Викиди в атмосферу електростанцією потужністю

1000 МВт за рік (в тоннах)

При спалюванні органічного палива виробляється велика кількість шкідливих відходів, особливо сірковмісних сполук. На ТЕС формується велика кількість твердих шлаків, золи, стічних вод, газоподібних викидів. При будівництві гідроелектростанцій великі площі родючих ґрунтів затоплюються водосховищами. Все це призвело до того, що багато країн пішли шляхом розвитку атомної енергетики, проте при їх будівництві та експлуатації слід дотримуватися жорстких екологічних вимог з метою запобігання виникнення екологічним катастрофам по типу Чорнобильської.

Головним напрямком розв'язання екологічних проблем енергетики є зміна самої технології спалювання палива, забезпечення глибшої переробки окремих видів палива і запровадження енергозберігаючих технологій. Так на Україні глибина переробки нафти становить 53%, тоді як у високо розвинутих країнах – більше 90%. Відповідно 47% всього обсягу переробленої нафти йде на спалювання у ТЕС. Значні також втрати енергії при транспортуванні – вони за оцінками спеціалістів перевищують 10% всього її обсягу.

Металургія. При виплавлянні 1 т. чавуну до атмосфери потрапляє 4,5 кг пилу, 2,7 кг сірки, до 0,6 кг мангану, а також сполуки фосфору, миш'яку, ртуті, свинцю (Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М..– С.67). Розвиток металургійного комплексу пов'язаний з розробкою родовищ чорних і кольорових металів, видобутком коксівного вугілля, вогнетривів, флюсових вапняків тощо. Ця галузь потребує великої кількості води. Результатами металургійного виробництва стають велика кількість шлаків, золи, викидів у атмосферу. Щодо кольорової металургії часто не забезпечується комплексність використання сировини, а малий вміст металу у рудах призводить до необхідності великомасштабних гірничорудних розробок. Часто густо ця галузь реагує на рівень ресурсозабезпеченості країн металургійними ресурсами. Тому при однаковому рівні економічного розвитку окремі країни досягають різних рівнів використання цих ресурсів. Як зазначають автори (ЛіпецЮ.Г. та ін., 1999. – С. 365), на прикладі кольорової металургії можна прослідкувати реальну реакцію економіки на ресурсозабезпеченість. У США зі 100 металів, які містяться у руді використовуються принаймні 6-7, тоді як у розвинутих країнах Європи 25 (Німеччина – 33), а в Японії 30-32. Ще більше це проявляється при використанні вторинної сировини – для США вони становлять 10-12%, а Західній Європі – до 35%.

Хімічна промисловість. Особливістю хімічної промисловості є дещо менші обсяги загальних викидів у навколишнє середовище, але велика їх кількісна диференціація. Це при тому, що в навколишнє середовище викидаються дуже небезпечні речовини, які не існують у природі і не залучаються в кругообіг речовин. Для знешкодження їх виникає потреба в утилізації відходів, будівництві дорогих очисних споруд, удосконалення технології хімічного синтезу. Найбільше забруднень хімічного походження виникає при виробництві барвників, пластмас, гуми. Окремі виробництва є надзвичайно водомісткими – для виробництва 1 т синтетичних волокон необхідно використати 5000 м³ води. Часто на хімічних підприємствах виникають аварійні ситуації, що призводить до аварійних скидів шкідливих речовин, результатом чого стає не лише забруднення навколишнього середовища і загибель рослин і тварин, а й загибель людей. Так аварія на хімічному комбінаті у м. Бхопалі в Індії у середині 80-х років минулого століття забрала життя більше 5 тисяч осіб.

Транспорт. – Землі транспорту займають близько 7% суходолу. Нині в світі нараховується більше 400 млн. одиниць автомобілів, які стали основними забруднювачами атмосфери вуглекислим газом і свинцем. У їх двигунах щороку спалюється близько 2 млрд. т нафтового палива, при чому коефіцієнт їх корисної дії не перевищує 23%. У містах з розвинутою промисловістю 80% всіх забруднень припадає якраз на автотранспорт. У двигунах внутрішнього згоряння на спалювання 1 т бензину витрачається 15 т повітря, в атмосферу викидається 200 кг оксиду вуглецю, 25 кг вуглеводнів, 20 кг оксиду азоту, по 1 кг оксиду сірки і сажі (Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М.).

