Лекции по "Экологии"

     На третьем месте по степени  опасности располагается промышленность, среди отраслей которой выделяют: 

- целлюлозно-бумажную;

- химическую  и нефтехимическую промышленность ;

- металлургию (цветную и  чёрную).

     В промышленности для сокращения  водозабора и уменьшения стоков  применяют:

- оборотное  водоснабжение (в среднем в  России в системах водоснабжения  осуществляется до 3,5 оборотов  воды);

- строят  очистные сооружения с рядом  расположенными жилыми кварталами.

     Очистка сточных вод обеспечивается  путем внедрения следующих технических  решений и мероприятий: 

- механическая  очистка (фильтрация);

- химическая  очистка;

- физико  – химическая очистка;

- биологическая  очистка.

     Механическая очистка подразумевает совершенствование гидродинамических режимов существующих отстойных сооружений; применение вместо отстойников сетчатых установок; предварительную обработку сточных вод перед осветлением коагулянтами; расширение применения технологических процессов очистки вод, использующих центробежные силы для разделения суспензии и эмульсий, взамен гравитационных; совершенствование существующих и разработку новых фильтровальных установок.

     Химическая очистка — применение более активных коагулянтов; совершенствование гидродинамических и массообменных характеристик, обеспечивающих полноту гидролиза, смешения, реакции; повторное использование шлаков и осадков химической очистки вод; выделение и утилизация в основном или вторичном производстве продуктов реакции; организация рациональной системы водоотведения производственных сточных вод, обеспечивающей их взаимоочистку после объединения на локальных очистных сооружениях.

     Физико-химическая очистка - расширение и совершенствование процессов гипер-, ультрафильтрации, экстракции, адсорбции, ионообмена, позволяющих выделять и возвращать в основное производство продукты, а очищенные воды после корректировки состава до нормативных величин использовать в оборотном водоснабжении; разработка и создание новых селективных типов сорбентов из сточных вод для вторичного использования, широкое использование жидких и твердых промышленных отходов в технологических процессах; развитие энергетически малоемких эффективных процессов, к числу которых можно отнести использование в очистке вод электроэнергии, получаемой из биолиза, а также гальванокоагуляцию; развитие передвижной сервисной сети обслуживания абонентов по регенерации сорбентов, электрохимическому выделению тяжелых металлов на катодах специальных установок; разработка методов предварительных физического и химического воздействий на очищаемые воды; физическая обработка (омагничивание, ультразвуковая, высокочастотная), приводящая к изменению физико-химических характеристик и соответственно к более глубокой степени выделения загрязнений из вод.

     Биологическая очистка - применение метода предварительной анаэробной подготовки сточных вод; использование искусственных носителей биомассы; широкое применение биосорбционных методов; регулирование соотношения групп микроорганизмов; применение высшей водной растительности (эйхорния водная или водяной гиацинт, пистия, аир и пр.) в качестве самостоятельного фитореактора для очистки сточных вод сельскохозяйственных комплексов с получением биомассы и использованием ее на корм скоту или в производстве биогаза; использование симбиотического альгобактериального сообщества (водоросли + бактерии) в очистке и доочистке сточных вод  с искусственным освещением в темный период суток интенсивностью 120 лк/м. Продуцируемый бактериями при окислении органических веществ диоксид углерода усваивается водорослями, а выделяемый в результате фотосинтеза кислород используется микроорганизмами как акцептор электронов в метаболизме. При этом достигается глубокая очистка сточных вод и не требуется воздуходувок, компрессоров для биоокислителей.

     В настоящее время наибольшую технологическую и экологическую сложность представляет не очистка сточных вод, а проблема обработки и утилизации их твердой фазы.

     Количество образующейся твердой фазы на очистных сооружениях зависит от генезиса исходного состава и расхода сточных вод, метода их очистки и составляет в среднем 0,01-3% объема. Влажность твердой фазы колеблется от 85 (предприятия стройиндустрии) до 99,8% (активный ил).

      Основные задачи обработки шламов и осадков сточных вод – обезвоживание, обеззараживание и утилизация.  

Тема  «Земельные ресурсы. Проблемы их использования  и охраны»

     Под земельными ресурсами обычно понимаются определенные площади поверхности суши с различными ландшафтами, почвами, климатическими условиями и рядом других свойств.

