Курс лекций по "Экологии"

1)  Техногенная  ситуация в России.

В России 150 тыс. предприятий  и более 2,5 млн опасных объектов вызывают серьезную тревогу состояния промышленной безопасности. Главная причина — старение производственных фондов, которое по некоторым отраслям доходит до 60-80 % . Если учесть, что нарастание износа оборудования ежегодно составляет 3-5 %, то через 10 лет на морально и физически устаревшем оборудовании будет опасно работать. Примером может служить угольная промышленность. В реконструкции и техническом перевооружении нуждаются 80 % шахт. Реструктуризация в отрасли привела к ее развалу и дезорганизации систем управления промышленной безопасностью, упала производственная и трудовая дисциплина. По скорбной неофициальной статистике 1 млн тонн добытого угля стоит человеческой жизни. Идет закрытие шахт, причем в большинстве случаев путем затопления, при этом безопасность при их ликвидации фактически не выполняется. На низком уровне технической безопасности ведутся горные работы на рудниках и золотых приисках в республике Саха, Красноярском крае, Иркутской области и др. Ликвидация объектов осуществляется в большинстве случаев без проектов. Сложившаяся ситуация приводит к росту аварийности на горных работах. Весьма сложной остается ситуация с промышленной безопасностью на предприятиях нефтегазодобывающей промышленности. 7500 бесхозных скважин представляют экологическую опасность. Протяженность трубопроводов составляет 350 тыс. км, на них ежегодно происходит более 50 тыс. инцидентов с выбросом нефти. На магистральных трубопроводах более 300 газораспределительных станций находятся в неудовлетворительном состоянии, что приводит к росту числа аварий и перебоям в газоснабжении. Почти на четверть выросло число аварий на объектах котлонадзора. Аналогичная ситуация складывается и на объектах газоснабжения, при перевозках опасных грузов, при производстве взрывных работ. 
А ведь известно, что на ликвидацию аварий затрачивается в 3—4 раза больше средств, чем на профилактические работы. 
В сложившейся ситуации глубокого кризиса в экономике следует максимально ослабить воздействие отрицательных факторов, ужесточить требования к нарушителям производственной и технологической дисциплины, восстановить разрушенную систему промышленной безопасности за счет организационно-технических мероприятий, поддержать работоспособность имеющегося оборудования. Если не принять мер, то в ближайшее время опасные объекты станут непригодными к эксплуатации и приведут к техногенным катастрофам и многочисленным жертвам.

2) Проблемы использования  и воспроизводства водных ресурсов.

Оборотные и замкнутые  водохозяйственные системы

Интенсивное развитие промышленности и сельскохозяйственного производства, повышение уровня благоустройства  городов и населенных пунктов, значительный прирост населения обусловили в  последние десятилетия дефицит  и резкое ухудшение качества водных ресурсов практически во всех регионах России.

Одним от основных путей  удовлетворения потребностей общества в воде является инженерное воспроизводство  водных ресурсов, т.е. их восстановление и приумножение не только в количественном, но и в качественном отношении.

Перспективы рационального  воспроизводства технологического расхода воды связаны с созданием  на предприятиях систем повторно-последовательного, оборотного и замкнутого водоснабжения. В их основу положено удивительное свойство воды, позволяющее ей не изменять своей физической сущности после  участия в производственных процессах.

Промышленность России характеризуется  высоким уровнем развития систем оборотного водоснабжения, за счет которых  экономия свежей воды, расходуемой  на производственные нужды, составляет в среднем 78%. Лучшие показатели использования  оборотных систем имеют предприятия  газовой (97%), нефтеперерабатывающей (95%) отраслей, черной металлургии (94%), химической и нефтехимической (91%) промышленности, машиностроения (85%).

Максимальные расходы  воды в системах оборотного и повторно-последовательного  водоснабжения характерны для Уральского, Центрального, Поволжского и Западно-Сибирского экономических районов. В целом  по России соотношение объемов использования  свежей и оборотной воды составляет соответственно 35,5 и 64,5%.

Широкое внедрение совершенных  водооборотных систем (вплоть до замкнутых) способно не только решить проблему водообеспечения потребителей, но и сохранить природные водоисточники в экологически чистом состоянии.