Великою екологічною проблемою транспортного комплексу у світі є стрімке нарощування потенціалу морського транспорту, особливо нафтоналивної танкерної його частини. Небезпеку приховує також використання транспортних засобів цивільного і військового призначення, які працюють на основі використання атомної енергії (підводні човни, криголами). Частими є аварії на нафто- і продуктопроводах, що призводить до виливу транспортованих продуктів і забруднення великих територій. Типовій в цьому відношенні стала аварія нафтопроводу в арктичному районі АР Комі біля Усинська в Росії, у результаті чого вилилося до 100 тис. т нафти. Ця екологічна катастрофа стала однією з найбільших у світі в 90-х рр., і вона була викликана крайньою зношеністю трубопроводу. Аварія отримала світовий розголос, хоча вона є однією з багатьох. У тому ж регіоні АР Комі в 1992 р. відбулося близько 890 аналогічних аварій.

Дедалі екологічно небезпечнішою стає цивільна авіація, а кількість осіб, які користуються її послугами у світі невпинно зростає і на сьогодні становить 700 млн. пасажирів. Повітряний транспорт споживає 14% світового виробництва палива. Лише літак "Боїнг" при зльоті спалює майже 8 т пального, а на 1 годину польоту йому потрібно його 16 т.

Значно загострюються екологічні проблеми у житлово-комунальному господарстві. Це зумовлено рядом причин. З одного боку висока концентрація і високе промислове навантаження на обмеженій території призвело до значного рівня забруднення, який перевищує усі екологічні норми. Проблемам містобудування завжди приділяли другорядну роль, порівняно з пріоритетами промислового розвитку, тому це стало причиною незадовільного стану усіх комунальних систем , які підтримують нормальний розвиток міст – каналізації, водопровідні та таплопровідні мережі. Суттєве скорочення інвестицій за остання десять років спонукали до зростання аварійності у їх системах і нераціональному використанні ресурсів. Лише через аварійні стани втрачається 15%всієї води, яка йде на водопостачання міст. У містах практично усі зелені насадження штучного походження, постійно відбувається скорочення зелених зон. Крім побутових відходів і міських стічних вод комунальному господарству приходиться виконувати дещо не притаманну для нього роль – промислові підприємства через нестачу ефективних технологій очищення виробничих стічних вод та їх утилізації скидають у водойми через систему централізованої каналізації висококонцентровані стічні води, шкідливі речовини яких руйнують каналізаційні мережі і порушують технологічні регламенти очищення міських стічних вод. Найпотужнішими джерелами антропогенного впливу на атмосферне повітря в житлово-комунальному господарстві України є котельні теплового господарства та автомобільний транспорт.

4.7 Агроекологічні проблеми розвитку і шляхи їх розв'язання

Сільськогосподарське виробництво займає важливе значення – воно забезпечує людство продуктами харчування, а промисловість – легку і харчову – сировиною. Саме з розвитком сільського господарства було пов'язане виникнення перших екологічних локальних і регіональних змін природного середовища.

Головним ресурсом для розвитку цієї галузі є ґрунти – поверхневий шар гірських порід, який утворився під дією тварин, рослин, мікроорганізмів, клімату, води та інших факторів. Найважливішою його властивістю є родючість – забезпечення рослин необхідними для їх росту і розвитку органічними і мінеральними компонентами, створення сприятливих умов для такого розвитку. Ґрунти складаються з твердої, рідкої, газоподібної і біологічної складових. Родючість ґрунтів визначається їх щільністю, ґрунтотворною породою, вмістом гумусу, концентрацією біогенних елементів, містом забруднюючих речовин тощо.