  По данным государственного учета земель земельный фонд России составляет почти 1710 млн. га при средней плотности населения 83 человека/тыс. га (8,3 чел./км. ув.) и освоенности земель, по данным сельскохозяйственной и продовольственной комиссии ООН — меньше 20%. Около 1100 млн га земель находится в зоне вечной мерзлоты. По показателю землеобеспеченности Россия входит в первую тройку стран-лидеров, га/чел.: Австралия — 45,1, Канада — 37,4, Россия — 11,7, Аргентина — 8,6, Бразилия – 5,6, США — 3,8 га/чел. и т.д

     В арктической, субарктической и таежно-лесной зонах России сформировались тундровые, глее-незлоготаежные, подзолистые и торфяно-болотные почвы, занимающие почти 40% равнинной территории страны. Для лесных зон субарктического пояса, охватывающих около 14% равнинных территорий России, характерны многочисленные разновидности подзолистых, дерново-подзолистыхпочв. И в меньшей степени бурых и серых лесных почв. Почвы подзон южной тайги и смешанных лесов — наиболее освоенная в сельскохозяйственном отношении территория таежно-лесной зоны. Сельскохозяйственные угодья занимают здесь 17,3% площади и подзоны. В том числе пашня — около 10%.

  Более 70% территории страны характеризуются низким уровнем естественной комфортности для проживания населения и весьма слабо пригодной для земледелия.

  Наибольшим плодородием характеризуются почвы лесостепной и степной зон территории России. Они охватывают более 12% равнинных площадей страны.

  Среди представленных здесь типов почв наибольшее распространение получили серые лесные почвы, черноземы оподзоленные и выщелочные, черноземы типичные (в лесостепной), черноземы обыкновенные и южные (в степной зоне).

  Благоприятные почвенно-климатические условия зоны распространения черноземов предопределили интенсивное использование этих земель. В настоящее время сельскохозяйственные угодья занимают более 57% площади лесостепной, в том числе пашня — около 40% и 73% площади степной зоны, в том числе пашня — 47%. Наиболее распахана европейская часть страны, особенно Предкавказье. В отдельных районах черноземной зоны распахана до 85—90% всей земельной площади. Лесостепная и степная зоны являются основными регионами производства зерна.

  Для зоны сухих степей, занимающей около 1,3% общей площади России, наиболее характерны каштановые почвы, содержащие от 2 до 5% гумуса. Сельскохозяйственные угодья занимают более 85% всей площади, в том числе пашня — около 52%, пастбища — около 34%.

В зоне полупустынь и пустынь (9% общей площади страны) распространены главным образом светлокаштановые и бурые пустынно-степные почвы, большей частью солонцеватые, в комплексе с солонцами, лугово-каштановыми почвами, солончаками и массивами незакрепленных почв. Земледелие здесь возможно лишь при искусственном орошении.

  По оценкам российских ученых, общий почвенно-климати-ческий потенциал США в 2,5 раза, Франции — в 2,25, Германии — в 1,7, Великобритании — в 1,5 раза выше, чем в России. Более двух третей сельскохозяйственных угодий России расположены севернее 48-й параллели, тогда как в США все сельскохозяйственные площади располагаются южнее этой параллели. Следовательно при сравнении уровней продуктивности и производительности труда в сельском хозяйстве России и других стран, во-первых, необходимо учитывать разные агробиологические потенциалы и, во-вторых, чтобы достигнуть уровня интенсификации сельскохозяйственного производства передовых стран, сельскому хозяйству России требуются значительно большие объемы капитальных вложений и материально-технических ресурсов. В России в зоне критического или рискованного земледелия, где выпадает менее 400 мм и меньше осадков год, расположено 40% пашни, в то время как в США в таких районах находится всего лишь 11% пашни.

Земельный фонд России по угодьям на начало 2005 г. распределяется следующим образом, млн га: сельскохозяйственные угодья 220,7 (12,9% от общей площади), лесные земли 870,6 (50,9%), поверхностные воды, включая болота — 22,5 (13,2%), другие земли — 393,4 (23%).

  Земли Российской Федерации по целевому назначению (по категориям земель) и современному хозяйственному использованию (земельным угодьям) подразделяются на следующие основные категории: 1) земли сельскохозяйственного назначения; 2) земли поселений; 3) земли промышленности, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, космического обеспечения, энергетики, обороны и иного назначения; 4) земли особо охраняемых природных территорий; 5) земли лесного фонда; 6) земли водного фонда; 7) земли запаса.

  Площади земель, используемых землепользователями, занимающимися сельскохозяйственным производством в России, сократились с 222 млн. га в 1970 г. до 192,6 млн. га в 2005 г., в том числе пашни с 133,3 млн. га до 116 млн. га, кормовых угодий с 86,4 млн. га до 70,5 млн. га.

