Содержание
Введение
1. Утилизация отходов - опыт развитых стран
2. Рекультивация земель
3. Восстановление почв после промышленных разработок
Заключение
Список литературы
Введение
Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.
В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.
Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд. га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.
Особо остро стоят проблемы борьбы с промышленными и бытовыми отходами, а также потребность восстановления плодородия земель.
1. Утилизация отходов - опыт развитых стран
Ежегодно выбрасываются миллиарды тонн мусора, который молено использовать повторно или сжигать для получения тепла.
Хотя мусор - это полезный источник вторсырья и энергии, его сбор стоит дорого, учитывая затрачиваемый ручной труд. В развитых странах бытовой мусор и производственные отходы обычно собирают в мешки или баки, которые вывозятся раз в неделю мусоровозами. Кое-где имеется пневматическая система удаления бытовых отходов непосредственно по трубам, ведущим на местный завод по переработке мусора. Еще один метод предусматривает накопление бытовых отходов в подземном бункере, находящемся под каждым зданием, откуда их периодически вывозят автоцистерной с насосом.
Дорого обходится и сортировка материалов для утилизации, поэтому поощряется выполнение этой работы самими жильцами. В некоторых районах местные власти просят граждан связывать и складывать макулатуру в кипы, а в людных местах установлены специальные контейнеры для пустых бутылок. Стеклобой перевозят на стекольный завод, где он измельчается и идет на изготовление новой стеклянной продукции. Дополнительную экономию средств дает установка отдельных контейнеров для изделий из коричневого, зеленого и бесцветного стекла, что упрощает их сортировку на стекольных заводах.
Некоторые напитки продаются в бутылках, за которые взимается небольшой залог, возвращаемый при сдаче пустой тары. Так стимулируется возврат покупателями пустой стеклотары, которую затем изготовитель забирает из магазинов для повторного использования. Таким образом, достигается существенная экономия производства, но появляются дополнительные расходы, связанные со сбором, очисткой и стерилизацией утильсырья. Поэтому многие изготовители отказываются от сбора использованных бутылок. В современных мусоровозах мусор обычно загружается в приемный отсек в задней части кузова, где он сгребается и уплотняется. Но эта система, как правило, не годится для громоздких предметов, таких как старые кухонные плиты, холодильники или мебель. Такие вещи хозяева или отвозят на пункт сбора утильсырья сами, или платят местным службам за подобную услугу. Некоторые крупные металлические изделия могут заинтересовать местного скупщика металлолома, и хозяин получит деньги за наиболее цепные из них, например, свинцовые трубы. Ряд отраслей промышленности производит большие количества отходов, которые либо перевозятся прямо на предприятия, использующие их в своем производстве, либо перерабатываются. Так, шлак, являющийся отходом угольной промышленности, используется в строительстве в качестве материала для фундаментов, а из определенного вида тряпичного утиля можно получать высококачественную бумагу.
Канализационные системы впервые стали использовать более 5000 лет назад, а технологии упорядоченного удаления и захоронения отходов появились относительно недавно. Первобытные люди просто меняли место стоянки, когда смрад от мусорных куч становился невыносимым. А жители постоянных поселений сжигали все. что горит, а остальной мусор вывозили на свалки или захоронения.
В Англии каждый домовладелец отвечал за вывоз мусора вплоть до принятия в 1875 г. Закона о здравоохранении, которым устанавливалась система регулярного сбора и удаления мусора в жилых районах.
Самый простой способ удаления собранного мусора - сваливать его на пустыре. Но большие свалки портят пейзаж и загрязняют атмосферу. Вдобавок, многие районы испытывают дефицит земельных участков. Поэтому отдается предпочтение методу т. н. "санитарной свалки". Отходы измельчаются, трамбуются и укладываются слоями, между которыми насыпается грунт. Живущие в почве организмы ускоряют разложение, а благодаря уплотнению исключается образование углублений при падении тяжелых предметов. Кроме того, уменьшение объема мусора при уплотнении во многом облегчает задачу его захоронения.
В Англии таким методом уничтожается примерно 9% отходов. Иногда он используется для упорядочения грунта, вынутого при разработке шахт или карьеров. На месте некоторых отвалов разбиты парки, а в США даже были насыпаны несколько искусственных холмов для горнолыжников.
Применяются два основных метода уменьшения объемов мусора: измельчение и сжигание. Измельчение - это механический процесс дробления и резки отходов. Отдельные измельчительные машины способны перерабатывать до 70 т мусора в час.
Сжигание в специальной установке при температуре 750-1000"С является наиболее эффективным способом уменьшения объема мусора. Кое-где местные власти используют мусоросжигатели для теплоснабжения: нагреваемая в этих установках вода подается в батареи отопления соседних домов. Однако не все тепло, получаемое при сжигании мусора, используется для данной цели - часть его расходуется на сушку поступающих отходов, прежде чем они подаются в основную камеру мусоросжигателя. Зола, образующаяся по мере сжигания мусора, осыпается вниз через решетку и удаляется.
