Природоохранные технологии. Применение экологически чистых и безотходных производств

Человечество существует за счёт природной среды. Биосфера обеспечивает нас всем необходимым для нашей комфортной и нормальной жизнедеятельности: это и различные вещества, энергия, информация. Но в отличие от животных, которые всё потребляют в естественном, готовом виде, люди всё преобразуют и приспосабливают к своим потребностям, то есть производят предметы потребления.

Со временем, люди, всё больше подчиняя себе дикую природу, совсем забыли, что о ней нужно заботиться. Ведь запасы природных богатств ограничены и зачастую невосполнимы. Современная обстановка на планете сложилась так, что качество окружающей природной среды с каждым днём всё ухудшается. Так, например, неразумное воздействие человека на природу привело к сокращению площадей лесов, уменьшению плодородности пахотных земель, опустыниванию, сокращению численности многих видов животных и растений, засорению водоёмов, а также загрязнению атмосферы и так далее.

В чём причина такого отрицательного воздействия человека на природу? Конечно же это несовершенство производства и нерациональная организация природопользования. Со временем образовался своего рода конфликт между обществом и природой, который создаёт угрозу появления необратимых изменений в природных системах.

В связи с этим возникла необходимость в контроле за изменениями в окружающей среде.

Нужно разобраться в чём же суть этого контроля.

Понятно, что для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима целая система наблюдений. Такую систему в настоящее время принято называть мониторингом.

Вообще, экологический мониторинг или мониторинг окружающей среды ­– это комплексная система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды, в первую очередь уровней загрязнений и эффектов, вызываемых ими в биосфере, под действием природных и антропогенных факторов.

Из определения можно заметить, что мониторинг включает в себя три основные процедуры: это наблюдение, оценку состояния и прогноз возможных изменений. Но самым важным элементом экологического мониторинга всё же является оценка состояния природной среды.

Источниками информации при проведении оценки служат данные, которые получают в процессе наблюдений за окружающей средой. Этапами этой оценки являются выбор показателей и характеристик объектов окружающей среды и их непосредственное измерение. Набор параметров должен отвечать на вопрос «Каково состояние объекта?».

Что касается объектов экологического мониторинга, то его объектами являются атмосфера, гидросфера, почва, биота (то есть совокупность видов растений, животных и микроорганизмов), урбанизированная среда и население.

Основная цель экологического мониторинга – это предупреждение критических ситуаций, вредных или опасных для здоровья людей, благополучия других живых существ, различных природных и созданных людьми объектов.

Кстати, в нашей стране такой контроль осуществляет РОСГИДРОМЕТ – Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Особую важность для экологии представляют природоохранные технологии. Это технологии, которые направленны на снижение вредного воздействия на окружающую среду.

К природоохранным технологиям можно отнести: переработку бытового мусора и промышленных отходов; рациональное использование лесов и пахотных земель; рациональное использование минеральных ресурсов; рациональное использование водных ресурсов.

Одна из важнейших современных проблем человечества – это утилизация бытовых и промышленных отходов.

В настоящее время существуют следующие способы утилизации мусора: захоронение, сжигание, обезвреживание и переработка. Кстати, последний способ – самый перспективный и рациональный.

Не секрет, что от всего, что производят люди, с каждым днём всё больше и больше становится мусора. Нужно обратить внимание, всё что нас окружает со временем, как бы мы этого хотели или не хотели, становится мусором. Любая вещь – это будущие отходы. Выбрасывая их, большинство людей не задумываются и не хотят задумываться о том, что происходит с мусором дальше. А ведь его сжигают, засоряя при этом атмосферу; закапывают в землю, что приводит к загрязнению грунтовых вод; выбрасывают в океан и тем самым каждый год убивают миллионы морских животных и птиц.

Вот только задумайтесь, один человек ежедневно выбрасывает около 2 кг мусора, почти 60 кг в месяц, и больше 700 кг в год. Но ведь абсолютно всё, что производят и используют в своей жизнедеятельности люди можно переработать. Как бы странно это ни звучало для вас, но в бытовом мусоре содержится много ценных веществ: таких, как органические соединения, годные для удобрения, бумага и картон, стекло, пластмасса, кожа, дерево, металлы и так далее.