Найбільшою екологічною проблемою сільськогосподарського освоєння територій є втрати ґрунту. Причинами цих процесів, як зазначають Г. О. Білявський, Л. І. Бутченко та В. М. Навроцький є такі:

Ø розорювання – ґрунти стають беззахисними перед вітровою і водною ерозією, а також великої шкоди завдає культивація небезпечних з точки зору екологічності культур (цукрових буряків, картоплі та інших, з якими з полів вивозиться велика кількість родючого шару);

Ø перевипасання – знищення трав'яного покриву породжує подальшу ерозію;

Ø зрошення – у посушливих місцях воно сприяє вимиванню солей з глибин у верхні горизонти і засолення внаслідок швидкого випаровування;

Ø ерозія – процес руйнування ґрунтового покриву і знесення його часток потоками води (водна ерозія, буває глибинний і площинний змив) або вітром (вітрова ерозія), яка посилюється внаслідок господарської діяльності людини;

Ø підкислення – зниження їх рН, спричинене забрудненням їх хімічними речовинами, які мають кислотний характер;

Ø заболочування;

Ø опустелювання;

Ø забруднення ґрунтів.

Основними забрудниками ґрунтів є мінеральні добрива (азотні, фосфорні, калійні), пестициди, викиди металургійних заводів, відкритий видобуток корисних копалин, сміттєспалювальних фабрик, ТЕС, звалища відходів, атмосферні опади. Нафта і нафтопродукти потрапляють і у ґрунт під час видобутку нафти, при аваріях нафтопроводів, зі стічними водами різних виробництв, під час роботи техніки на полях, змивання нафтопродуктів з автомагістралей, АТП тощо.

Основними шляхами виходу з кризи у сільському господарстві і збереження родючості ґрунтів слід зважати на необхідності проведення наступних заходів. Найважливішим заходом слід вважати інтенсифікацію сільськогосподарського виробництва, виведення нових високопродуктивних сортів сільськогосподарських культур і порід свійських тварин.

Дуже важливим є проведення рекультивації земель, тобто проводити відновлення порушених промисловістю земельних площ з метою їх використання в інших галузях народного господарства. Особливо актуальними такі заходи є високорозвинутих промислових районах або в районах масштабних гірничих розробок. Рекультивація включає цілий комплекс напрямків:

Ø сільськогосподарський – вирощування сільськогосподарських культур, для яких токсичні речовини, які знаходять у ґрунті є необхідними у великих кількостях. Наприклад, ріпак можна використовувати для рекультивації земель, постраждалих від радіоактивного забруднення, оскільки він накопичує радіонукліди. Інші ж культури використовують з метою закріплення внесеного ґрунту (ковила, типчак, люцерна);

Ø лісогосподарський напрям – розведення лісів на місцях розробок корисних копалин, пак місцях створених відвалів, сміттєзвалищах;

Ø водогосподарський напрям – на затоплених кар'єрах можуть створюватися ставки, рибні господарства, водноспортивні бази, протипожежні водосховища, інші водогосподарські об'єкти;

Ø рекреаційний напрям – використання для відпочинку населення;

Ø будівельний напрям – забудова рекультивованих земель;

Ø санітарно-гігієнічний напрям – використання територій кар’єрів під звалища відходів.

У сільському господарстві необхідне удосконалення технології обробітку ґрунту, меліорацій і виробництва хімічних добрив і засобів захисту рослин, проведення обґрунтованих з екологічної точки зору систем гідро -, лісомеліорації та хімічної меліорації, удосконалення систем землеробства, застосування елементів його альтернативних типів, виведення з експлуатації малопродуктивних земель.

Важливою проблемою, яка носить глобальний характер, є боротьба з ерозією ґрунтів. Остання охоплює головним чином комплекс таких заходів:

· ґрунтозахисна сівозміна – виключення просапних культур і збільшення частки багаторічних трав, підсівних культур, правильне визначення складу оброблюваних культур, їх чергування і агротехнічні прийоми. Збільшення частки багаторічних трав, з метою захисту грунту від руйнування в ерозійні небезпечні періоди;

· агротехнічні протиерозійні заходи – заміна відвальної оранки обробкою ґрунту без обороту пласта, оранка, культивація і рядовий посів сільськогосподарських культур упоперек схилу, по можливості паралельно основному напряму горизонталей;

· лісомеліоративні протиерозійні заходи і створення водорегулюючих лісосмуг – створення водорегулюючих лісосмуг, створення водозахисних лісових насаджень навкруги ставків і водоймищ, насадження протиерозійних лісопосадок на сильноеродованних землях;

· гідротехнічні споруди – будівництво гідротехнічних споруд з метою затримання яркових стічних вод на прибалкових смугах; здійснення безпечного скидання поверхневих вод в яри; зміцнення дна і схилів ярів від подальшого розмиву і руйнування.

