В 1998 г. правительство России приняло целевую программу «Возрождение Волги» до 2010 г., главная задача которой - снизить уровень загрязнения рек бассейна. Насколько россиянам удастся использовать опыт спасения Рейна, покажет время.
Подземные воды. Для обеспечения питьевой водой и для орошения широко используются подземные воды, что ведет к истощению их запасов. Так, на десятки метров снизился уровень залегания грунтовых вод на Центральной равнине Северной Америки в водоносном горизонте Огаллала (штаты Техас, Оклахома, Аризона, Колорадо, Канзас и Небраска) и в равнинных земледельческих районах Китая и Индии. В этих азиатских странах под влиянием забора воды на полив уровень грунтовых вод ежегодно снижается на 1-3 м, что может в недалеком будущем привести к снижению урожая на 25 %. В районе Пекина уровень грунтовых вод за 50 лет упал на 50 м, и местным крестьянам уже запрещено использовать воду для полива.
11.2.3. Волосбережение
Экономия воды в промышленности, сельском и коммунальном хозяйстве является одним из важнейших условий перехода на УР.
В России преобладает однократное использование воды предприятиями, что усугубляет ее дефицит. В странах Европы и в США преобладают оборотные системы водопотребле- ния. Там каждый кубометр пресной воды очищается после использования и потому, прежде чем вернуться в водоем, используется в среднем 9 раз. В XXI столетии планируется увеличить оборотность воды до 17 раз.
Большие ресурсы водосбережения имеются в сельском хозяйстве. Уменьшение расхода воды возможно как за счет уменьшения площади поливных земель и перехода на сухое земледелие с возделыванием засухоустойчивых культур, подобных сорго, или культур с коротким вегетационным периодом, который укладывается в период дождей (ячмень), так и за счет внедрения рациональных способов полива. В Израиле, где применяется капельный метод полива, расход воды в 4 раза меньше, чем при традиционном поливе дождеванием или арыками.
Водосбережение в коммунальном хозяйстве рассмотрено в разд. 13.3.
В целом проблема доброкачественной пресной воды в XXI в. будет стоять остро, для ее решения необходимо не только водосбережение, но и снижение уровня загрязнения природных вод (см. разд. 2.2.2).
11.3. Ресурсы древесины
Древесина относится к возобновимым ресурсам, так как образуется в процессе фотосинтеза за счет неисчерпаемой энергии солнца. Тем не менее, при сохранении сложившейся тенденции сведения лесов (см. разд. 3.2), широком использовании древесины как энергетического сырья (см. разд. 9.3.2) и деградации почв после сведения лесов, что делает их непригодными для лесовосстановления, возобновимость древесных ресурсов становится относительной. Более того, со временем древесина может стать таким же исчерпаемым ресурсом, как углеродистые ископаемые энергоносители.
11.3.1. Потребление
Несмотря на развитие производства пластиков, которые могут заменить древесину, использование древесины в мире для производства различных товаров увеличивается (табл. 11.5).
Таблица 11.5 Производство древесины и продукции из дерева в 1965-1995 it. [1]
|
млнт
|
Наибольший рост отмечается в производстве деревянных панелей и бумаги, строительного картона, наименьший - натуральных пиломатериалов, альтернативой которым и являются деревянные панели, изготовляемые как из отходов производства, так и из мягкой древесины и веток, полученных с плантаций быстрорастущих культур. По-прежнему достаточно интенсивно увеличивается использование дров для получения энергии.
Около 50 % промышленной древесины дают США, Канада и Россия. В 1970-е гг. значительное количество промышленной древесины стали производить Китай и Бразилия. В 1960-1970-е гг. Филиппины стали одним из четырех ведущих экспортеров леса в мире, но заплатили за этой гибелью 90 % своих лесов. Это привело к появлению еще 18 млн нищих людей, жизнь которых была связана с лесом.
Несмотря на то что значительная часть промышленной древесины производится в развивающихся странах, большая часть ее потребляется развитыми странами (табл. 11.6). Очевидно, что в силу роста народонаселения за счет стран третьего мира при сходном соотношении потребления «развитые/развивающиеся страны» (10:1) среднемировое подушное потребление древесины будет снижаться.
