челноков, А.А. Основы промышленной экологии. / А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко. Минск, 2001.
   13. Челноков, А.А. Охрана окружающей среды / А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко. Минск, 2008.
   14. Челноков, А.А. Основы промышленной экологии. Лабораторно-практические работы / А. А. Челноков. Минск, 2001.
   15. Челноков, А.А. Охрана труда / А. А. Челноков, И. Н. Жмыхов, В. Н. Цап. Минск, 2011.
   16. Челноков, А.А. Охрана окружающей среды и энергосбережение / А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко. Минск, 2011.
   17. Акинин, Н.И. Промышленная экология: принципы, подходы, технические решения/ Н. И. Акинин. Долгопрудный, 2011.
   18. Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник / М. В. Буторина [и др.]. М., 2011.
   19. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды. Справочник / под общ. ред. акад. РАСХН Е. И. Сизенко. М., 1999.
   20. Новое газоочистное и пылеулавливающее оборудование в Республике Беларусь. Справочно-информационные материалы. Минск, БЕЛНИЦЭКОЛОГИЯ, 2003.
   21. Газоочистное и пылеулавливающее оборудование, выпускаемое заводами-изготовителями Российской Федерации. Минск, 2006.
   22. Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: в 3 т. Калуга, 2006.
   23. Яловая, Н.П. Инженерная гидроэкология / Н. П. Яловая, П. П. Строкач, О. П. Бурко. Брест, 2010.

