Противоэрозионные мероприятия. Рекультивация земель

С эрозией почвы борются путем проведения различного рода почвозащитных мероприятий. Так, для борьбы с водной эрозией осуществляются:

1. Агротехнические мероприятия:

§ вспашка, культивация и посев культур поперек склона;

§ углубление пахотного слоя;

§ безотвальная обработка почвы;

§ глубокое полосное рыхление почвы;

§ создание на крутых склонах полос-буферов из многолетних трав, посадка садов и ягодников.

2. Лесомелиоративные мероприятия:

§ водорегулирующие (создание лесных и садовых полезащитных полос, посадка стокопоглощающих лесов в форме полос на пологих склонах и т.д.);

§ закрепляющие (сплошное облесение земель, непригодных для сельскохозяйственного использования, посадка деревьев и кустарников);

§ водоохранные (насаждение древесно-кустарниковой растительности по берегам рек, озер, прудов, каналов).

3. Гидротехнические мероприятия - борьба со смывом почв путем уменьшения или предотвращения поверхностного стока на склонах:

§ задержание стока на водосборе с помощью водозадерживающих валов;

§ пропуск воды через вершину оврага с использованием лотков;

§ укрепление дна и откосов оврага.

Борьба с ветровой эрозией включает:

1. Общие мероприятия, к которым относятся:

§ составление эрозионно-мелиоративных карт, противоэрозионных проектов;

§ организация охраны почв (запрещение распашки эрозионно опасных земель).

2. Мероприятия по повышению эрозионной сопротивляемости почв:

§ увеличение влажности почв (снегозадержание и т.п.);

§ улучшение структуры и создание комковатой ветроустойчивой поверхности;

§ укрепление поверхности развеваемых почв (прикатывание, создание почвенных агрегатов с помощью полимеров и т.д.).

 

3. Мероприятия по ослаблению воздействия ветра на почву:

§ создание механических преград;

§ создание растительных преград.

4. Лесомелиоративные мероприятия:

§ подбор соответствующих лесных культур;

§ расчет густоты сети взаимодействующих лесных полос;

§ приведение лесных полос в ветрозащитное состояние;

§ использование ветроломных лесных полос.

Средством возвращения земель в сельскохозяйственный оборот, особенно после разработки полезных ископаемых, является их рекультивация.

Рекультивация земель после разработки полезных ископаемых проводится в два этапа. На первом (горнотехническом) этапе выравнивают насыпи небольшой высоты, на высоких насыпях устраивают террасы. Карьеры и выработки либо засыпают отвальными породами, либо оборудуют и укрепляют для создания различного рода водоемов.

Затем переходят к биологическому этапу рекультивации: покрытию пород и отходов слоем почвы с последующей посадкой древесных растений или сельскохозяйственных культур.

Рекультивация земель, нарушенных при строительных работах, проводится на основании проектов рекультивации. Технический этап рекультивации в этом случае состоит из следующих видов работ:

1) перед началом строительства - снятие, транспортирование и складирование почвенного слоя;

2) по окончании строительства:

§ уборка строительного мусора;

§ планировка поверхности нарушенных земель, ликвидация ненужных выемок и насыпей;

§ обработка откосов и отвалов;

§ выполнение противоэрозионных мероприятий.

Биологический этап рекультивации включает следующие работы:

1) доставка из резерва и нанесение на поверхность участка почвенного слоя толщиной до 30 см;

2) озеленение территории.

Восстановление и благоустройство территорий промышленных площадок строительства проводится с учетом требований СНиП II-89-80 "Генеральные планы промышленных предприятий".

Классификация твердых отходов, классификация методов их подготовки и переработки

Накопление значительных масс твердых отходов во многих отраслях промышленности обусловлено существующим уровнем технологий переработки соответствующего сырья. Удаление, транспортирование отходов и их хранение являются дорогими мероприятиями. В то же время, по имеющимся оценкам, в отвалах и шламохранилищах ТЭС, металлургических и углеобогатительных производств накоплены десятки миллиардов тонн ценных и дефицитных материалов.