Главным недостатком сжигания является образование значительного количества копоти и дыма. Поэтому необходимо применять различные методы очистки выхлопных газов мусоросжигательных установок, чтобы свести к минимуму загрязнение воздуха.
Большое количество макулатуры, металлов, пластмасс и стекла используется для вторичной переработки. Значительная часть таких материалов собирается отдельно в жилых и промышленных районах. Но и в обычном мусоре содержатся ценные материалы, которые можно извлечь на разных этапах переработки до захоронения. Высушенные отходы подвергаются безвоздушному нагреву для получения ряда полезных веществ, включая окись углерода, метан, водород древесный уголь, различные масла и деготь. Установленные над конвейером мощные магниты извлекают из мусора черные (содержащие железо) металлы. Применяются разные методы отделения стекла, алюминия и других цветных металлов в зависимости от их физических свойств.
Многие сортировочные машины отделяют материалы по их плотности. Например, в сепараторе с наклонной пластиной более плотные материалы измельченных отходов соскальзывают в нижнюю часть вертикального конвейера, а материалы меньшей плотности транспортируются наверх. В мусоросжигателях стекло и металлы расплавляются и стекают вниз, где их и собирают.
Стекло можно сортировать на цветное и бесцветное. Для этого осколки стеклянной смеси пропускают через сильное магнитное поле. Осколки бесцветного стекла остаются на месте, а цветные отклоняются магнитным полем и отделяются от общей массы. Затем их можно разделить по цвету: осколки, проходя через световые лучи, меняют цвет, что фиксируется фотоэлектрическими устройствами. После этого происходит автоматический сбор стекла каждого цвета отдельно.
В основном из отходов извлекают такие металлы, как железо и алюминий, а также в небольших количествах свинец, медь и ртуть. Учитывая высокую стоимость золота и платины, переработка больших объемов металлолома для извлечения относительно небольшого количества этих драгоценных металлов считается экономически выгодной. Прокормить 5,3 миллиарда населяющих нашу планету людей далеко не просто: хотя, на первый взгляд, земли вокруг вдоволь, огромные территории не пригодны ни для земледелия, ни для выпаса скота.
2. Рекультивация земель
Значительную часть суши занимают пустыни, тундра и горы. Плодородные почвы повсюду в дефиците, и, поскольку больше половины населения миря занимается фермерством, пахотные земли постоянно испытывают колоссальные нагрузки.
Расширять площади сельскохозяйственных угодий можно двумя путями. Первый - шаг за шагом отвоевывать у моря участки суши, которые испокон веков подвержены затоплению. Второй шаг - мелиорация (улучшение) малоплодородных земель. В этих целях применяется ирригация, т. с. орошение засушливых участков или же осушение переувлажненных, например, Болотного края в Англии.
Иногда люди приводят землю в негодность промышленными отходами или неправильной обработкой, и тогда приходится принимать меры носе возвращению к жизни.
Все эти методы называют общим термином "рекультивация". Когда население планеты было не столь многочисленным, люди 1 то пользовались землей с бездумной расточительностью. Сегодня каждый плодородный клочок нужно беречь как зеницу ока.
Замечательный пример отвоевания суши у морской стихии демонстрируют Нидерланды. Свыше 40% территории страны - осушенное морское дно, солончаковые болота или озера. Еще во времена Древнего Рима, когда уровень моря поднялся на приморские участки этого края стали подвергаться регулярному затоплению. Когда Зейдер-Зе представляло собой неболъшое озеро, но в XIII в. нагонные волны превратили его в огромный морской залив, расширявшийся с каждым наводнением.
В 1927 г. голландцы приступили к возведению заградительной дамбы, отделив озеро Эйсселмер, названное по имени питающей его реки Эйссел, а также четыре польдера (осушенных участка), огражденных по периметру плотинами. На этих территориях раскинулись плодородные поля.
Дамбы пополнили сеть гидротехнических сооружений, защищающих от моря значительную часть страны. Чтобы осушенные участки снова не были затоплены, насосные станции непрерывно откачивают воду.
Катастрофические наводнения 1953 г. в дельте реки Шельды унесли 1800 человеческих жизней. Чтобы застраховать себя от подобных трагедий, голландцы построили широкую сеть плотин, шлюзов и дамб. Для этого на предварительно уплотненное морское дно укладывали так называемые фашинные тюфяки из песка, гравия и синтетических волокон с целью предотвратить размывание лонного грунта. Затем на них устанавливали могучие железо
Колебания уровня моря и нагонные волны создали Болотный край па востоке Англии и расширили залив Уош па северо-востоке.