Таблица 11.6 Промышленное потребление кругляка в развитых и развивающихся странах в 1970, 1990 и 2010 (прогноз) гг., м3 на 1000 человек [1]
|
11.3.2. Экономия
Рациональное использование ресурсов древесины. В мире проявляются тенденции сбережения ресурсов древесины, эти тенденции будут усиливаться. Широкое распространение получает сертификация древесной продукции, которая производится с наименьшими потерями для лесов (т.е. при их рациональном использовании, гарантирующем сохранение). К концу 1998 г. было сертифицировано уже 11 млн га лесов в 22 странах мира, что пока еще недостаточно и не охватывает основных площадей эксплуатационных лесов.
Уменьшается доля отходов при переработке древесины за счет их утилизации для производства ДСП. Повсеместно внедряются более экономичные технологии переработки древесины, что может обеспечить значительное уменьшение площади вырубаемых лесов. Так, в Бразилии в пиломатериалы превращается всего 1/3 вырубаемых лесов. В США, где древесину расходуют весьма экономно, с 1970 по 1993 гг. количество древесных отходов сократилось с 14 до 1,5%. В Японии используют до 99% надземной части дерева, включая пни и кору, из которой готовят субстрат для выращивания грибов. После того как грибы получат нужные им питательные элементы, порошок коры можно применять в качестве органического удобрения. Та часть древесины, которую нельзя использовать для изготовления пиломатериалов, становится сырьем для производства спирта и различных прессованных изделий. Разрабатываются экономичные варианты употребления древесины при строительстве домов, что позволяет экономить ее 10-20%. При этом детали разбираемых зданий используются как строительный материал или топливо.
Производство бумаги. Большие резервы сбережения древесины - в производстве бумаги, потребление которой в мире постоянно возрастает. В 1950-1996 гг. производство бумаги увеличилось в 6 раз и достигло 281 млн т в год (ожидается, что к 2010 г. оно достигнет 400 млн т). В среднем в мире один человек потребляет 52 кг бумаги в год. Однако этот показатель существенно различается в разных странах. Так, один человек потребляет в США - 338 кг, в Канаде - 259, в Японии - 240, в Германии - 214, в Южной Корее - 142 кг бумаги [9].
В современной бумаге доля целлюлозы, производимой из древесины ценных пород, составляет менее 10%, 36% - вторично переработанная бумага, 50% - целлюлоза из древесины с плантаций быстро растущих деревьев и вторичных лесов. В ряде стран есть опыт производства бумаги из стеблей кукурузы и других остатков растениеводческой продукции, не имеющих кормовой ценности.
Мировое сообщество предпринимает энергичные меры для усиления оборота бумаги. Решением Европейского союза в 2000 г. был принят план довести долю восстановленного упаковочного материала до 50-60%. В Японии в 2000 г. этот норматив достиг 60%. В Германии применяется специальная технология печати с безвредной и легко смывающейся типографской краской и бумага для оперативной полиграфии, из которой легко вымываются клеящие вещества. Это позволяет вовлекать бумагу в рециклинг с наименьшими затратами и производить экологическую бумагу только из макулатуры. Производство экологической бумаги обеспечивает ресурсосбережение и энергосбережение: расход воды снижается в 25 раз, затраты энергии - в 2 раза, загрязнение сточных вод уменьшается в 30-40 раз. При этом полностью исключается вовлечение в производство первичного ресурса - древесины. Уровень переработки макулатуры год от года повышается, в 1997 г. он составлял в Германии - 72 %, в Южной Корее - 66, в Швеции - 55, в Японии - 53, в Канаде - 47, в США - 46, в Китае - 27% [9].
Все эти меры сами по себе не смогут остановить роста истребления лесов, это возможно лишь при стабилизации роста народонаселения и преодолении потребительства. Сохранение лесов необходимо также для обеспечения их биосферной роли как стабилизаторов циклов углерода, воды и кислорода.