Список сокращений

   АДФ – аденозиндифосфорная кислота
   АПЗ – архитектурно-планировочное задание
   АСУ – автоматизированная система управления
   АТП – автотранспортный поток
   АТФ – аденозинтрифосфорная кислота
   АЭ – акустический экран
   АЭС – атомная электрическая станция
   БОС – биологическое обезвреживание осадка
   БПК – биологическая потребность в кислороде
   ВВП – валовой внутренний продукт
   ВДВ – временно допустимый выброс
   ВМО – Всемирная метеорологическая организация
   ВМР – вторичные материальные ресурсы
   ВНДС – временный норматив допустимого сброса
   ВНП – валовой национальный продукт
   ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения
   ВПУ – вихревые пылеуловители
   ВР – вторичный ресурс
   ВСВ – временно согласованный выброс
   ВСР – вторичный сырьевой ресурс
   ВЭР – вторичный энергетический ресурс
   ВЭС – ветровая электрическая станция
   ГАА – геохимическая антропогенная аномалия
   ГВВ – газовоздушный выброс
   ГЕОТЭС – геотермальная электрическая станция
   ГИС – геоинформационная система
   ГЛО – газовое лучистое отопление
   ГН – гигиенический норматив
   ГОСТ – государственный стандарт
   ГОУ – газоочистная установка
   ГХБ – гексахлорбензол
   ГЭС – гидроэлектрическая станция
   ГЭФ – Глобальный экологический фонд
   ДВП – древесно-волокнистая плита
   ДВС – двигатель внутреннего сгорания
   ДГТ – дигликольтерефталат
   ДК – допустимая концентрация
   ДСП – древесно-стружечная плита
   ДЭ – диоксиновый эквивалент
   ЕМЕП – Совместная программа наблюдения и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе
   ЕС – Европейский Союз
   ЕЭК ООН – Европейская Экономическая Комиссия Организации Объединенных Наций
   ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
   ЖЦП – жизненный цикл продукции
   ЗИ – звукоизоляция
   ЗП – звукопоглощение
   ЗПМ – звукопоглощающий материал
   ЗСО – зона санитарной охраны
   ИАП – изношенная автомобильная покрышка
   ИЗА – индекс загрязнения атмосферы
   ИЗВ – индекс загрязнения воды
   ИСО – Международная организация по стандартизации
   КВИО – коэффициент возможности ингаляционного отравления
   ККЗ – коэффициент концентрации загрязнения (почвы)
   КО – коммунальные отходы
   КОАП – Кодекс об административных правонарушениях
   КПД – коэффициент полезного действия
   ЛОС – летучее органическое соединение
   ЛПВ – лимитирующий показатель вредности
   ЛЭП – линия электропередачи
   МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергии
   МАДИ – ТУ – Московский государственный автомобильно-дорожный институт (Технический университет)
   МКОСР – Международная комиссия по окружающей среде и развитию
   МСОП – Международный союз охраны природы
   МЧС – Министерство по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь
   МЭС – Межгосударственный Экономический Совет
   НАМИ – научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
   НДВ – норматив допустимого выброса
   НДС – норматив допустимого сброса
   НИИ – научно-исследовательский институт
   НМЛОС – неметановые летучие органические соединения
   НМУ – неблагоприятные метеорологические условия
   НПА – нормативный правовой акт
   НПВ – неприятнопахнущий выброс
   НРБ – нормы радиационной безопасности
   НСМОС – Национальная система мониторинга окружающей среды
   НСУР – Национальная стратегия устойчивого развития
   ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия
   ОВОС – оценка воздействия на окружающую среду
   ОДК – ориентировочно допустимая концентрация
   ОДУ – ориентировочно допустимый уровень
   ОИ – обоснование инвестиций
   ОНМ – отработанное нефтяное масло
   ОНП – отработанный нефтепродукт
   ООН – Организация Объединенных Наций
   ООПТ – особо охраняемая природная территория
   ООС – охрана окружающей среды
   ОПЗ – общая пояснительная записка
   ОРВ – озоноразрушающее вещество
   ОЭСР – Организация экономического сотрудничества и развития
   ОЯТ – отработанное ядерное топливо
   ПАА – полиакриламид
   ПАВ – поверхностно-активное вещество
   ПАН – пероксиацилнитрат
   ПАУ – полициклический ароматический углеводород
   ПБН – пероксибензоилнитрат
   ПВС – паровоздушная смесь
   ПДК – предельно допустимая концентрация
   ПДУ – предельно допустимый уровень
   ПЗА – потенциал загрязнения атмосферы
   ПКС – передвижная компрессорная станция
   ПО – показатель опасности
   ПОС – проект организации строительства
   ПРООН – Программа развития ООН
   ПХБ – полихлорированные бифенилы
   ПХД – полихлорированные диоксины
   ПХДД – полихлорированные дибензопарадиоксины
   ПХФ – полихлорированные фураны
   ПХДФ – полихлорированные дибензофураны
   ПЭК – производственный экологический контроль
   ПЭТ – полиэтилентерефталат
   РВТ – ресурсовозобновляющая технология
   РД – руководящий документ
   РДУ – республиканский допустимый уровень
   РЗЭ – редкоземельный элемент
   РТ – расчетная точка
   СанПиН – санитарные правила и нормы
   СВЧ – сверхвысокая частота
   СЗЗ – санитарно-защитная зона
   СИТЕС – Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения
   СНБ – строительные нормы Республики Беларусь
   СНГ – Содружество Независимых Государств
   СНиП – строительные нормы и правила
   СОЖ – смазочно-охлаждающая жидкость
   СОЗ – стойкий органический загрязнитель
   СПАВ – синтетическое поверхностно-активное вещество
   СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита
   СТБ – стандарт Республики Беларусь
   СУОС – система управления окружающей средой
   СЭС – солнечная электрическая станция
   ТерКСООС – территориальная комплексная схема охраны окружающей среды
   ТКО – твердые коммунальные отходы
   ТКП – технический кодекс установившейся практики
   ТНПА – технический нормативный правовой акт
   ТМ – тяжелые металлы
   ТПК – территориально-производственный комплекс
   ТР – технический регламент
   ТХВ – трибохимический восстановитель
   ТХДД – тетрахлородибензопарадиоксид
   ТЭР – топливно-энергетический ресурс
   ТЭС – тепловая электрическая станция
   ТЭЦ – теплоэлектроцентраль
   УЗ – уровень звука
   УЗД – уровень звукового давления
   ФАР – фотосинтетически активная радиация
   ХПК – химическая потребность в кислороде
   ФМК – фильтр металлокерамический
   ХФУ – хлорфторуглеводород
   ЦНС – центральная нервная система
   ЦРП – центробежный ротационный пылеуловитель
   ЧАЭС – Чернобыльская атомная электрическая станция
   ЭМИ – электромагнитное излучение
   ЭМИ РЧ – электромагнитное излучение радиочастотного диапазона
   ЭМП – электромагнитное поле
   ЭСО – экологическая служба организации
   Эспо – Конвенция об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте
   ЮНЕП – Программа ООН по окружающей среде
   ЮНЕСКО – Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры

Иван Жмыхов, А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко Основы экологии

Предисловие

От авторов

Введение

Глава 1. Правовые и организационные основы экологической безопасности

1.1. Основные направления и принципы государственной политики в области охраны окружающей среды

1.2. Национальная стратегия устойчивого развития страны

1.3. Государственное управление и контроль в области охраны окружающей среды

1.4. Законодательные и иные нормативные правовые акты по охране окружающей среды

1.4.1. Основные положения законодательства

1.4.2. Технические нормативные правовые акты

1.5. Права и обязанности природопользователей по охране окружающей среды

1.6. Ответственность за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды и природопользования

1.7. Организация экологического мониторинга

1.8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды

Контрольные вопросы и задания

Глава 2. Организация работы по охране окружающей среды на предприятии

2.1. Система управления окружающей средой на производстве

2.2. Экологическая служба организации

2.3. Организация производственного контроля в области охраны окружающей среды

2.4. Экологическая сертификация

2.5. Экологическая паспортизация

2.6. Экологический аудит

2.7. Экологическое страхование

Контрольные вопросы и задания

Глава 3. Теоретические основы общей экологии

3.1. Формирование научных основ современной экологии

3.2. Основные понятия, законы, правила и принципы экологии

3.3. Среда обитания организмов, ее факторы

3.3.1. Абиотические факторы

3.3.2. Биотические факторы

3.3.3. Антропогенные факторы

3.4. Биосфера

3.4.1. Общие положения

3.4.2. Организация биосферы

3.4.3. Движение вещества и энергии в биосфере

3.4.3.1. Круговорот веществ в биосфере

3.4.3.2. Основные закономерности движения энергии в биосфере

3.4.3.3. Энергетика экосистем

3.5. Техносфера, ноосфера, техносферогенез

3.5.1. Техносфера и техногенез

3.5.2. Ноосфера и ноосферогенез

Контрольные вопросы и задания

Глава 4. Природопользование и антропогенное воздействие на окружающую среду

4.1. Природопользование и его виды

4.2. Классификация природных ресурсов

4.3. Перспективы использования природных ресурсов

4.4. Виды загрязнения окружающей среды

4.5. Состояние загрязнения природной среды и его влияние на биосферу

4.5.1. Атмосфера

4.5.1.1. Характеристика, строение и состав атмосферы

4.5.1.2. Климат Республики Беларусь

4.5.1.3. Загрязнение атмосферы

4.5.1.4. Влияние метеорологических факторов на уровень загрязнения атмосферы

4.5.1.5. Трансформация загрязняющих веществ в атмосфере

4.5.2. Литосфера

4.5.2.1. Земельные ресурсы

4.5.2.2. Деградация почв

4.5.2.3. Характеристика минеральных ресурсов

4.5.3. Гидросфера

4.5.3.1. Характеристика водных ресурсов

4.5.3.2. Водопотребление и водоотведение

4.6. Глобальные и региональные последствия загрязнения окружающей среды

4.6.1. Экологические кризисы и катастрофы

4.6.2. Глобальное и региональное изменение климата

4.6.3. Истощение озонового слоя

4.6.4. Демографический кризис

Контрольные вопросы и задания

Глава 5. Техногенное воздействие объектов экономики на окружающую среду

5.1. Основные источники выбросов загрязняющих веществ и воздействий на биосферу

5.1.1. Источники загрязнения окружающей среды

5.1.2. Характеристика и показатели опасности вредных веществ

5.2. Основные принципы оценки экологичности производства

5.3. Экологическая характеристика пищевой и перерабатывающей промышленности

5.4. Экологическая характеристика автотранспорта

5.5. Экологические проблемы энергетики

Контрольные вопросы и задания

Глава 6. Организационные основы защиты окружающей среды

6.1. Основные принципы экологической безопасности

6.2. Комплексное использование природных ресурсов

Иван Жмыхов, А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко
Основы экологии