Комплексный подход к проблеме промышленных, а также и бытовых отходов предусматривает следующую последовательность ее решения:

§ изыскание возможности сокращения количества отходов при сохранении оптимальных условий функционирования производства и жизнеобеспечения населения;

§ превращение отходов во вторичные ресурсы, включая принцип многоразового использования их не по прямому назначению;

§ кратковременное и долговременное захоронение отходов с установлением четких перспектив в будущем;

§ крайне вынужденная форма – уничтожение отходов.

Значительная часть твердых отходов промышленных предприятий может быть эффективно использована. Так, строительная индустрия и промышленность строительных материалов ежегодно добывают и потребляют около 3,5 млрд. тонн нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена промышленными отходами. При этом организация производства продукции на их основе требует затрат, в 2-3 раза меньших, чем для соответствующих производств на основе специально добываемого природного сырья.

 

Предотвращение загрязнения почв отходами промышленности строительных материалов основано на эффективных методах вторичного их использования. Например, улавливаемая электрофильтрами пыль цементных заводов может использоваться в качестве сырья для приготовления строительных растворов, бетонов низких классов, дисперсных добавок для силикатного кирпича и асфальтобетона.

В настоящее время научная классификация твердых отходов промышленности основывается прежде всего на систематизации их по отраслям промышленности. По степени воздействия на окружающую среду выделяют нетоксичные и токсичные отходы. Последние делятся на 4 класса опасности:

§ 1-й класс - чрезвычайно опасные, содержащие такие вещества, как соединения ртути, мышьяка и т.д.;

§ 2-й класс – высоко опасные, содержащие, например, хлористую медь или хлористый никель;

§ 3-й класс – умеренно опасные (оксид свинца, четыреххлористая медь);

§ 4-й класс – малоопасные (сернокислый и хлористый цинк, сернокислый марганец).

Номенклатура отходов даже в рамках одного предприятия чрезвычайно широка: например, на крупном химическом предприятии образуется до 200 видов твердых отходов. Эти вещества не являются однородной массой, а представляют собой конгломерат из смеси сотен и тысяч компонентов различных простых и сложных веществ, материалов, изделий и т.д. В их составе сухие и влажные, органические и комплексные, минеральные и металлические, вредные (опасные) и нейтральные вещества.

Многообразие видов твердых отходов, значительные различия в их составе усложняют задачи утилизации, требуют изыскания своеобразных путей их решения. Тем не менее для большинства основных видов крупнотоннажных твердых отходов в настоящее время разработаны и реализуются экономически целесообразные технологии утилизации.

В большинстве случаев утилизация твердых отходов и использование вторичных материальных ресурсов в производстве требуют определенных дополнительных операций с целью придания им необходимых свойств или четкой фиксации этих свойств: это либо разделение их на компоненты с последующей переработкой сепарированных (выделенных) материалов, либо придание отходам определенного вида, обеспечивающего саму возможность утилизации.

 

Защита гидросферы. Категории водоемов по характеру водопользования и нормирования качества воды. Контроль качества водных ресурсов, физические, химические и санитарно-бактериологические показатели качества воды. Классы загрязненности воды. Нормирование антропогенных воздействий на водные объекты.

Качество воды - это характеристика состава и свойств воды, определяющая возможность ее использования для целей хозяйственно-питьевого, культурно-бытового, рыбохозяйственного и технического назначения.

 

Для оценки качества воды анализируются ее физические свойства, химический состав и санитарно-биологические показатели. Анализы выполняют гидрогеохимические лаборатории Госкомприроды в соответствии с действующими стандартами и другими нормативными документами.

Категории водоемов по характеру водопользования и нормирования качества воды

По характеру водопользования и нормирования качества воды водоемы подразделяются на 2 категории:

1) хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения;

2) рыбохозяйственного назначения.

В водных объектах первого типа состав и свойства воды должны соответствовать нормам в створах, расположенных на расстоянии 1 км выше по течению водотока от ближайшего пункта водопользования (для непроточных водоемов - в радиусе 1 км от ближайшего пункта водопользования).

В рыбохозяйственных водоемах показатели качества воды не должны превышать установленных нормативов не далее чем в 500 м ниже по течению от места выпуска сточных вод, при выпуске сточных вод в пределах населенного пункта - в месте их выпуска.