Использование водных ресурсов

В последние годы из-за экономической  дестабилизации, приведшей к падению  выпуска промышленной продукции, снижению продуктивности сельского хозяйства  и сокращению орошаемых площадей, в России наметилось уменьшение объемов  водопотребления (за 1991 -1995 гг. пресной  воды - на 20,6%, морской - на 13,4%). Изменилась и структура использования пресной  воды: водопотребление на производственные нужды сократилось на 4% (с 53% в 1991 г до 49% в 1995 г), на орошение и обводнение - на 3% (с 19 до 16%),в то же время доля хозяйственно-питьевого водоснабжения  возросла на 4% (с 16 до 20%).

К 1997 г. объем использования  пресной воды составил в России 75780,4 млн. м3/год, морской - 4975,9 млн. м3/год.

Коммунальное  водоснабжение

Коммунальное хозяйство  России обеспечивает потребность в воде городского населения, коммунальных, транспортных и прочих непромышленных предприятий, а также расходы воды на благоустройство населенных пунктов, полив улиц и тушение пожаров.

Отличительная особенность  коммунального хозяйства - постоянство  водопотребления и жесткие требования, предъявляемые к качеству воды.

Основной объем (84-86%) потребляемой воды используется для хозяйственно-питьевых нужд населения, в среднем по России удельное водопотребление на одного городского жителя составляет 367-369 л/сут.

Около 99% городов, 82% поселков городского типа, 19,5% населенных пунктов  в сельской местности обеспечены централизованным водоснабжением. Благоустройство городского жилого фонда в среднем по стране характеризуется следующими показателями обеспеченность центральным водопроводом - 83,8%, канализацией - 81,4% центральным отоплением - 84,7%, ванными и душем - 76,7%, горячим водоснабжением - 70,8% (данные за 1996 год).

В поверхностные водные объекты  предприятиями отрасли отводится  около 13 км 3/год сточных вод, по разным причинам в структуре сбрасываемых вод преобладают недостаточно очищенные. В целом по стране через системы  очистных сооружении предварительно пропускается около 70% всей подаваемой воды.

Из-за неблагополучного состояния  источников питьевого водоснабжения  и несовершенства системы водоподготовки не теряет своей остроты проблема качества воды. Стандартные сооружения очистки, включающие двухступенчатую  схему осветления, обесцвечивания и  обеззараживания не справляются  с возрастающими нагрузками новых  загрязнителей (тяжелых металлов; пестицидов, галогенсодержащих соединений, фенолов, формальдегидов). Хлорирование воды, содержащей органические вещества, накапливающиеся  в водных источниках, приводит к  ее вторичному загрязнению и образованию  канцерогенных хлорорганических соединений.

Около 70% промышленных предприятий  сбрасывают в коммунальную канализацию  сточные воды, в которых, в частности, содержатся соли тяжелых металлов и  ядовитые вещества. Осадок, образующийся при очистке таких сточных  вод, не может быть использован в  сельском хозяйстве, что создает  проблемы с его утилизацией.

Промышленное  водоснабжение

Промышленное водоснабжение, обеспечивающее функционирование технологических  процессов, является ведущим направлением водопользования. Системы промышленного  водоснабжения включают в себя гидротехнические сооружения по забору технической воды и доставке се предприятиям, а также  системы водоподготовки.

Промышленный потенциал  каждого экономического района Российской Федерации представлен практически  всеми основными отраслями. Есть и такие районы, где преимущественно  сконцентрированы совершенно определенные отрасли промышленности. Например, 46% объема производства легкой промышленности сосредоточено в Центральном  экономическом районе, на долю Уральского экономического района приходится около 70% продукции черной и цветной  металлургии, на долю Западно-Сибирского - 46% топливной промышленности.

Объемы водопотребления  зависят от структуры промышленных предприятий, уровня технологии, выполняемых  мероприятий по экономии воды. Наиболее водоемкими отраслями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, машиностроение, нефтехимическая и деревообрабатывающая промышленность. На долю самой водоемкой  отрасли - электроэнергетики - приходится около 68% суммарного потребления свежей и 51% - оборотной воды.

Так как большинство промышленных объектов сосредоточено в крупных  городах, в России преимущественное развитие получили объединенные промышленно-коммунальные системы водоснабжения, что, в свою очередь, приводит к неоправданно высоким  расходам на промышленные нужды воды питьевого качества (до 30-40% суточной подачи городских водопроводов).