За этот период площади угодий сельскохозяйственных организаций сократились с 218,4 млн. га до 142,7 млн. га, в том числе пашни с 130,5 млн. га до 88,8 млн. га и кормовых угодий с 86 млн. га до 46,3 млн. га. Крестьянские (фермерские) хозяйства, начавшие создаваться в 90-х годах прошлого века, к концу 2005 г. владели площадью всех сельскохозяйственных угодий в 19,5 млн. га, в том числе пашни в 14,7 млн. га и кормовых угодий в 4,6 млн. га. В личном пользовании граждан площадь всех сельскохозяйственных угодий возросла с 3,6 млн. га в 1970 г. до 10,4 млн. га в 2005 г. в том числе пашни с 2,7 млн. га до 10,8 млн. га, кормовых угодий с 0,4 млн. га до 5,5 млн. га.

     Система необходимых и достоверных сведений о природном, хозяйственном и правовом положении земель России, об их качественной характеристике, оценке земельных участков представлена в Государственном земельном кадастре, который был принят Государственной Думой 24 ноября 1999 г. В кадастровой документации определяется сравнительная ценность земель как средства производства в сельском хозяйстве и пространственного (операционного) базиса, а также степень эффективности их использования. Качественная оценка земель (бонитировка) определяется по их природным свойствам с точки зрения продуктивности сельскохозяйственных культур (ц/га), экономическая оценка выражается на основе анализа показателей производства, а также дифференциальной ренты.

Экологические проблемы земельных ресурсов

     Качественное состояние земельных ресурсов в России неуклонно ухудшается, что обусловлено процессами эрозии, опустынивания, переувлажнения и заболачивания почв и сельскохозяйственных угодий, дегумификации почв, а также загрязнения и захламления земель.

Из общей площади сельскохозяйственных угодий в России почти 60% — это угодья с эрозионно и дефляционно опасными почвами, в том числе пашни — более 40%. Эродированно и эрозионно-опасными являются практически все земли сельскохозяйственного назначения Северо-Кавказского, Центрально-Черноземного, Волго-Вятского экономических районов, а в Поволжье, Западной Сибири и на Южном Урале каждый третий — четвертый гектар пашни подвержен эрозии. В настоящее время более 50 млн. га сельскохозяйственных угодий, в том числе более 35 млн. га пашни подвержена ветровой и водной эрозии. Эрозия является одной из главных причин деградации почв. Ежегодный вынос плодородной почвы в атмосферу вследствие ветровой эрозии составляет 0,37 т с гектара. Водная эрозия приводит не только к потере гумуса, но и к образованию оврагов и балок. Площадь под оврагами и балками ежегодно увеличивается на 80—100 тыс. га. Они распространены во многих регионах страны. Основными средствами защиты почв от эрозии являются внедрение почвозащитных систем земледелия и отдельных агротехнических приемов, а также запретное лесоразведение.

  Общая площадь почв России, подверженных процессам опустынивания, составляет по разным оценкам от 50 до 100 млн. га в 35 регионах страны. Особенно интенсивно опустынивание происходит в Астраханской и Ростовской областях, в республиках Дагестан и Калмыкия. В Калмыкии опустынивание охватывает 82% ее площади, в том числе 47% площади находится в стадии сильного или очень сильного опустынивания. Деградация некогда уникальных пастбищ на Черных землях привело к образованию на территории Калмыкии первой в Европе антропогенной пустыни. Около половины территории России страдает от засухи.

  Переувлажненные и заболоченные почвы занимают более 12% площади сельскохозяйственных угодий. Процессам заболачивания подвержено 2% пашни, 16% сенокосов, 6% пастбищ. В России продолжается вторичное засоление почв. Засоленные и солонцеватые почвы занимают более 20% площади сельскохозяйственных угодий, из них пашни — 7%. Засоление почв особенно остро наблюдается на Северном Кавказе, Поволжье и Западной Сибири.

Одной из крупных проблем, связанных с использованием земельных ресурсов в стране, является ухудшение качества черноземов. В России находятся 122 млн. га массивов черноземных земель, или 40,7% мировой площади черноземов. Черноземы занимают 7% площади страны и свыше 2/3 площади — камни; они производят более 80% всей сельскохозяйственной продукции. Нерациональное использование русских черноземов привело к тому, что в разных частях страны они потеряли от 20 до 50% своего гумуса. Процессы дегумификации стали усиливаться повсеместно.