Болотный край - это переувлажненная местность, заросшая камышом и прочими болотными растениями. Ближе к суше болота покоятся на торфяниках, а ближе к морю - на наносах морского ила. Древнеримские инженеры пытались их осушить, но без особого успеха. В XVII в. на помощь были призваны голландские инженеры, признанные мастера по борьбе с морской стихией. Они-то и сумели осушить большую часть болот, превратив их в фермерские угодья.
Неожиданным результатом этих работ стало то, что по мере осушения почва осела и оказалась ниже уровня дренажных каналов. Поэтому каналы пришлось защищать высокими дамбами и непрерывно откачивать насосами коду из разветвленной дренажной о системы. Благодаря рекультивации в сельскохозяйственный оборот вводятся обширные площади пахотных земель. На протяжении веков Понтийские болота в окрестностях Рима были практически необитаемы, являясь рассадником комара анофелеса - переносчика малярийной инфекции.
Понтийские болота сформировались в вследствие землетрясения, которое приподняло прибрежный участок суши и перекрыло русла рек. Попытки осушить болота предпринимались в течение 2200 лет.
Наконец, в 1920-30-х гг. итальянский диктатор Бенито Муссолини приступил к реализации крупномасштабного проекта по осушению болот. Сегодня один гигантский канал отводит в море воды затоплявших территорию рек, а другие каналы обеспечиваю' постоянный дренаж почв. Рассадники комаров были уничтожены, а с ними исчезла и малярия. На бывших безлюдных пустошах выросли пять новых городов.
Седьмую часть суши занимают пустыни, на которых царит такая сушь, что отсутствует всякая растительность. Единственный способ превратить пустыню в цветущий край - орошение.
Крестьяне Ближнего Востока не одну тысячу лет орошают свои наделы. Еще в III тыс. до н.э. полив применялся в долинах Нила, Тигра и Евфрата в Месопотамии (нынешний Ирак), а также рек Индии и Китая.
Простейший метод орошения - доставка воды по оросительным каналам из реки или озера к возделываемым участкам. Однако это осуществимо лишь там, где вода сама может течь под воздействием земной гравитации.
Было время, когда на Ниле ежегодно наблюдались высокие паводки. Крестьяне собирали воду в специально устроенных водоемах, из которых и поливали свои участки после спада большой воды. В 1968 г. паводковую мощь обуздала высотная Асуанская плотина, и теперь воды Нила накапливаются в искусственном озере Насер. Благодаря контролируемому орошению земель водами этого озера Египет смог удвоить производство сельскохозяйственной продукции.
В недрах пустынь скрываются громадные природные резервуары пресной воды. Есть они, например, в израильской пустыне Негев, в Сахаре и Большой Австралийской пустыне.
В некоторых местах - например, в Австралии - из-за смещения водоносных слоев подземные воды находятся под высоким давлением, и из пробуренной скважины вода бьет фонтаном. Такой источник называется артезианским по имени французской исторической области Артуа. Однако из большинства скважин воду приходится выкачивать.
Поднятая на поверхность вода распределяется тремя способами. При поливе дождевальными установками она форсунками распыляется в воздухе и легким дождем падает на землю. При струйном орошении вода под низким давлением нагнетается по трубам, проложенным на поверхности грунта. При подпочвенном орошении вода поступает непосредственно к корням растений по подземным трубам.
Два последних метода требуют больших затрат на прокладку труб и применяются только в Западной Европе, па юго-востоке Австралии и в Израиле, где климат позволяет выращивать ценные культуры, в том числе фрукты, овощи и цветы. За последние 40 лет Израиль освоил обширные участки пустыни Негев, беря для полива воду из расположенного на севере страны Тивериадского озера.
Бесконтрольное орошение приводит к засолению почвы. Если полив обилен, а стекать избыточной воде некуда, почва перенасыщается влагой, и скрытые в нижних пластах соли вместе с подземными водами выносятся на поверхность. При недостаточном поливе растворенные в воде соли в результате испарения накапливаются в прикорневой зоне.
В Египте орошение земель из образованного Асуанской плотиной водохранилища вызвало серьезные экологические последствия. Если прежде нильские паводки ежегодно оставляли на полях слой плодородного ила, то сейчас вместо него используют химические удобрения, между тем как иловые отложения без пользы накапливаются за гребнем плотины. Тс же паводки регулярно смывали улиток, являющихся переносчиками опасной болезни - шистосоматоза. Сейчас улитки свободно размножаются, распространяя заболевание.
На западе США из реки Колорадо берут так много воды для полива апельсиновых рощ в Южной Калифорнии и сельскохозяйственных угодий ниже по течению, что в низовьях реки ощущается острая нехватка воды.