Предприятия промышленности являются основным источником загрязнения  поверхностных вод, ежегодно сбрасывая  большое количество отработанных сточных  вод (в 1996 г. - 35,5 км'). Особенно разнообразны по своим свойствам и химическому  составу сточные воды химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и угольной промышленности. Несмотря на достаточную мощность очистных сооружений, только 83-85% отводимых сточных  вод соответствуют нормативным  требованиям. В структуре отводимых  вод, содержащих загрязняющие вещества выше нормативного уровня, сброс без  очистки составляет в настоящее  время 23% (в 1991 г- 28%), остальные воды сбрасываются недостаточно очищенными.

Сельскохозяйственное  водоснабжение

В сельской местности водоснабжение  осуществляется главным образом  по локальным системам и путем  индивидуального обеспечения водопользователей. Системы локального водоснабжения  в очень сильной степени зависят  от качества воды в источниках и, в  случае необходимости, оборудуются  специальными сооружениями. В районах  с высокой плотностью сельского  населения применяются групповые  системы.

Для нужд отрасли из природных  водных источников забирается около 28% суммарного объема изъятия воды.

Среди сельскохозяйственных отраслей основным потребителем свежей воды н крупным загрязнителем  поверхностных водоемов, сбрасывающим через коллекторно-дренажную сеть неочищенные сточные воды, является орошаемое земледелие. Серьезную  опасность для поверхностных  водоемов представляет вынос с сельскохозяйственных полей удобрений и ядохимикатов.

Другим крупным водопотребителем и мощным источником загрязнения поверхностных и подземных вод являются животноводческие комплексы по выращиванию крупного рогатого скота, свиней, птицы. Очистка животноводческих сточных вод связана с большими трудностями, поскольку перед сбросом в водные объекты их необходимо длительное время выдерживать в прудах-накопителях.

Водный транспорт

Водный транспорт является едва ли не самым древним водопользователем. По внутренним водным путям России (рекам, озерам, водохранилищам, каналам), имеющим общую протяженность  свыше 400 тыс. км, перевозится до 50 млн. т грузов.

При использовании рек  и других водных объектов для судоходства  необходимо поддерживать на них гарантированные  глубины, режим стока и прочие условия, обеспечивающие бесперебойную  работу водного транспорта в навигационный  период.

В ряде случаев интересы водного транспорта вступают в противоречия с интересами других водопользователей  и водопотребителей, таких как водоснабжение, орошение, гидроэнергетика. Например, гидростроительство, с одной стороны, позволяет увеличить глубину и ширину водного пути, ликвидировать пороги, а с другой - вносит серьезные осложнения в работу водного транспорта за счет сокращения продолжительности навигационного периода, резких суточных и недельных колебаний расходов и уровней воды в нижних бьефах гидростанций.

Водный транспорт, не предъявляя высоких требований к качеству воды, является одним из значительных источников загрязнения водных объектов нефтепродуктами  и взвешенными веществами.

Весьма неблагоприятное  воздействие на экологическое состояние  водоемов оказывает лесосплав, изменяя  естественное состояние русел, засоряя  водные объекты затопленной древесиной, разрушая нерестовые участки.

Рыбное хозяйство

Рыбное хозяйство непосредственно  связано с использованием водных ресурсов и предъявляет очень  высокие требования к их режиму, количественному и качественному  состоянию. Для успешного воспроизводства  и нормального развития рыбы необходимы чистая вода с достаточным количеством  растворенного кислорода и отсутствием  вредных примесей, соответствующая  температура и обеспеченность кормами. Нормативы качества воды для рыбохозяйственных объектов более строгие, чем для источников питьевого водоснабжения.

В России около 30% уловов во внутренних морях и водоемах приходится на долю пресноводных рыб (щуки, леща, судака, плотвы, окуня, сазана, сига, севрюги, белуги, семги, кеты, горбуши). В последние годы отмечается сокращение уловов, что обусловлено уменьшением продуктивности рыбохозяйственных объектов в результате интенсивного антропогенного воздействия.

Увеличение воспроизводства  рыбы осуществляется за счет искусственного рыборазведения на рыбоводных заводах, в нерестово-выростных хозяйствах, рыбопитомниках. Весьма перспективным  направлением является выращивание  рыб в водоемах-охладителях тепловых электростанций.

Рекреации