К физическим показателям качества природной воды относят температуру, содержание взвешенных и плавающих веществ, цветность, запахи и привкусы.

Температура воды подземных источников характеризуется постоянством (8...12 ^оС). Температура воды поверхностных источников меняется по сезонам года (0,1...30 ^оС) и зависит от поступления в них подземных вод, а также сбросов использованной воды.

Наличие в воде взвешенных веществ (частиц песка, глины, ила, водорослей и т.д.) определяет прозрачность и мутность воды, которые определяются с помощью специального шрифта. Единица измерения – сантиметр.

Цветность воды обусловлена присутствием в ней гумусовых и дубильных веществ, а также белковых соединений, жиров, органических кислот, входящих в состав живых и растительных организмов, населяющих воду. Окраска воды вызывается также присутствием соединений железа, сточных вод, «цветением» водоемов.

Цветность воды измеряется в градусах специальной платиново-кобальтовой шкалы. Для питьевой воды она не должна превышать 20 градусов.

Привкусы и запахи природных вод могут быть естественного и искусственного происхождения. Первые определяются присутствием железа, марганца, сероводорода, других веществ, вторые - сбросом промышленных стоков.

Различают 4 основные вкуса воды: соленый, горький, сладкий и кислый. Оттенки вкусовых ощущений, складываемые из основных, называют привкусом.

Соленый вкус воды обычно обусловлен присутствием хлорида натрия, морской соли, горький вкус - присутствием сульфатов кальция и магния, кислый вкус - избытком растворенной углекислоты, сладкий вкус - присутствием солей алюминия.

К запахам естественного происхождения относят землистый, рыбный, сероводородный, ароматический и др., к запахам искусственного происхождения - хлорный, камфорный, фенольный, запах нефтепродуктов.

Интенсивность и характер запахов и привкусов в настоящее время определяют органолептически, т.е. с помощью органов чувств по шкале от 0 до 5 баллов.

Химический состав воды характеризуется:

· ионным составом;

· жесткостью;

· щелочностью;

· окисляемостью;

· концентрацией водородных ионов (рН);

· сухим остатком;

· общим солесодержанием;

· содержанием растворенного кислорода, свободной углекислоты, сероводорода, активного хлора.

Сухой остаток характеризует содержание в воде минеральных солей и нелетучих органических соединений. Он получается после выпаривания известного объема исследуемой воды, предварительно профильтрованной через бумажный фильтр.

Жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния.

Щелочность воды определяется суммой содержащихся в ней гидроксильных ионов (ОН^-) и анионов слабых кислот, например, угольной.

 

Окисляемость воды обуславливается присутствием в ней органических и некоторых легкоокисляющихся неорганических примесей. Она определяется количеством кислорода в мг/л, эквивалентном расходу окислителя, необходимого для окисления примесей в данном объеме. Резкое повышение окисляемости воды свидетельствует о ее загрязнении органическими примесями.

Концентрация водородных ионов является количественной характеристикой ее щелочности или кислотности. В нейтральном растворе концентрации водородных и гидроксильных ионов равны, т.е. [H⁺] = [OH^-] = 10^-7 ионов/л.

При [H⁺] > 10^-7 растворы имеют кислую реакцию,

при [H⁺] < 10^-7 - щелочную.

На практике активную реакцию воды выражают водородным показателем рН, являющимся отрицательным десятичным логарифмом концентрации водородных ионов:

 

рН = - lg [H⁺].

 

Для нейтральной воды рН = 7, для кислой рН < 7, для щелочной рН > 7.

Солесодержание воды оценивается по сухому остатку (мг/л):

до 100 - ультрапресная вода;

100...1000 - пресная;

1000...3000 - слабосоленая;

3000...10000 - соленая;

10000...50000 - сильносоленая;

50000...300000 - рассол;

более 300000 - ультрарассол.

Растворенные в воде газы - кислород, углекислый газ, сероводород и др. оказывают значительное влияние на ее качество.

Максимальная концентрация растворенного в воде кислорода при температуре 0 ^оС равна 14,56 мг/л. С повышением температуры воды эта величина уменьшается.

В обитаемом водоеме концентрация растворенного кислорода в любое время года не должна быть меньше 4 мг/л.