П.3.3. Лесные ресурсы России
Площадь лесов России составляет 1,7 млрд га (22% площади лесов и 25% древесных запасов мира). Однако 40% наших лесов находятся в зоне вечной мерзлоты, и потому их продуктивность сравнительно низка, а запасы древесины не превышают 70-80 м3/га (для сравнения: леса из секвойи, дугла- совой пихты и хемлока в Северной Америке имеют запас 1000-1200 м3/га). Тем не менее лесных богатств в России достаточно, и главным бичом лесного хозяйства остается их нерациональное использование. Ежегодный прирост древесины составляет 830 млн м3, но используется только треть расчетной лесосеки. По словам министра природных ресурсов Российской Федерации Ю. Трутнева, ввиду отсутствия инфраструктуры (неразвитой сети лесных дорог) в России на корню ежегодно сгнивает 70% потенциально промышленного леса.
В России используют от 50 до 70% биомассы срубленных Деревьев, остальная часть гниет на вырубках или сжигается. Самый богатый лесом район России - Сибирь, так как в европейской части лесные богатства в значительной степени подорваны сплошными рубками, и ценные хвойные породы на больших площадях сменились мелколиственными - осиной, ольхой, березой. В Сибири ежегодно вырубают 600 тыс. га леса, столько же гибнет от пожаров. В период с 1990 по 1999 гг. объем сгоревшей на корню древесины возрос в 3,3 раза [37]. Искусственное восстановление не превышает 200 тыс. га. При таком режиме эксплуатации и ресурсы лесов Сибири будут подорваны за 30-40 лет.
Россия находится на 47-м месте в мире по производству бумаги. Леса европейской части России истощены чрезмерными рубками, и карельские бумажные комбинаты работают на привозном сырье из Сибири и Сахалина. Для сравнения: Финляндия имеет всего 2% лесных запасов мира и производит 25% мировой бумаги. В этой стране работают 100 крупных предприятий по производству целлюлозы, бумаги, картона. Углубляя переработку древесины, Финляндия сокращает лесосеку и восстанавливает вырубаемые леса. Наша страна в основном торгует круглым лесом, стоимость которого около 33 долларов за 1 м3. Кубометр целлюлозы, которую продает Финляндия, стоит 500 долларов. При этом финские целлю- лозно-бумажные комбинаты экологически чистые и практически не загрязняют среду.
Контрольные вопросы
1. Почему США называют «материальным чудовищем»?
2. Какова опасность исчерпания минеральных ресурсов?
3. В чем заключаются новые подходы к экономии минеральных ресурсов?
4. Как велик потенциал ресурсосбережения в мире и в России?
5. В чем заключаются ограничения «материальной революции»?
6. Расскажите об экологических проблемах Аральского моря.
7. Расскажите об экологических проблемах Азовского моря.
8. Каковы возможности ресурсосбережения?
9. Расскажите о динамике использования древесины в мире.
10. За счет чего возможна экономия древесины?
11. Расскажите о проблемах использования лесных ресурсов в России.
ГЛАВА 12
Промышленные отходы
По остроумному замечанию Г. Гарднера и П. Сампата [16], инопланетянин, посетивший нашу планету, «...мог бы прийти к заключению, что превращение сырья в отходы является истинной целью хозяйственной деятельности человека» (с. 61). В настоящее время до 90% ресурсов перегоняется в отходы, и потому ресурсосбережение и снижение уровня загрязнения окружающей среды - это две стороны одной медали.
Сегодня в мире на 1 т конечного продукта образуется Ют отходов при его производстве и 100 т отходов при добыче сырья (правило «1:10:100»), Таким образом, если принять ежегодное потребление человеком планеты годового продукта, равного 0,12 т, то отходов непосредственного производства этого продукта образуется 1,2 т, а при добыче сырья (за счет отвалов вскрышной породы) - 12 т [2].