В настоящее время разрабатывают много проектов и строят специальные заводы по переработке мусора. Такие заводы более безопасны для окружающей среды и в тоже время более экономичны, чем мусоросжигательные установки. Сократить накопление отходов позволяет многоразовое использование стеклянных бутылок, сбор пластмассовых бутылок и полиэтиленовых пакетов для их переплавки.

Наиболее эффективным способом предотвращения накопления отходов является их вторичная переработка, или рециклинг. Главная задача рециклинга – сделать так, чтобы мусор стал продуктом, который будут покупать, продавать и производить из него другие материалы, но не закапывать и не сжигать. Рециклинг – это перспективное направление создания промышленных производств с безотходной технологией.   

Безотходной технологией называют такой принцип организации производства продукции, который подразумевает использование сырья и энергии в замкнутом цикле. То есть чтобы выполнялась следующая цепочка: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные сырьевые ресурсы. Такое производство позволяет сделать как можно меньшим воздействие на окружающую среду и не нарушать её нормальное функционирование.

Современные технологии позволяют получать из отходов сырьё для строительных материалов и дорожных покрытий. Переработанный мусор востребован в металлургической и лёгкой промышленности. Так, к примеру, рассмотрим привычную для всех пластиковую бутылку. Кстати, это самый распространённый мусор на нашей планете.

А вы когда-нибудь задумывались о том, что безобидная с виду пластиковая бутылка является одним из самых опасных бытовых отходов? Пластик разлагается веками и при сжигании выделяет токсичные вещества.

Но если его отправить на перерабатывающий завод, то в результате мы можем получить много полезных вещей. Например, перерабатывая пластик получают полиэфирное волокно – это качественный синтетический материал. Из него в последствии производят синтетические подушки, одеяла, искусственный мех, кровельные материалы и так далее. А ещё, переработав тонну пластиковых бутылок, можно сэкономить 750 кг нефти.

Что касается других отходов, то, например, из бумажных отходов можно получить картон, туалетную бумагу или топливные брикеты, древесные отходы можно переработать в пеллеты или в отопительные брикеты, из пластмассовых и стеклянных отходов можно получить новые изделия. А из 670 алюминиевых банок можно сделать новый велосипед.

А теперь можно поговорить о рациональном использовании лесов и пахотных земель. Для чего нам это нужно? Леса покрывают около 30% суши Земли. Земельные ресурсы, почвенный покров – это основа всей живой природы. Веками создавалось это природное богатство.

Но с ростом человечества всё больше территорий, занятых лесами, сокращается. Так, например, леса вырубают для пастбищ и земледелия, под строительство промышленных объектов, городов, транспортных коммуникаций; из леса изготавливают различные товары народного потребления, так он является высококачественным строительным материалом. Лес используют как топливо. А ещё леса сокращаются и деградируют от загрязнения воздушной среды и почв.

По официальным данным, за последние 200 лет планета Земля уже потеряла половину своего лесного массива. Уничтожение лесов такими быстрыми темпами ведёт к катастрофическим последствиям для всего мира. Ведь, как мы знаем, лес – это «лёгкие планеты», и с уменьшением лесов сокращается поступление кислорода в атмосферу.

Отношение человечества к лесным ресурсам должно измениться. Нельзя рассматривать лес лишь с хозяйственной точки зрения. Для дальнейшего существования человечества необходима охрана лесов и лесовосстановительные работы. Что же мы можем для этого сделать?

Во-первых, постараться остановить расширение городов, которые поглощают сельскохозяйственные земли и увеличивают риск перевода лесных земель в пахотные.

Во-вторых, совершенствовать и использовать биохимические технологии ухода за лесом.

В-третьих, стараться более широко использовать заменители древесины. Например, пластик может применяться для упаковки; стекловолокно, бетон, кирпич могут заменить строительные материалы.

В-четвёртых, повышать возможности использования вторичного леса для производства древесины.

И, в-пятых, обязательно заниматься возобновлением леса. А для этого нужно увеличивать площади лесов, искать более эффективные технологии борьбы с вредителями лесов, пожарами, ураганами; выводить сорта деревьев более высокого качества, которые будут быстрее расти, иметь лучшее строение волокна, будут более устойчивыми к болезням и вредителям.

