Влияние хозяйственной деятельности человека на состояние почвы

 

Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95–97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Образование почв происходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов. Продолжительность процесса почвообразования для различных материков и широт составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

Основное свойство почвы – плодородие. Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Этому способствуют следующие процессы.

Аридизация суши – комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв – разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия – смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1–2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильные ветра, непрерывный выпас скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50 % площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы гектаров ранее плодородных земель.

Основные загрязнители почвы

 

В отличие от загрязнения атмосферы и воды, загрязнение почвы носит только техногенный характер. Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации (уничтожению плодородного слоя почвы – гумуса), вторичному засолению, эрозии почвы.

Загрязнителями почвы являются пестициды, применяемые для борьбы с сорняками.

Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами.

Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи, переработки, транспортировки и распределения превышает фоновое в десятки раз.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества. Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводит к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывает различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания – к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки приводит к загрязнению и нерациональному использованию земельных угодий, создает реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной потере ценных материалов и веществ.

Очистка почвы от вредных веществ невозможна – самоочищение естественным путём происходит в течение нескольких тысяч лет. Невозможно предотвратить и косвенное воздействие почвы на здоровье людей, через мясо животных и растения. Они аккумулируют в себе вредные вещества, поскольку они накапливаются в них в течение долгого времени. Механизмов эффективной защиты от косвенного влияния отравленных почв не найдено, поскольку терми-ческая обработка не выводит соли тяжёлых металлов из мяса, овощей и злаков.

 

Обращение с отходами производства и потребления

Понятие и классификация отходов

 

отходами производства и потребления принято называть остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства.

Опасными отходами называются отходы, содержащие вещества, которые обладают опасными свойствами: токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной способностью, содержат возбудителей инфекционных болезней, а также представляющие опасность для окружающей среды и здоровья человека самостоятельно или при вступлении в контакт с другими веществами.

Санитарные правила установления класса опасности токсических отходов производства и потребления СП 2.1.7.1386-03 устанавливают пять классов опасности отходов:

Отходы I класса опасности (чрезвычайно опасные), к ним относятся например, ртутные лампы, отработанные люминесцентные ртутьсодержащие трубки;

Отходы II класса опасности (высокоопасные), например, отходы, содержащие пыль и/или опилки свинца;

Отходы III класса опасности (умеренно опасные): пыль цементная;

Отходы IV класса опасности (малоопасные): коксовая пыль, отходы абразивных материалов в виде пыли и порошка;

Отходы V класса опасности (практически неопасные): отходы песка, не загрязненного опасными веществами.

Обращение с отходами

 

Обращение с отходами – деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также производится сбор, использование, обезвреживание, транспортировка и размещение отходов.

Размещение отходов – хранение и захоронение отходов.

Хранение отходов предусматривает содержание отходов в объектах размещения отходов в целях их последующего захоронения, обезвреживания или использования.

Объекты размещения отходов – специально оборудованные сооружения: полигоны, шламохранилища, отвалы горных пород и др.

Захоронение отходов – изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах, исключающих попадание вредных веществ в окружающую природную среду.

Обезвреживание отходов – обработка отходов, в том числе, сжигание на специализированных установках с целью предотвращения вредного воздействия отходов на человека и окружающую природную среду.

Каждому производителю продукции устанавливается норматив образования отходов, т.е., количество отходов конкретного вида при производстве единицы продукции, и рассчитывается лимит на размещение отходов – предельно допустимое количество отходов в течение года.

Методы переработки отходов

Основными методами переработки отходов являются биоразложение, компостирование и сжигание.

Компостирование – это биологический метод обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО), содержащих большое количество органики. Сущность процесса заключается в следующем. Разнообразные, в основном теплолюбивые, микроорганизмы активно растут и развиваются в толще мусора, в результате чего происходит его соморазогревание до 60 ^оС. При этой температуре погибают патогенные микроорганизмы. Разложение твердых органических веществ в бытовых отходах продолжается до получения относительно стабильного материала, подобного гумусу. При этом более сложные соединения разлагаются и переходят в более простые. Недостатком компостирования является необходимость складирования и обезвреживания некомпостируемой части мусора, объем которой составляет значительную часть общего количества мусора. Эта проблема может быть решена путем сжигания, пиролиза или вывоза отходов на полигоны.

Биоразложение органических отходов считается наиболее экологически приемлемым и экономически целесообразным методом их переработки.

В настоящее время многие разбавленные промышленные отходы обрабатываются биологическими способами. Обычно используется аэробная технология, основанная на окислении, осуществляемом микроорганизмами в аэротенках, биофильтрах и биопрудах. Существенным недостатком аэробных технологий являются энергозатраты на аэрацию и проблемы утилизации образующегося избыточного активного ила – до 1,5 кг биомассы микроорганизмов на каждый удаленный килограмм органических веществ.

А наэробная обработка методом метанового сбраживания лишена указанных недостатков: при этом не требуется затрат электроэнергии на аэрацию, уменьшается объем осадка и, кроме того, образуется ценное органическое вещество – метан. Механизм анаэробной микробиологической конверсии органических веществ весьма сложен и не до конца изучен. Тем не менее промышленные технологии анаэробной очистки получили широкое распространение за рубежом. В нашей стране интенсивные анаэробные технологии пока не используются.

Термические методы переработки отходов. Твердые бытовые отходы содержат до 30 % по массе углерода и до 4 % водорода. Теплотворная способность отходов определяется именно этими элементами. Разработаны различные технологии огневого обезвреживания отходов. Главными продуктами сгорания углерода и водорода являются соответственно СО₂ и Н₂О.

При неполном сгорании образуются нежелательные продукты: монооксид углерода, низкомолекулярные органические соединения, полициклические ароматические углеводороды, сажа и др. При сжигании необходимо учитывать, что в составе отходов присутствуют потенциально опасные элементы, характеризующиеся высокой токсичностью и летучестью: различные соединения галогенов, азота, серы, тяжелых металлов (меди, цинка, свинца и др.).

В промышленной практике в настоящее время существуют два направления термической переработки ТБО, основанные на принудительном перемешивании и перемещении материала:

- слоевое сжигание на колосниковых решетках при температуре 900 …1000 ^оС;

- сжигание в кипящем слое при температуре 850 … 950 ^оС.

Сжигание в кипящем слое обладает рядом экологических и технологических преимуществ, но требует обязательно подготовки отходов к такому процессу, поэтому распространено значительно меньше.

Наиболее экологически приемлемым представляется использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов. Для реализации этого направления необходимы по меньшей мере два условия: во-первых, наличие достаточно полной и легко доступной информации по источникам и накоплению реализуемых отходов; во-вторых, при выгодной экономической конъюнктуре.

 

Экологический мониторинг

 

Под мониторингом подразумевают систему слежения за какими-то объектами или явлениями.

Экологический мониторинг – это информационная система, созданная с целью наблюдения и прогнозов изменений в окружающей среде, для того, чтобы выделить антропогенную составляющую на фоне остальных природных процессов.

Одним из важных аспектов функционирования мониторинговых систем является возможность прогнозирования состояния исследуемой среды и предупреждения о нежелательных изменениях ее характеристик.