Экология

      Некоторые специализированные, и повсеместно  встречающиеся бактерии могут высвобождать химическую энергию, содержащуюся в аминогруппе, в результате ряда реакций нитрификации, для которых необходим кислород. Nitrosomonas превращает ион аммония в нитрит; Nitrobacter завершает процесс нитрификации, окисляя нитрит до нитрата. В форме нитратов азот усваивается зелеными растениями.

      Денитрификация, в процессе которой нитраты превращаются в азот, происходит в несколько этапов:

      NO₃^-  ®   NО₂^-  ®  N₂O  ®  N₂ 

      причем  на каждом из этих этапов выделяется кислород. (Бактерия Pseudomonas добывает с помощью этого процесса необходимый для дыхания кислород при отсутствии в почве свободного кислорода).  

      Следует обсудить энергетические взаимоотношения между компонентами круговорота азота, необходимые для функционирования этого круговорота. Ступенчатый процесс разложения белков до нитратов сам служит источником энергии для организмов, осуществляющих это разложение, а обратный процесс требует других источников энергии, таких, как органическое вещество или солнечный свет. Фиксация азота требует особенно больших затрат энергии, так как много энергии идет на разрыв тройной связи в молекуле азота N₂, чтобы с добавлением водорода из воды превратить ее в две молекулы аммиака (NН₃). Бактерии в клубеньках бобовых расходуют на биофиксацию 1 г азота около 10 г глюкозы (примерно 40 ккал), полученной растением в фотосинтезе, то есть эффективность составляет около 10%.

      Для фиксации азота необходимы специализированные биохимические механизмы, отсутствующие, по-видимому, у высших растений; лишь прокариоты, самые примитивные организмы, такие как сине-зеленые водоросли, бактерия Azotobacter и др., могут превращать биологически бесполезный газообразный азот в формы, необходимые для построения и поддержания живой протоплазмы. Когда эти микроорганизмы образуют взаимно выгодные ассоциации с высшими растениями, фиксация азота значительно усиливается. Растение предоставляет бактериям подходящее местообитание (т.е. корневые клубеньки, листья), защищает микробов от излишка кислорода, который мешает фиксации, и поставляет им необходимую высококачественную энергию - глюкозу. За это растение получает легкоусваиваемый фиксированный азот.  

6. Экологические проблемы Тульской области. 

Региональные  экологические проблемы области  обусловлены, прежде всего тем, что на сравнительно небольшой ее территории сконцентрировано большое число предприятий машиностроения, химической и металлургической промышленности, несколько мощных тепловых электростанций.

Среди всех областей центра России Тульская область по концентрации промышленных и энергетических предприятий на 1 м² площади уступает только Московской. Три города - Тула, Новомосковск и Щекино - уверенно лидируют в скорбной шеренге 99 российских городов с неблагополучной экологической обстановкой.

Большое влияние на экологическую обстановку в Тульской области оказывают  выбросы предприятий соседних областей, особенно Московской. К этому необходимо добавить, что регионы Восточной Европы (включая Тульскую область) получают до 40 % атмосферных загрязнений из Западной Европы. Экологическая ситуация в области крайне обострилась в результате радиационного загрязнения ее территории после аварии на Чернобыльской АЭС.

Атмосферный воздух: Чистый воздух уже становится дефицитным ресурсом во многих индустриальных в расчете на 1 км² территории Тульская область превосходит Московскую в 1,7 раза, а Калужскую и Орловскую - более чем в 10 раз. На одного жителя области в 2000 г в областях России, где загрязнение атмосферы представляет реальную опасность для жизни и здоровья человека.

По выбросам вредных веществ в атмосферу. приходилось около 182 кг вредных веществ, выброщенных в атмосферу.

В атмосферный  воздух выбрасывается 188 различных  наименований вредных веществ.

Основными источниками загрязнения атмосферы  области являются выбросы промышленных предприятий, процессы испарения и  сжигания топлива.

Водные  ресурсы: Основным потребителем воды в Тульской области является промышленность (74 %); население потребляет 23 % воды и сельское хозяйство - 3 %.

Главными  пользователями водных ресурсов в области  являются предприятия г. Тулы и Новомосковска. Несмотря на сокращение производства предприятий, поверхностные воды сильно загрязнены. Загрязнение промышленными и бытовыми отходами рек Воронка, Шат, Упа, Тулица, Мышега, Бешка, Сежа, верховьев Дона достигло такой степени, что об их самовосстановлении практически уже не может быть и речи. Во многих из них предельно допустимые концентрации (ПДК) для меди и никеля превышены в 10-50 раз, для лития и никеля - в 5-10 раз, для таллия и ртути - в 2 раза.

Естественным  источником регионального хозяйственно-питьевого  и производственно-технического водоснабжения являются подземные воды. В Тульской области разведано 77 месторождений пресных подземных вод, в эксплуатации с 1999 г. находится 40 месторождений.

Население области обеспечивается только подземной  водой. Речная вода в населенных пунктах для питьевых целей не используется.

Почвы: Основной категорией земельного фонда области являются сельскохозяйственные земли - около 1 845 тыс. га, или 71,8 % от ее общей территории. Одним из негативных процессов для почв области является эрозия. Проявление ее в значительной степени зависит от степени и характера хозяйственного освоения и использования земель.

В результате открытых разработок полезных ископаемых из сельскохозяйственного оборота  изымаются огромные площади плодородных  земель. Особое место в сбережении земельных богатств области занимает рекультивация, т. е. восстановление полей, находящихся под горными выработками.

Проведение  рекультивационных работ в области  осуществляется крайне медленно. В  настоящее время насчитывается 27 брошенных карьеров, под которыми занято около 700 га.

