Защита литосферы от техногенных воздействий (полигоны, малоотходные технологии)

Термические методы очистки

Термическая очистказаключается в испарении воды и сжигании органических загрязнителей. Воды распыливается в топочных газах, нагретых до температуры 900-1000 ^оС. Данный метод применяется в случае, если не удается очистить другими методами сточную воду или загрязнитель относится к высокотоксичным веществам.

Оценивая разные методы очистки сточных вод, нужно иметь в виду, что даже самые современные из них не удаляют некоторых особо стойких загрязнителей, поэтому для вторичного использования очищенных вод необходимо дополнительно разбавлять их чистыми русловыми водами. При этом на единицу объема сточных вод обычно требуется 10—12-кратное разбавление чистыми водами (а иногда и 100-кратное!). В научной литературе оно получило наименование качественного истощения водных ресурсов. Именно оно представляет собой главную опасность: выходит, что для разбавления 2300 км³ сточных вод, которые сбрасывались еще в начале 21 века, даже по минимуму потребовалось бы 23 тыс. км³ чистой воды, а это половина всего годового речного стока! На самом же деле устойчивый, доступный для использования сток и того меньше.

Литосфера - это твердая оболочка Земли, состоящая из земной коры и верхней части мантии (от греч. lithos - камень и sphaira - шар). Расстояние нижней границы земной коры от поверхности Земли изменяется в пределах 5-70 км, а мантия Земли достигает глубины 2900 км.

Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом.

§ Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ.

§ Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения.

§ Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями.

§ Сельское хозяйство. Загрязнение почвы пестицидами Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть. Почва загрязняется также при использовании в сельском хозяйстве пестицидов (химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов и тп). Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях.

§ Захоронение радиоактивных отходов. В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие.

Осовные направления защиты литосферы от техногенных воздействий – строительство полигонов для захоронения твердых бытовых отходов и освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов.

В настоящее время полигоны для захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) должны проектироваться и обустраиваться в соответствии со следующими правилами:

· новые полигоны должны создаваться на повышенных местах с глубоким залеганием грунтовых вод; нередко с вершины холма снимают грунт, используемый впоследствии для засыпки отходов;

· по периметру полигона должны быть вкопаны керамические трубы для сбора воды и фильтрата, а его дно следует покрыть водонепроницаемым слоем глины или пластика толщиной, по меньшей мере, 20 см; поверх него укладывают слой крупного гравия и слой пористого грунта; все это предназначено для того, чтобы фильтрат, достигнув водонепроницаемого слоя, стекал сквозь гравий в систему коллекторов, а затем подвергался соответствующей переработке (рисунок 6.16);

· слой гравия, окружающий свалку, служит и для отведения образующегося метана;

· послойная укладка отходов продолжается до тех пор, пока захоронение не станет похоже на пирамиду; при такой форме сводятся к минимуму инфильтрация, а следовательно, и вымывание веществ из мусора;

· наконец, по периметру свалки устанавливаются мониторинговые колодцы для периодического контроля за качеством грунтовых вод.

Рисунок 6.16 – Система защиты грунтовых вод на современных полигонах

Более дорогой способ избавления от ТБО – их сжигание для получения электроэнергии. При этом следует применять современное газоочистное оборудование^* для предотвращения загрязнения воздуха. Особенную озабоченность вызывает то обстоятельство, что при сжигании ТБО образуются диоксины – чрезвычайно опасные и стойкие вещества, способные к биоаккумуляции и биоконцентрированию. Следует отметить, что данный подход не решает проблему захоронения полностью, т.к. зола, остающаяся после сжигания составляет около 10-20% от исходного объема мусора.

На муниципальные свалки не допускается размещать опасные химические вещества. При невозможности или нецелесообразности их переработки, прибегают к захоронению.

Наиболее распространены три метода захоронения опасных отходов. Первый из них предусматривает закачку жидких отходов в глубокую скважину, пробуренную ниже уровня водонепроницаемых горных пород. В этом случае, после герметизации скважины, создаются условия для длительного хранения загрязнителей.

Второй метод – хранение жидких (нелетучих!) отходов в специальных прудах-отстойниках, предотвращающих утечку загрязнителей.

Третий, наиболее дорогостоящий, метод применяется для захоронения очень токсичных и радиоактивных веществ. Он предусматривает строительство специальных могильников, включающих емкости для хранения отходов, защитные помещения, систему мониторинга, аварийной сигнализации и другие меры предосторожности.

Однако ни один из этих методов не может гарантировать 100% изоляции и безопасности. Поэтому необходимо стремиться минимизировать количество образующихся отходов.

Наиболее рациональным способом защиты литосферы от отходов производства и быта является освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов. В некоторых случаях производство отдельных видов товарной продукции из вторичного сырья (отходов) значительно проще и дешевле, чем из первичного природного сырья. Рациональной решение проблем защиты литосферы от промышленных отходов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий и производств. Малоотходная и безотходная технология должны обеспечить:

§ комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе создания новых безотходных производств;

§ создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;

§ переработку отходов производства и потребления с получением товарной продукции или любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия;

§ использование замкнутых систем промышленного водоснабжения;

§ создание безотходных территориально-производственных комплексов и

экономических регионов.

Вопросы для обсуждения:

1. Дайте понятие «рациональное природопользование»;

2. Перечислите основные принципы рационального природопользования и пути охраны окружающей среды;

3. Что относится к особоохраняемым природным территориям в РФ?;

4. Охарактеризуйте источники загрязнения атмосферы;

5. Какие способы очистки газов применяют в промышленности?;

6. Охарактеризуйте основные источники загрязнения водоемов;

7. Какие методы используются для очистки промышленных сточных вод?;

8. Назовите основные источники загрязнения литосферы;

9. Что понимается под понятием «малоотходные и безотходные технологии»?

ГЛАВА 7 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Дата добавления: 2014-10-15