Сільське господарство повинно бути орієнтоване на вирощування екологічно чистої продукції. Для цього актуальне впровадження біологічних методів боротьби зі шкідниками, охорона підземних і поверхневих вод, створення парку легких сільськогосподарських машин, що в сукупності з перерахованими вище заходами у перспективі дасть відчутний економічний і екологічний ефект.

Питання і завдання для самоконтролю:

1. Які основні форми і наслідки антропогенного впливу на навколишнє середовище?

2. У чому проявляються зміни компонентного складу біосфери і кругообігу речовин у природі?

3. Які види забруднень розрізняють за типом походження?

4. У чому проявляються зміни енергетичного балансу планети і її буферних властивостей?

5. В чому полягає суть виникнення екологічних проблем народонаселення і урбоекологічних проблем?

6. Які проблеми утилізації відходів? Які її головні напрямки?

7. Дайте характеристику методів очищення забруднених промислових стоків і викидів.

8. Розкрийте зміст і завдання радіоекології і екології космосу.

9. У чому полягають екологічні особливості галузевого використання природних ресурсів та екотехнологій?

10. Які головні шляхи вирішення екологічних проблем в галузях промисловості Ви знаєте?

11. Дайте характеристику агроекологічних проблем і шляхів їх розв'язання.

12. Які заходи включає рекультивація земель?

13. Які шляхи боротьби з ерозією ґрунтів?

Лекція 5. Еколого-економічні і еколого-соціальні проблеми використання природних ресурсів

5.1 Сучасний стан навколишнього природного середовища світу і України. Загальний стан природних ресурсів України, еколого-економічні проблеми їх використання

Одним з найбільш використовуваних людством ресурсів була і залишається вода. Вона є не лише важливим виробничим ресурсом, а й предметом гігієни, який забезпечує нормальні умови проживання населення. Останнім часом виникають складні проблеми із водопостачанням міст питною водою, погіршується якість природних водних джерел.

Вода на Землі становить 1370 млн. км³, з яких 94% – солоні води. 70,8% поверхні планети займають моря та океани. Запаси прісної води дещо перевищують 30 млн. км³, при чому в ріках, озерах, і атмосфері міститься трохи більше як 50 тис. км³ води. Потреби людства у воді становлять км³: зрошення – 7000, промисловість – 1700, побутові потреби – 600, розчинення стічних вод – 9000, інші види використання – 400.

Вода використовується як сировина, бере участь у технологічних процесах. В обробній промисловості вода використовується майже у всіх технологічних процесах для розчинення, змішування та очищення. Для виробництва однієї тонни міді потрібно 5000 тонн води, каучуку – 1500 тонн, паперу – 1000 тонн, сталі – 300 тонн, видобутку однієї тонни вугілля – 6 тонн.

За даними ООН чверть населення міст і 80% сільських жителів не забезпечені якісною питною водою при добовому її споживанні 50 млрд. тонн. Дефіцит води у світі пов'язаний з її нерівномірним розподілом. Дефіцит води спостерігається в Японії, Алжирі, Тунісі, Італії, Пакистані. Загальний його обсяг оцінюється у 20 км³.