Население: Демографическая ситуация. Условия существования людей на территории области оставляют желать лучшего.

Число постоянных жителей области с  каждым годом уменьшается. За период с 1995 по 2000 гг. это сокращение составило более 65 тыс. человек, или 3,6 %. Это произошло за счет увеличения смертности (общей и младенческой), а также снижения рождаемости населения. Смертность превышает рождаемость в три раза.

Загрязнение грунтовых вод: Проходя через неотработанные отходы, вода образует ядовитый фильтрат, в состав которого входят остатки разлагающейся органики, различные красители, моющие средства, соли тяжелых металлов: железа, ртути, свинца и др.

Исследования  последних лет показали, что, несмотря на высокую напряженность экологической обстановки в Тульской области, ее можно стабилизировать и затем улучшить при увеличении затрат на природоохранные мероприятия. Большая работа в этом плане проводится администрацией области совместно с комитетом природных ресурсов Тульской области.

С 1993 г. в Тульской области действует  федеральная целевая "Программа  оздоровления экологической обстановки и охраны здоровья населения Тульской области", продленная распоряжением  Правительства РФ до 2005 г. Основной целью Программы является отработка экономических, организационных и правовых механизмов экологического оздоровления территории Тульской области и охрана здоровья населения. 

7. Концепция устойчивого развития:

 В  докладе, представленном Комиссией  в ООН, понятие устойчивого  развития определяется следующим образом: "Устойчивое развитие - это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности". К определению был дан следующий комментарий: "Устойчивое и долгосрочное развитие представляет собой не неизменное состояние гармонии, а скорее процесс изменений, в котором масштабы эксплуатации ресурсов, направление капиталовложений, ориентация технического развития и институциональные изменения согласуются с нынешними и будущими потребностями».

Принципы  устойчивого развития

Повестка  дня на XXI век — план действий

В 1992 году на первом Всемирном Саммите земли  под эгидой Комиссии ООН по окружающей среде и развитию обсуждались  проблемы устойчивого развития Планеты. Главами государств 179 стран мира была принята Повестка дня на XXI век, которая является беспрецедентным глобальным планом действий в интересах устойчивого развития и представляет собой крупнейшее достижение в плане обеспечения комплексного рассмотрения экологических, экономических и социальных проблем на основе единой стратегии. Повестка дня на XXI век содержит свыше 2500 рекомендаций, включая подробные предложения относительно методов преодоления неэффективных структур потребления, борьбы с нищетой, охраны атмосферы, океанов и биологического разнообразия и поощрения устойчивого сельского хозяйства.

Предложения, изложенные в Повестке дня на XXI век, были дополнены и доработаны на нескольких крупных конференциях ООН по проблемам народонаселения, социального развития, городов и продовольственной безопасности, в частности во время Всемирного саммита по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в 2002 году.

Устойчивое  развитие предполагает повышение качества жизни всего населения планеты без увеличения масштабов использования природных ресурсов до степени, превышающей возможности Земли как экологической системы. Усилия по формированию устойчивого образа жизни предполагают комплексный подход к деятельности в трех ключевых областях:

Экономический рост и справедливость - применение комплексного подхода к стимулированию долгосрочного экономического роста.

Сохранение  природных ресурсов и охрана окружающей среды – поиск экономически приемлемых решений проблемы сокращения потребления  ресурсов, прекращения загрязнения окружающей среды и сохранения природной среды обитания.

Социальное  развитие – удовлетворение потребностей людей в рабочих местах, продовольствии, образовании, энергии, медицинской  помощи, воде и санитарии; бережное отношение к богатому культурному и социальному разнообразию и соблюдение прав трудящихся; обеспечение возможностей всех членов общества участвовать в принятии решений, влияющих на их дальнейшую судьбу.

8 Основные промышленные методы очистки отходящих газов от вредных и ценных компонентов

Описание  существующих методов очистки воздуха  от вредных газообразных примесей.

В настоящее  время разработано и опробовано в промышленности большое количество различных методов очистки газов  от технических загрязнений: NOx, SO2, H2S, NH3, оксида углерода, различных органических и неорганических веществ. Основные методы очистки:

Абсорбционный метод.

Абсорбция представляет собой процесс растворения  газообразного компонента в жидком растворителе. Абсорбционные системы  разделяют на водные и неводные. Во втором случае применяют обычно малолетучие органические жидкости. Жидкость используют для абсорбции только один раз или же проводят ее регенерацию, выделяя загрязнитель в чистом виде. Схемы с однократным использованием поглотителя применяют в тех случаях, когда абсорбция приводит непосредственно к получению готового продукта или полупродукта. В качестве примеров можно назвать:

получение минеральных кислот (абсорбция SO3 в  производстве серной кислоты, абсорбция  оксидов азота в производстве азотной кислоты);

получение солей (абсорбция оксидов азота  щелочными растворами с получением нитрит-нитратных щелоков, абсорбция  водными растворами извести или  известняка с получением сульфата кальция);

других  веществ (абсорбция NH3 водой для получения  аммиачной воды и др.).

Адсорбционный метод.

Адсорбционный метод являются одним из самых  распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. Только в США  введены и успешно эксплуатируются  десятки тысяч адсорбционных  систем. Основными промышленными адсорбентами являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты. Активированный уголь (АУ) нейтрален по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. Он менее селективен, чем многие другие сорбенты, и является одним из немногих, пригодных для работы во влажных газовых потоках. Активированный уголь используют, в частности, для очистки газов от дурно пахнущих веществ, рекуперации растворителей и т.д.