В бывшем Советском Союзе настоящей катастрофой обернулся забор воды из Амударьи и Сырдарьи для орошения хлопковых полей в республиках Средней Азии к югу от Аральского моря, из-за чего само море практически лишилось речного питания. С 1960 года площадь Арала сократилась наполовину, процветавшее рыболовство загублено, а дно моря сковано солончаковой коркой. Испарения водного зеркала уже не создают прохладного микроклимата, и здешние места превратились в настоящее пекло.
Большое значение придается почвозащитным мерам, препятствующим водной эрозии или выветриванию. В основе современных почвозащитных методов лежит отказ от таких вредных агротехнических методов, как перенасыщение севооборота, выбивание пастбищ, уничтожение растительного покрова и продольная вспашка на склонах холмов. В Южной Америке, чтобы обеспечить землей увеличивающееся население, были вырублены огромные массивы тропических лесов. Но почвенный слой в этих краях неглубок и в местах вырубок быстро вымывается.
Существуют три основных метода защиты почв. Первый - это ослабление действия дождей, водных потоков и ветров. Второй - улучшение состояния самой почвы. И третий - дренаж земель, при котором вода свободно стекает, не унося с собой плодородных слоев.
Лучшим средством закрепления почвы является трава. Густой травяной покров надежно удерживает ее на месте, скрепляя корнями, словно арматурой. На целинных землях, распаханных под зерновые культуры и лишенных круглогодичного растительного покрова, неизбежно начинается глубокая эрозия.
В 1930-х гг. бескрайние территории на юге американских Великих равнин оказались беззащитными перед буйством природных стихий. "Облысение" почв совпало с тяжелой засухой, и вереница пылевых бурь буквально сдувала плодородный слой. Войдя в историю под названием - Пылевой котел", это явление заставило людей принять срочные охранные меры - в частности, высадить лесозащитные полосы.
С легкостью кочуют по воле ветров прибрежные песчаные дюны. Чтобы закрепить их па месте, высевают неприхотливые травы, например, песчаный тростник с жесткими стеблями и глубокой корневой системой, привычный к солончаковым почвам. На дюнах, намываемых приливными волнами, сеют морской пырей, не боящийся морской воды. В этих же целях на каучуковых плантациях между деревьями высаживают низкорослые растения, чтобы не допустить смывания почвы тропическими ливнями. Эту задачу обычно выполняют представители семейства бобовых, усваивающие атмосферный азот и накапливающие его в корневой системе.
Многие каучуковые плантации, особенно в Малайзии, расположены на склонах холмов. Чтобы предотвратить эрозию, холмы изрезаны террасами. Каждая терраса расположена не горизонтально, а с незначительным уклоном внутрь, к основанию холма, чтобы удержать воду. На подобных террасах выращивают и другие культуры, например, рис.
В краях, где ощущается нехватка пахотных земель - к примеру, на скалистой Мальте - тоже применяется террасное земледелие. Здесь земля ценится настолько, что, прежде чем построить дом, слой почвы снимают и вывозят в другое место.
Во всем мире па склонах холмов ведется контурная вспашка. Борозды, повторяющие линии естественного рельефа, хорошо задерживают воду. При продольной вспашке создаются искусственные канавы, по которым стремительно стекают потоки воды, смывая почву. В Китае, где легкие лёссовые (наносные) почвы в долинах рек и аллювиальные (пойменные) равнины чрезвычайно подвержены эрозионным процессам, контурная вспашка практикуется с древнейших времен.
3. Восстановление почв после промышленных разработок
Огромный вред окружающей среде наносит добыча полезных ископаемых шахтным и открытым способами. В местах горных выработок образуются "лунные пейзажи".
Было время, когда из отвалов породы вокруг шахт вырастали высокие терриконы. Современные методы шахтных работ значительно сократили объем отходов, а старые терриконы постепенно ликвидируются.
При открытой добыче снимаются верхние слои земли, чтобы добраться до неглубоких залежей угля. В наши дни на месте выработанных карьеров проводится рекультивация ландшафта. Провалы засыпают землей, выравнивают, вносят удобрения, высаживают деревья и сеют траву. В некоторых местах после укладки плодородного слоя эти земли возвращают в сельскохозяйственный оборот.
На месте карьеров часто остаются глубокие выемки, которые со временем заполняются водой. Их нередко превращают в искусственные водоемы, и, проведя ландшафтные работы, используют как зоны отдыха.
Заключение
Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающий человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества!
Список литературы
1. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. - М.: Фиар-Пресс, 2002. - 236 с.
2. Инженерная защита окружающей среды. Очистка вод утилизация отходов. - М.: Издательство ассоциации строительных Вузов. - М.: 2002. - 296 с.
3. Краснянский М.Е., Утилизация и рекуперация отходов. - М.: КНЬ, 200. - 228 с.
4. Сметанин В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. - М.: 2002. - 96 с.