Загрязнение литосферы. Источники загрязнения почвы. Методы и средства снижения техногенного воздействия на ландшафт и почву.

Литосфера, источники загрязнения.

Человек существует в определенном пространстве, и основной составляющей этого пространства служит земная поверхность - поверхность литосферы.
Литосферой называют твердую оболочку Земли, состоящую из земной коры и слоя верхней мантии, подстилающего земную кору. Расстояние нижней границы земной коры от поверхности Земли изменяется в пределах 5-70 км, а мантия Земли достигает глубины 2900 км. После нее на расстоянии 6371 км от поверхности находится ядро.

Источники загрязнение почвы.
Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых.
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. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.
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 цветных 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, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин - изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.
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. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.
Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.
Загрязнение почвы тяжелыми металлами. Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. Превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям.
Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм животных и людей и вызывать нежелательные последствия.
Загрязнение литосферы при захоронении 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. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного представляют собой труднорешимую проблему.
Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива.
Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния изменяются условия их захоронения.
Таким образом, мы оставляем будущему поколению тяжелое наследие.
Мероприятия по уменьшению загрязнения литосферы.
Контроль загрязнения почвы.
Установление предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве в настоящее время находится еще в самом начале разработке. ПДК установлены примерно для 50 вредных веществ, преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не принадлежит к тем средам, которые непосредственно воздействуют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами.
Санитарный контроль загрязнения почвы в условиях городов осуществляется санэпединслужбой. Под ее контролем находятся также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.
Разработка пестицидов безопасных для пищевой цепи.
Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы обусловлена их высокой стабильностью в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях.
Для устранения этого недостатка в последние годы разрабатываются новые, экологически безопасные пестициды.
Способы обезвреживания жидких радиоактивных отходов.
Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы хранят в аппаратах объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой. Такие аппараты устанавливают в бетонных камерах. Для того чтобы не произошло взрыва выделяющегося при хранении водорода, аппарат непрерывно продувают воздухом, который, в свою очередь, очищают от радиоактивных аэрозолей в специальных фильтрах. Содержимое аппаратов постоянно перемешивают для предотвращения образования взрывоопасных осадков. Кроме того, осаждение радиоактивных солей может резко повысить температуру в аппарате и вызвать тепловой взрыв с выбросом радиоактивного раствора. Во избежание этих явлений аппараты снабжены холодильниками. Срок эксплуатации таких аппаратов составляет 20-30 лет. Затем жидкие отходы переливают в новые аппараты. Такой процесс может продолжаться несколько сот лет.
Способы обезвреживания, утилизация и ликвидации твердых бытовых отходов.
Одним из массовых загрязнений почвы являются твердые бытовые отходы.
Проблема обезвреживания, утилизации или ликвидации ТБО является актуальной до настоящего времени. Многочисленные городские свалки, занимающие десятки и сотни гектаров земли, являются источниками едкого дыма во время сжигания бытового мусора и загрязнения подземных вод из-за просачивания вредных веществ в грунтовые воды. Поэтому в последние годы уделяется большое внимание разработке способов утилизации или уничтожения твердых бытовых отходов.
В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации ТБО:
- складирование на полигоне;
- аэробное биотермическое компостирование;
- сжигание на специальных мусоросжигательных заводах.
Складирование твердых бытовых отходов.
Основным способом обезвреживания ТБО как за рубежом, так и в Российской Федерации является складирование на полигонах. Для создания полигона выделяют земельный участок площадью 20-40 гектаров с глинистой или тяжелой суглинистой почвой. Выбор такой почвы обусловлен следующим. Дождевые и талые воды проходят через слой твердых бытовых отходов толщиной в несколько десятков метров, извлекают из него растворимые вредные компоненты и образуют сточные воды полигона. Глинистые и суглинистые почвы препятствуют проникновению таких сточных вод в пласты подземных вод.
Срок эксплуатации полигона составляет 15-20 лет. Полигон должен располагаться не ближе 500 м от жилой постройки и не дальше 500 м от дороги с твердым покрытием.
Аэробное биотермическое компостирование твердых бытовых отходов.
Наиболее перспективной является утилизация ТБО на заводах, работающих по технологии аэробного биотермического компостирования. При этом ТБО обезвреживаются и превращаются в компост, который представляет собой органическое удобрение, содержащее азот, фосфор, калий и микроэлементы. Сжигание твердых бытовых отходов на мусоросжигательных заводах.
Среди способов обезвреживания твердых бытовых отходов большое внимание уделяется их ликвидации путем сжигания в специальных печах. В то же время обычные процессы сжигания твердых бытовых отходов сопровождается образованием сильно токсичных газообразованых веществ, в том числе и диоксинов.
Весьма перспективным считается сжигание ТБО в расплавах металлов или в расплавленном шлаке. Преимущество этого способа заключается в том, что из-за высокой температуры таких расплавов разложение твердых бытовых отходов происходит очень быстро и полностью, а минеральные составляющие расплавляются и переходят в шлак.
Самоочищение почвы.
Почва относится к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности:

Атмосфера - гидросфера - литосфера.
В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека.
Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.
Бережное и грамотное обращение с землей на сегодняшний день стало самой актуальной проблемой.