Більшість водоресурсних систем України є природно гостро дефіцитними а нерівномірність їх поширення по території стали еколого-ресурсними детермінантами подальшого розвитку продуктивних сил. Природний розподіл водних ресурсів не відповідає потребам водо­постачання, а природна вододефіцитність території на фоні виснаження ресурсної бази створює систему факторів обмеження подальшого водогосподарського розвитку. Водні ресурси України формуються в основному за рахунок стоку річок Дніпра, Дністра, Південного Бугу, Сіверського Дін­ця, Тиси. Значна частина річкового стоку е транзитною з територій суміжних держав. Сумарний річковий стік (без врахування стоку р. Дунаю) в середній за водністю рік становить 87,1 млрд. м³, а в розрахунковий маловодний рік - 55,9 млрд. м³, у тому числі транзитний стік з територій Росії і Білорусі відповідно 34,7 і 24,2 млрд. м³. Майже 65 % річкового стоку припадає на басейн Дніпра, 11% – Дністра, 4% – Сіверського Дінця, 3,5% – Південного Бугу. Навіть з урахуванням підземних вод пи­тома водозабезпеченість на І км² території і на душу населення, дуже низька. Україна характерна одними з найнижчих показників природної водозабезпеченості у Європі у розрахунку на одного жителя та одиницю площі країни. Питома забезпеченість населення України річкового стоку з розрахунку на І людину становить близько 1 тис м³/рік. Аналогічні показники для європейських країн становлять відповідно у Швеції – 2,5 тис м³ на рік, Англії – 5, Франції – 3,5, Німеччині – приблизно 2,5, США – 6,8, Канаді - 219 тис м³/рік.

За період з 1990 року водозабір скоротився до 2000 року на 17,353 млн. м³ і становив 18282 млн. м³. За період з 1990 по 1995 рр. Обсяги забору води скоротилися в 1,4 рази, на далі проходило скорочення приблизно на 2 млн. м³ щороку. Деяким зростанням цих показників було в 1999 р., проте вже в 2000 р. пройшло знову скорочення. Найбільші обсяги водозабору були в 2000 р. у Донецькій (2446 млн. м³), Одеській (2180 млн. м³), Дніпропетровській (2081 млн. м³), Запорізькій (1815 млн. м³), Київській (1278 млн. м³) областях. Найменші зміни обсягів водозаборів характерні у Одеській області – скорочення 16,1%, найвідчутніші – у Миколаївській (майже у 3 рази), Вінницькій (у 2,7 разів), Тернопільській і Запорізькій (у 2,6 разів), Черкаській (у 2,5 рази), Івано-Франківській (у 2,3 рази), Дніпропетровській (у 2,1 рази). У цих областях скорочення перевищило середній показник по Україні.

З підземних водних об'єктів забрано 2987 млн. м³ води. Найбільші обсяги підземних вод забираються у Луганській (562 млн. м³), Донецькій (528 млн. м³) і Львівській (260 млн. м³) областях, що становить 45,2% від загального показника. Ф цілому водозабір з підземних горизонтів скоротився за період 1990-2000 рр. на 42,6%.

Знизився також рівень використання води – з 87,9% до 72,8%. Зменшилось використання води за призначенням. Так використання води на виробничі потреби становить сьогодні 42,8% від рівня 1990 року, на господарсько-питні потреби – 71,2%, на забезпечення сільськогосподарських потреб – 30,2%, зрошення – 24,4%. Найбільша кількість води йде на задоволення виробничих потреб – 53,5% (6957 млн. м³). На задоволення господарсько-питних потреб витрачається 25,5%. Частка води, яка йде на зрошення становить 13,1% проти 23,0% у 1990 році. За десять років чітко простежуються дві тенденції:

Ø значне скорочення загальних обсягів водозабору і використання води, що пов'язане зі скороченням обсягів виробництва;

Ø суттєві зміни структури водокористування: частка використання води на виробничі потреби залишається сталою (зміни становлять –0,5), частка використаних вод господарсько-питного призначення зросла на 10,1% (у 1990 р. – 15,4%), зменшилися частки вод для зрошення (суттєво) і несуттєво для сільськогосподарських потреб – з 5,6% до 3,9%.

Якщо ж узяти до уваги факт, що саме скорочення використання води на господарсько-побутові потреби зазнали найменших змін, а зростання її частки спостерігається великим, то це говорить про ще більшу кризу водокористування в галузях промисловості і сільського господарства, включаючи зрошення. І напрошується підтвердження цього стану речей таким чином, що зменшення обсягів водокористування аж ніяк не пов'язане з певними технологічними зрушеннями використання води. Причина одна – скорочення виробництва.