Проблема отходов относится к числу важнейших проблем глобальной экологии. В «Повестке-21» была поставлена задача уже к 2000 г. снизить количество опасных отходов на 30%. Однако на конференции «Рио+5» (1997 г.) выяснилось, что решить эту задачу мировому сообществу пока не под силу. Количество накопленных высокотоксичных отходов удалось снизить лишь на 5,5%. Не было достигнуто существенного прогресса в этом вопросе и в следующие пять лет (до «Рио+10»),
12.1. Общая характеристика загрязнения биосферы
Темпы роста объемов отходов в индустриально развитых странах как минимум вдвое превышают динамику материального производства и естественного прироста населения [39]. Ежегодно выбрасывается в атмосферу 1 млрд т загрязняющих веществ (без диоксида углерода), а в гидросферу - 17 млрд т. Всего на планете каждый год образуется 85 млрд т отходов (в
России 7 млрд т). Их общий объем к концу 1990-х годов достиг 1500 км3, что эквивалентно 600 000 пирамид Хеопса. В составе промышленных отходов около 15% приходится на токсичные отходы, содержащие тяжелые металлы и другие ядовитые вещества. Большую опасность представляют отходы, содержащие фенольные соединения. В общей сложности в мире ежегодно образуется около 350 млн т токсичных отходов, причем 80% из них - в США.
По приблизительным оценкам, к концу XX века в мире в отходах накоплено, млн т: меди - 300, цинка - 200, хрома - 70, свинца - 20, никеля - 3,5, кадмия - 0,9, ртути - 0,5 [1]. Однако пока это вторичное сырье используется крайне недостаточно. Даже в Евросоюзе 90% электронного лома заканчивает свою жизнь на свалке. Если бы 7 млн т алюминиевых банок, которые американцы выбросили на свалки в 1990-2000 гг., переработать, можно было бы построить 316тыс. Боингов-737, что почти в 25 раз превышает весь мировой воздушный коммерческий флот.
Полигоны хранения токсичных отходов представляют собой химические бомбы. Так, недалеко от Санкт-Петербурга находится полигон «Красный бор», на котором хранятся сотни тысяч тонн особо токсичных отходов, содержащих мышьяк, фтор, ртуть, свинец, синильную кислоту, фосфор [56]. Это одна из самых мощных бомб в России. В нашей стране увеличение выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду во многом связано с изношенностью оборудования, которое с 1990 по 1999 гг. в промышленности увеличилось с 49 до 54%, а в коммунальном хозяйстве - с 31 до 46% [37].
12.2. Переработка
Разные отрасли промышленности производят разные отходы, и потому переработка каждого типа отходов с реализацией принципа симбиоза, т.е. «ресурсной эстафеты» (отходы одного предприятия являются сырьем для другого), - сложнейшая технологическая задача, которая решает вопросы ресурсосбережения и снижения загрязнения окружающей среды. Полностью рассмотреть проблему переработки промышленных отходов невозможно, поэтому ограничимся несколькими примерами успешного ее решения, воспользовавшись обобщением, которое выполнил Ю.В. Новиков [56].
На Нижнетагильском металлургическом комбинате создан мошный комплекс по переработке шлаков. Это позволило переработать 500 млн т шлаков, извлечь из них 8 млн т железа, обеспечить стройиндустрию дешевым строительным материалом и резко сократить объем отвалов. Подобные работы проводятся на медеплавильных предприятиях Красноуральс- ка, где из отходов получено 1 тыс. т меди и сотни килограммов благородных металлов. Имеются перспективы извлечения значительного количества алюминия из отходов алюминиевого производства. На предприятиях Свердловской области получены хорошие результаты по переработке отходов медеплавильного производства - пиритных огарков, что позволяет получать цинковый и медный концентраты, золото, железо. На Днепродзержинском коксохимическом заводе на основе отходов нефтепродуктов и кокса ежегодно производится 2000 т бензина. На железорудных карьерах ежегодно складируется около 1 млрд т вскрышных пород и более 200 млн т отходов обогащения. Эти отходы занимают тысячи гектаров земли и пагубно влияют на окружающую среду. Свыше 60% этих пород пригодны для производства кирпича, керамзитового гравия, минеральной ваты, цемента, извести. Пока используется не более 1% этого перспективного сырья.