Дальнейшее расширение площадей пахотных земель невозможно без уничтожения лесов. А значит, люди должны искать способы для повышения плодородия почв, находящихся под сельскохозяйственными культурами. Для этого нужно постараться в большей степени заменить синтетические препараты, которые используются в качестве удобрений, на органические удобрения, например, навоз; а также применять севооборот – это чередование культур, способствующее повышению плодородия почвы.

А ещё можно поговорить о рациональном использовании минеральных ресурсов. Но прежде надо напомнить, что минеральные ресурсы (или ресурсы земных недр) – это природные вещества минерального происхождения, которые используются для получения энергии, сырья и материалов.

Минеральные ресурсы относятся к не возобновляемым природным запасам нашей планеты. Именно поэтому главная проблема – это истощение мировых запасов полезных ископаемых. Ежегодно из недр земли извлекается около 100 млрд тонн минеральных ресурсов, из которых 90 млрд тонн попросту превращается в отходы. Так, за последние 40 лет глобальное потребление минеральных ресурсов возросло в 25 раз, а отходов производства стало в 10–100 раз больше.

Поэтому ресурсосбережение и снижение уровня загрязнения окружающей среды – две основные задачи рационального использования минеральных ресурсов.

Чтобы рационально использовать минеральные ресурсы нашей планеты, учёные постоянно работают над совершенствованием способов добычи и переработки всех полезных ископаемых. Важно не только добыть как можно больше минерального сырья, но и использовать его по максимуму, и позаботиться о полной утилизации отходов. Так, например, при разработке комплексных руд не только добываются основные компоненты, но и попутно извлекаются сопутствующие полезные вещества, такие как кобальт, никель, титан, ванадий, фосфор и другие элементы. При разработке месторождений проводят целый комплекс работ, направленных на защиту окружающей среды: атмосферы, почвы, воды, растительности и животного мира. С целью сохранения запасов минерального сырья разрабатывают синтетические материалы – аналоги, которыми можно заменить наиболее дефицитные ископаемые. Чтобы создать потенциальные запасы минеральных ресурсов, большое внимание уделяют геологической разведке.

А теперь давайте обсудим способы рационального использования водных ресурсов.

Гидросфера – это одна из самых важных составляющих нашей планеты. Она занимает около 70% поверхности земного шара. В то же время 97–98% воды – это солёные воды морей и океанов. И только лишь 2–3% – пресная вода, необходимая для жизни.

Вода – это источник жизни, без неё не могут существовать ни животные, ни растения, ни человек. Как мы уже знаем, наше тело на 70% состоит из воды. Тела животных содержат, как правило, не менее 50% воды.

Рост городов, бурное развитие промышленности и сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов всё больше усложняет проблемы обеспечения водой. Только за последние 50 лет потребление воды возросло вчетверо. Однако большая часть водных ресурсов тратится попусту: испаряется, теряется из-за утечек и так далее.

Сейчас многие учёные занимаются поиском способов рационального использования водных ресурсов. А для этого они предлагают полностью исключить сброс сточных вод в природные водоёмы. Все организации, деятельность которых влияет на водный режим, обязаны: проводить на используемых территориях гидромелиоративные, агротехнические и санитарные мероприятия, которые будут улучшать водный режим; использовать водные источники, не превышая установленных норм; а также сооружать и использовать очистные устройства искусственной или естественной очистки воды.

В завершении хочется сказать, что наша планета не так велика и все природные процессы, которые протекают на ней, тесно взаимосвязаны. Уничтожение лесов в одной стране приводит к сокращению природных богатств всей планеты, выбросы химических веществ на одном континенте могут вызвать рак кожи у людей, живущих в других частях света, поступление в атмосферу углекислого газа в одном месте ускоряет изменение климата Земли в целом. Но люди могут изменить ситуацию. Ведь, как мы поняли, современные технологии способны превратить мусор в сырьё для новых материалов, сделать окружающую среду чище и сэкономить энергоресурсы. С их помощью человечество может спасли Землю от экологической катастрофы и сохранить её для следующих поколений. Беречь природу задача каждого из нас!