За період з 1990 по 2000 рр. спостерігається загальне скорочення витрат води на задоволення виробничих потреб – відповідно 16247 і 6957 млн. м³.Найбільше свіжої води на виробничі потреби використовується у Запорізькій (1374 млн. м³), Дніпропетровській (1244 млн. м³) та Донецькій (1190 млн. м³) областях. Це найбільш промислово розвинуті області з високою концентрацією потужностей хімічної, металургійної, машинобудівної галузей, які споживають значні кількість води. За аналітичний років використання води скоротилося в галузях промисловості на 57,2%, в тому числі в розрізі за основними користувачами – на 61,9% у Запорізькій, на 51,9% у Дніпропетровській. Використання свіжої води на виробничі потреби у 2000 р. у Закарпатській області становило 11% (5 млн. м³) від його обсягів у 1990 р., а у Севастополі – всього 8%.

В усіх областях України відбулися відчутні зміни в обсягах використання води. Так у ряді областей – Закарпатській, Житомирській, Кіровоградській, Луганській, Львівській, Полтавській, Херсонській, Черкаській та м. Севастополі – обсяги використання води на виробничі цілі становлять менше 30% від показника 1990 року. Лише для Дніпропетровської, Донецької, Київської, Миколаївської, Рівненської, Тернопільської, Чернівецької областей і м. Києва скорочення обсягів використання води на виробничі потреби менші, аніж в середньому в Україні.

Основними причинами забруднення поверхневих і підземних вод України є:

Ø надмірна концентрація промислового виробництва у містах, розвиток комунального господарства, нестача потужностей для переробки промислових і побутових відходів;

Ø забруднення природних вод, яке буває мінеральним, органічним, біологічним, тепловим, радіоактивним і забрудненням твердими відходами;

Ø скидання неочищених та недостатньо очищених комунально-побутових і промислових стічних вод безпосередньо у водні об'єкти та через систему міської каналізації;

Ø надходження до водних об'єктів забруднюючих речовин у процесі поверхневого стоку води з міських територій та дисперсний вид забруднення в результаті експлуатації сільськогосподарських угідь шляхом розвитку процесів водної ерозії;

Ø реалізація в минулому широкомасштабних водогосподарських проектів щодо перерозподілу стоку, зрошення і осушення територій, виправлення стоку рік тощо;

Ø аварійні викиди забруднюючих речовин у водне середовище, у першу чергу забруднення басейну Дніпра радіонуклідами в наслідок аварії на Чорнобильській АЕС;

Ø відсутність досконалої системи обліку за використанням води;

Ø відсутність фінансових ресурсів для впровадження водозберігаючих технологій і експлуатації або підтриманні на належному рівні існуючої водогосподарської інфраструктури;

Ø недосконалість економічного механізму у водному господарстві і структури його управління.

Площа суші Землі становить 133,4 млн. км². На кожного мешканця планети припадає 0,4 га ріллі, але ця цифра постійно скорочується, оскільки площі земель нового освоєння обмежені, а населення планети постійно зростає. Рілля займає 1,5 млрд. га, пасовища і сінокоси 3 млрд. га. У результаті ерозії на планеті втрачено 700 млн. га.

Сучасний стан використання земельних ресурсів України не відповідає вимогам раціонального землекористування. Рівень сільськогосподарського освоєння території країни характерний порушенням екологічного балансу площ ріллі, природних пасовищ і сіножатей, багаторічних і лісових насаджень. Слід зауважити, що рівень розораності території України є чи не найвищим у світі – рілля становить 63%. Більше 80% вона займає від площі сільськогосподарських угідь. Для прикладу, у більшості високо розвинутих країнах Європи частка ріллі в структурі сільгоспугідь коливається в межах 28-32%.

Площа земель, які зрошуються в Україні становить 2,4 млн. га. На них виробляється понад 7% валової продукції рослинництва. Площі земель, які потребують заходів з зрошувальної гідромеліорації становлять понад 10 млн. га. Для покриття дефіциту води побудовано великі гідротехнічні споруди й канали для її подачі у маловодні райони.

Таблиця 5.1.