В целом в России на сегодняшний день в переработку поступает не более 10% нетоксичных отходов, а токсичных - еще меньше. Значительная часть наиболее ценных отходов - черных и цветных металлов - экспортируется на переработку в другие страны. С 1994 по 1998 гг. количество экспорта этих отходов увеличилось более чем в 2 раза. В стране нет ни одного предприятия по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов, которое полностью соответствует экологическим требованиям, и не налажен выпуск специального оборудования, необходимого для этого. Однако ситуация меняется к лучшему. В 1996 г. правительство России приняло федеральную целевую программу «Отходы» на 1996-2000 гг. В ходе ее реализации было переработано значительное количество отходов.
Недостаточны мощности для переработки токсичных от-, ходов и в других странах, хотя в Европе существует определенная специализация. Так, совершенная технология по уничтожению и переработке многих видов токсичных отходов создана в Великобритании, отработанное ядерное топливо перерабатывается во Франции.
В недалеком прошлом наиболее дешевым способом избавления от особо токсичных отходов был их экспорт в бедные страны. При этом если переработка 1 т химических отходов стоила в Европе 160-200 долларов, то расходы на их экспорт в Африку составляли от 2,5 до 40 долларов. Положить конец этим антиэкологичным акциям призвана Базельская конвенция о контроле над трансграничной перевозкой опасных отходов (1992 г., см. разд. 16.4.3).
12.3. Очистные сооружения
Важную роль в уменьшении загрязнения биосферы промышленными и бытовыми отходами играют очистные сооружения, их задача - уловить загрязняющие вещества, которые могут быть переработаны или захоронены. Современные очистные сооружения представляют собой системы различных устройств (резервуаров, бассейнов и др.), в них очищаются загрязненные воды (промышленные или бытовые стоки) и газообразные выбросы промышленных предприятий. Очистка производится несколькими способами (механическая, химическая, физико-химическая, биологическая), которые последовательно сменяют друг друга. Для каждого предприятия, в зависимости от особенностей его отходов, проектируются свои очистные сооружения. Загрязняющие вещества после их извлечения из сточных вод (очистные шламы) поступают на повторную переработку или временное захоронение.
В России за годы реформ, к сожалению, мощность всех видов очистных сооружений снизилась (табл. 12.1).
Таблица 12.1 Ввод в действие сооружений и установок по охране окружающей среды в Российской Федерации [37]
|
Контрольные вопросы
1. Каковы последствия использования минеральных ресурсов при соотношении 1:10:100?
2. Какова ситуация с ТПО в России?
3. Расскажите о роли очистных сооружений.
ГЛАВА 13
Экологизация городов
Важным элементом представлений об УР является экологизация городов. Города - рок человечества. На снимках, сделанных из космоса, города с расползающимися инфраструктурами напоминают раковую опухоль с метастазами. Экологи называют их паразитами биосферы. Чем цивилизованнее общество, тем выше процент городского населения, больше городов, крупнее их размеры и пагубнее влияние на биосферу. Города уменьшают площадь экосистем, участвующих в круговороте углерода и дающих биологическую продукцию, и не производят ничего, кроме загрязнения. Занимая 2% поверхности земного шара, города потребляют 75% мировых ресурсов. Только для обеспечения жителей Лондона продуктами питания и лесоматериалами в настоящее время используется пространство, превышающее его площадь в 58 раз. Если бы все города мира потребляли столько же ресурсов, то это потребовало бы площади в три наших планеты.
Тем не менее без городов человечеству не обойтись, и потому экологизация городов - одна из проблем создания общества экологического благополучия. «Следующему столетию придется столкнуться с труднейшей задачей - улучшить условия окружающей среды самих городов и при этом уменьшить нагрузку, оказываемую ими на ограниченные земные ресурсы» [57, с. 192].
13.1. Урбанизация
Урбанизация, т.е. перемещение населения из сельской местности в города, имеет тенденцию к повышению. Если в 1830 г. в городах проживало около 3% населения, то в 1960 г. - уже 34%. В 2000 г. городское население планеты приблизилось к 50%. Начиная с 1970 г., прирост населения городов значительно опережает прирост народонаселения планеты (соответственно 4 и 1,7%). В разных регионах мира уровень урбанизации различается (табл. 13.1).