Кислород в воде расходуется, помимо окисления минеральных примесей, на разложение органических загрязнителей. Основной показатель потребности кислорода для этих целей - БПК (биохимическая потребность кислорода). Это количество кислорода в мг/л, затраченное на окисление органических веществ аэробными микроорганизмами. БПК характеризует степень загрязнения воды органическими веществами.

Определяется частичное (БПК₅, БПК₇) и полное (БПК₂₀ или БПК_полн) потребление кислорода соответственно в течение 5, 7 или 20 суток. БПК чистой воды колеблется от 2 до 4 мг/л.

Ионный состав воды характеризует содержание в ней вредных веществ. Концентрации вредных веществ, определяемые при анализе качества воды, сравниваются с предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

В настоящее время для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения установлены ПДК более 1600 вредных веществ, для водоемов рыбохозяйственного назначения - более 1050.

Санитарно-бактериологическими показателями качества воды являются коли-титр и коли-индекс, а также общее число содержащихся в воде бактерий.

В связи с тем, что при биологическом анализе воды определение наличия патогенных бактерий в общей массе бактерий затруднено, бактериологические исследования сводятся к нахождению общего числа бактерий, растущих при температуре 37 ^оС, в 1 литре воды и кишечной палочки – бактерии коли. Наличие последней имеет индикаторные функции.

Минимальный объем испытуемой воды (в мл), приходящийся на одну кишечную палочку, называют коли-титром, а количество кишечных палочек в 1 л воды - коли-индексом.

Вода считается чистой, если ее состав и свойства ни по одному из показателей не выходят за пределы установленных нормативов, а содержание вредных веществ не превышает предельно допустимых значений (ПДК).

Классы загрязненности воды

По совокупности присутствующих загрязняющих веществ и частоте их обнаружения вода в водных объектах

 

разделяется на 5 классов загрязненности:

v I класс - условно чистая;

v II класс - слабозагрязненная;

v III класс - загрязненная;

v IV класс - грязная;

v V класс - очень грязная.

Нормирование антропогенных воздействий на водные объекты

В качестве норматива антропогенных воздействий на водные объекты для всех промышленных предприятий устанавливается предельно-допустимый сброс - ПДС. ПДС - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения качества воды в контрольном пункте (створе).

ПДС устанавливается с учетом ПДК в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.

Принцип установления ПДС - это соблюдение ПДК.

Величины ПДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод Q_ст [м³/час] на концентрацию содержащихся в них загрязняющих веществ С_ст [г/м³] по формуле:

ПДС = Q_ст *С_ст [г/час].

В случае, если фактический сброс вещества меньше расчетного ПДС, то в качестве ПДС принимается фактический сброс. Если природное фоновое содержание вещества выше ПДК, то ПДС устанавливается из условия неухудшения фонового качества воды. Если на одном участке водотока ведется разная хозяйственная деятельность, то выбираются наиболее жесткие ПДК.

Контроль за уровнем загрязненности поверхностных вод производится регулярно специально созданной сетью пунктов наблюдения.

Важнейшим условием качественного контроля состояния поверхностных вод является правильный выбор пунктов наблюдения. Под пунктом наблюдения понимается место на водоеме или водотоке, где производится комплекс работ для получения данных о качестве воды.

Пункты наблюдения могут включать один или несколько створов - условных поперечных сечений водоема или водотока. Расположение створов наблюдения зависит от гидрологических и морфологических особенностей водного объекта, положения источников загрязнения, объема и состава сточных вод, интересов водопользователей.

Один створ устанавливается:

а) на водотоках, не имеющих организованного сброса сточных вод;

б) в устьях загрязненных притоков;

в) на незагрязненных участках водотоков;

г) на замыкающих и предплотинных участках рек;

д) в местах пересечения государственной границы.

Два створа и более устанавливаются на водотоках с организованным сбросом сточных вод. При контроле качества воды всего водоема устанавливается не менее трех створов.

В створе водного объекта может быть несколько вертикалей с опробованием воды из разных горизонтов. Из поверхностного горизонта пробы отбираются стеклянной или эмалированной емкостью, из глубинных слоев - батометром. Объем пробы с каждого створа составляет 7-8 л.