Архитектурно-планировочные мероприятия

При решении задач, связанных с охраной окружающей природной среды, большую роль играют планировочные мероприятия, особенно если они проводятся на стадии выбора района строительства предприятия, что позволит в дальнейшем сэкономить на очистке выбросов и организации санитарно-защитной зоны.
В новых промышленных районах должны быть проведены микроклиматические обследования еще до начала планировки и застройки, а также выполнен анализ возможных деформаций ветровых потоков в приземном слое атмосферы. Данные этих обследований следует учитывать при размещении предприятий, например, не следует размещать предприятия с большими выбросами вредных веществ в местах застоя воздуха, в низинах, котлованах, а также в районах с часто повторяющимися туманами и повышенными приземными инверсиями.
Следует уделять особое внимание взаимному расположению предприятий и жилых районов.
Создание территориально-промышленных комплексов позволяет лучше решать вопросы планировки жилых районов, создания автомобильных дорог в обход населенных пунктов, рационального использования сырья и материалов, утилизации отходов и т.д. Все это снижает загрязнение окружающей среды и позволяет сократить сроки строительства.
При проектировании новых городов выбирают сухие участки с пористой почвой, не загрязненные отбросами, не подверженные развитию оползней и карста, не имеющие шахтных выработок и т.д. Застройка городов ведется методом микрорайонирования (крупными жилыми кварталами), предусматривающим озеленение (более чем на 50 %) территории и создание парка в центре микрорайона. В городах будущего площади зеленых насаждений увеличиваются, дома встанут на высокие опоры, освободив место для скверов и парков; появятся сады на крышах домов. Площадь пригородных районов не менее чем в 10 раз будет превышать площадь городов. Протекающие через город реки станут его планировочно-композиционным стержнем, появятся каналы, водные каскады, бассейны и пруды. Промышленные предприятия будут работать без вредных выбросов, часть предприятий, магистралей и магазинов разместится под землей.
При проектировании новых городов должны учитываться климатические особенности региона и их влияние на распространение токсичных веществ. Новые города делятся на следующие зоны:
· селитебные (жилые), где зеленые насаждения должны составлять не менее 25- 50 %;
· промышленные (в том числе ТЭС);
· коммунально-складские (в том числе гаражи, автопарки и др.);
· внешнего транспорта (порты, вокзалы, аэродромы);
· зона охраняемых природных ландшафтов.
Регулирование окружающей среды средствами функционального зонирования подкрепляется рациональной планировочной организацией каждой из зон:
· для промышленных зон - концентрация промышленности в крупных районах и узлах (по типу ТПК), вынос наиболее вредных в санитарном отношении предприятий за пределы агломерации, организация санитарно-защитных зон и др.,
· для селитебных районов - организация удобных связей групп населенных мест с озелененными территориями, формирование клиньев из зеленых массивов и сельскохозяйственных земель, являющихся экологическими зонами природного равновесия и др.,
· для зон внешнего транспорта - концентрация внешних и транспортных сетей в обширных коридорах, изолированных озелененными полосами от селитебных районов;
· для зон охраняемых природных ландшафтов - ограничение размещения объектов, которые могут вызвать неблагоприятные экологические последствия.
Проектирование территории промышленных предприятий необходимо также проводить по принципу экологического зонирования, в соответствии с которым необходимо предусматривать административную, производственную, подсобно – производственную и складскую зоны.
Производства с вредными выбросами должны располагаться преимущественно в центре промышленной площадки с очисткой выбросов в месте их возникновения, с учетом ветрового режима промплощадки (должно быть сквозное проветривание), ее рельефа, наличия водных поверхностей и зеленых насаждений. Расположение производственной, в том числе и экологической инфраструктуры, также преимущественно в центре, в месте сосредоточения основных вредных выбросов; размещение человекоемких производств и цехов на наимее загрязненных участках территории, в основном по периметру промплощадки. Таким образом, экологическая чистота производств должна нарастать от центра к периферии промышленной территории.
Здания и сооружения на генеральном плане необходимо ориентировать длинной стороной вдоль господствующих ветров, используя магистральные проезды, разрывы между блоками в качестве аэрационных коридоров. При компоновке производств, располагаемых в нескольких зданиях и сооружениях различной высоты, рекомендуется объекты меньшей высоты размещать с наветренной стороны. В отсутствии преобладающего направления ветра более высокие здания и сооружения целесообразно размещать ближе к центру планировочного блока. Административно-хозяйственные здания, размещаемые в производственной зоне, должны быть защищены полосой зеленых насаждений от вредного влияния газов, пыли, шума, инсоляции и т.д.
Главный принцип экологического зонирования заключается в том, что промпредприятия контактируют с окружающими районами только через относительно чистые свои зоны.