Таблица 13.1 Доля городского населения в некоторых регионах земного шара, %
|
В разных регионах мира города растут с разной скоростью, и потому на протяжении истории второго тысячелетия список 10 крупнейших городов менялся (табл. 13.2). В 1800 г. только 3 из 10 крупных городов мира принадлежали Европе, а в 1900 г. их было уже 9. Однако в конце XX в. по темпам роста населения городов устойчиво лидирует Азия (городское население одной только Индии составляет 256 млн человек), за которой следует Латинская Америка (в начале 1990-х гг. имелось 38 городов с населением свыше 1 млн человек).
Гигантские города с населением свыше 10 млн человек называются мегаполисами. В настоящее время мегаполисы продолжают бурно расти, что представляет значительную экологическую угрозу для биосферы. Для преодоления этой ситуации правительства разрабатывают программы децентрализации этих гигантских скоплений населения, однако эти программы не дают эффекта. Приходится признать, что существование мегаполисов - неизбежная реалия с множеством экономических и экологических проблем (дороговизна жизни, сложность транспортного обеспечения, проблемы загрязнения и т.д.).
Процесс урбанизации активно протекает в России, где в настоящее время зарегистрировано 1059 городов и 2066 по-
8 Устойчивое развитие: вводный курс
Таблица 13.2 Изменение численности населения 10 крупнейших городов мира в период 1000—2000 гг., млн человек [57]
|
селков городского типа. Уровень урбанизации достиг 73%, а в таких регионах, как Урал, Сибирь и Дальний Восток, доля городского населения превысила 80%. При этом в 33 крупных городах Российской Федерации плотность населения превышает оптимальную величину (300 человек на 1 га). Причем эта опасная тенденция усиливается (для сравнения, Париж - 291 человек/га, Берлин - 189, Лондон - 128 человек/га). Столь высокая плотность населения ухудшает условия жизни горожан.
13.2. Проблемы городского транспорта
Центральной проблемой экологии городов является загрязнение атмосферы автотранспортом, вклад которого составляет от 50 до 90%. (В глобальном балансе загрязнения атмосферы доля автотранспорта составляет 13,3%.). В мире насчитывали около 600 млн автомобилей (в Китае и Индии - 600 млн велосипедов). Лидером по автомобилизации являются США, где на 1 тыс. человек приходится 590 автомобилей. К середине XXI столетия количество автомобилей может достичь 1 млрд единиц. В разных городах США на поездки одного жителя по городу расходуется от 50 до 85 галлонов бензина в год (что обходится в 600-1000 долларов, [9]). В других развитых странах этот показатель ниже (в Швеции - 420, в Японии - 285, в Израиле - 145). В то же время есть страны с низким уровнем автомобилизации: в Южной Корее на 1 тыс. человек населения приходится 27 автомобилей, в Африке - 9, в Китае и Индии - 2 автомобиля.
В России за последние пять лет количество автомобилей увеличилось на 29%, и их среднее количество на 1 тыс. россиян достигло 80 (в крупных городах - свыше 200). Если сложившиеся тенденции автомобилизации городов сохранятся, это может привести к резкому ухудшению состояния окружающей среды.
13.2.1. Влияние на тролскую срелу
Автомобиль выжигает значительное количество кислорода и выбрасывает в атмосферу эквивалентное количество диоксида углерода. В составе выхлопных газов автомобиля содержится около 300 вредных веществ. Основными загрязняющими атмосферу веществами являются оксиды углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, свинец, диоксид серы. Среди углеводородов наиболее опасны бенз(а)пирен, формальдегид, бензол.
При работе автомобиля в атмосферу поступает также резиновая пыль, образующаяся вследствие стирания покрышек. При использовании бензина с добавлением соединений свинца автомобиль загрязняет почвы этим тяжелым металлом. Происходит загрязнение водоемов при мытье автомобилей и при попадании в них отработанного моторного масла.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 30 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |