Thorn;Теми рефератів, доповідей

1. Антропогенний вплив на природні цикл біогенних елементів

2. Обговоріть проблему „шкідливих” та „корисних” видів живих організмів в біосфері.

3. Людина в біосфері Землі в ролі нової системи

Заняття 5

Тема«Охорона біосфери - одне з найважливіших завдань сучасної цивілізації».

Організаційна частина.

Опитування по попередній темі.

Актуалізація опорних знань студентів.

Мотивація навчальної діяльності.

Пояснення нової теми.

R План викладу і засвоєння матеріалу

I. Природні небезпечні явища і процеси.

II. Техногенні небезпечні явища і процеси.

III. Проблеми утилізації відходів. Методи утилізації відходів.

IV. Міжнародна торгівля відходами.

RСуттєво

Після вивчення матеріалу ви повинні:

Знати:

- природні небезпечні явища і процеси;

- техногенні небезпечні явища і процеси;

- проблеми утилізації відходів;

- проблеми міжнародної торгівлі відходами;

- методи утилізації відходів.

Вміти:

- назвати небезпечні природні явища і процеси;

- назвати небезпечні техногенні явища і процеси.

Ключові екологічні поняття та терміни:

- техногенні явища;

- утилізація відходів;

- міжнародна торгівля відходами.

Література:

1. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. "Основи екологічних знань", Київ. "Либідь", 2000 р.

2. Запольський А.К., Салюк А.П. "Основи екології", Київ. "Вища школа", 2001 р.

Екологічні катастрофи

В історії Землі екологічні кризи неодноразово були наслідком виникнення різних природних ситуацій, раптових істотних змін умов існування, різких змін фізичних, хімічних чи біологічних факторів, як окремих, так і разом узятих, що спричиняло погіршення стану або загибель окремих живих істот, популяцій і навіть цілих екосистем. Такі надзвичайні кризові екологічні ситуації називаються катастрофами. Залежно від причин виникнення катастрофи бувають природні й антропогенні, а залежно від розмірів заподіяної шкоди й кількості негативних наслідків, тобто від масштабів скоєного лиха, — локальні, регіональні чи глобальні. Своєю чергою, як природні, так і антропогенні катастрофи залежно від фактора-збудника поділяються на космічні, ендогенні, тектонічні, екзогенні, метеорологічні, хімічні, фізичні та ін.

Раніше переважали природні катастрофи. За нашого часу кількість таких катастроф практично не змінилась, одначе внаслідок людської діяльності зросла їхня потужність, що дедалі істотніше позначається на стані екосистем, окремих ландшафтів, регіонів, континентів і біосфери в цілому.

I. Природні небезпечні явища і процеси.

Природні катастрофи спричиняються екзогенними й ендо­генними факторами, тобто зовнішніми навколоземними або космічними та внутрішніми силами Землі, зумовленими процеса­ми в її надрах. Зовнішні та внутрішні сили тісно пов'язані між собою, розвиток одних часто стимулює появу інших.

До зовнішніх сил природи, здатних призвести до ка­тастрофічних наслідків для екосистем, належать: зміни магнітно­го, електричного, гравітаційного полів і радіаційного поясу, спричи­нені явищами, що відбуваються в космічному просторі (спалахи наднових зірок, проходження поблизу Землі великих космічних тіл); падіння на Землю великих метеоритів; урагани; повені; цунамі; сильні посухи; страшні зливи; зсуви; осипи; селі; обвали. Внут­рішніми силами Землі викликаються надзвичайні екологіч­ні ситуації: виверження вулканів; землетруси; переміщення велетенських мас гірських порід через утворення в земній корі вели­ких розломів тощо.

У літературі є багато описів грізних явищ природи: вивержень вулканів Везувію, Кракатау й Мон-Пеле; землетрусів у Сан-Франциско, Мехіко, пустелі Гобі, Спітаку; ураганів і тайфунів у Японії та Центральній Америці; торнадо в США та ін.

Наслідками найбільших катастроф були регіональні або гло­бальні кліматичні зміни, загибель багатьох живих істот, зміни розвитку різних видів, популяцій і родів, мутації організмів. Па­леонтологам і палеогеографам добре відомі такі „критичні епохи” в розвитку біосфери — на початку й наприкінці палеозойської ери, на межі мезозою й кайнозою та ін.

Різкі кліматичні зміни, а також катастрофічні зміни геофізич­них полів Землі можуть бути наслідком таких грізних космічних явищ, як спалахи наднових зірок: деякі зірки, що зовні майже не відрізняються від інших, раптово спалахують і починають випромінювати світла в мільйони разів більше, ніж до спалаху.

▲ Останню подібну подію в нашій Галактиці було зафіксовано стародавніми китайськими астрономами, які описали появу в 1054 р. „зірки-гості”. Вона була такою яскравою, що її можна було спостерігати навіть удень, яскравіша від Венери, й поступа­лася потужністю світіння лише Місяцю. Через кілька місяців зірка поступово згасла, а на місці її появи сучасні астрономи спо­стерігають крабоподібну туманність — світну газову оболонку наднової зірки, що продовжує розширюватися після спалаху зі швидкістю десятків тисяч кілометрів за секунду.

Визначено, що вибух наднової зірки супроводжується дуже потужними потоками ультрафіолетового й рентгенівського вип­ромінювання, згубного для всього живого, а також космічних променів високої енергії. На щастя, спалах наднової зірки в 1054 р. стався дуже далеко від Землі — на відстані понад 1 тис. пк (Парсек — одиниця довжини в астрономії; 1 пк = 3,086 · 10¹⁶ м.), і це могутнє космічне явище не вплинуло на земне життя.

Учені встановили, що вибухи наднових зірок у нашій Галак­тиці відбуваються один раз на 100 років, а в околицях Сонячної системи (на відстані близько 10 пк) — один раз на 750 чи навіть на 200 млн років. Отже, за час існування на Землі біосфери подібне катастрофічне явище могло вплинути на неї принаймні кілька разів. У результаті таких спалахів різко підвищувався радіаційний фон на Землі на багато сотень і навіть тисячі років. Це не могло не мати серйозних біологічних, особливо генетичних наслідків для екосистем планети й, можливо, було причиною вимирання багатьох вищих живих організмів, тобто екологічних катастроф.

Як вважають астрономи, аналогічні явища меншого масштабу відбуваються в разі періодичних наближень Землі разом із Соняч­ною системою до центра нашої Галактики. Сонячна система ру­хається навколо центра Галактики не по колу, а по еліпсу зі знач­ною різницею в довжині його осей. Максимальні наближення до центра Галактики, що спостерігаються приблизно один раз на 250 млн років, зміни сил гравітаційних, магнітних і електро­магнітних полів у Космосі під час обертання Сонячної системи навколо центра Галактики викликають на Землі збурення її гео­фізичних полів, стимулюють розвиток вулканізму й землетрусів, рух тектонічних плит і деформацію земної кори, а також спричи­няють періодичні зміни клімату (зледеніння й потепління), що супроводжуються екологічними катастрофами.

Великий вплив на біосферу Землі справляють також збурення геофізичних полів унаслідок періодичних вибухів на Сонці, спа­лахів у його хромосфері, які є причиною появи на Землі поляр­них сяйв, магнітних бур та ін.

З давніх часів до наших днів на Землі періодично відбувають­ся грандіозні катастрофи, спричинені падінням космічних тіл (великих метеоритів, астероїдів, комет). Учені виявили на по­верхні Землі багато слідів таких катастроф у вигляді велетенських метеоритних кратерів — лійкоподібних заглиблень діаметром у десятки й навіть сотні кілометрів.

▲ Наприклад, в Україні, біля села Болтишка Кіровоградської області, знайдено заповнений осадовими породами кратер діаметром 25 км — слід падіння ме­теорита, що сталося близько 100 млн років тому.

▲ Ще більший кратер — діаметром близько 100 км — знайдено в Сибіру, в басейні річки Хатанга. Підраховано: енергія цього колосального удару, внаслідок якого уламки скель діаметром до 20 м було роз­кидано на відстань понад 40 км від кратера, дорівнювала енергії вибуху 120 млн атомних бомб, що за потужністю відповідають скинутим на Хіросиму й Нагасакі.

Учені вважають, що більшість космічних тіл падала у Світовий океан, і це також призводило до значних катастроф (утворення велетенських хвиль — цунамі, небачені за силою й тривалістю зливи, грози, запилення атмосфери й пов'язані з цим кліматичні зміни).

▲ Останній досить великий метеорит упав на Землю в районі Аризони (США) 50 тис. років тому. Тут утворився кратер діамет­ром 1200 м і завглибшки 180 м.

▲ Тунгуське явище в Сибіру 1908 р. (деякі вчені вважають, що це було не падіння метеорита, а вибух в атмосфері ядра невели­кої комети) спричинило величезну пожежу й виламування лісу в тайзі на площі в кілька сотень квадратних кілометрів. Лише без­людність сибірської тайги врятувала від трагічних наслідків.

Такі катастрофічні події природного характеру, як землетруси, виверження вулканів, тайфуни та інші, мають локальний харак­тер і вплинути на еволюцію біосфери в цілому не можуть. Урага­ни (тайфуни, тропічні циклони) утворюються над теплими водами Світового океану, в його тропічній зоні, й найбільшої шкоди завдають країнам басейну Карибського моря, Бангладеш, Індонезії, Філіппінам. За даними світової статистики, лише за 1960—1980рр. 20 ураганів у різних районах світу позбавили життя 350 тис. чоловік і завдали матеріальних збитків на суму понад 5 млрд. доларів.

У наш час завдяки супутникам з'явилася можливість попере­джати про наближення ураганів і пом'якшувати їхню дію. Але перед падінням космічних тіл — людина безсила.

Практично ми не захищені й від таких грізних явищ природи, як землетруси та виверження вулканів. Передбачити точний час їх виникнення за допомогою сучасних науково-технічних засобів поки що не вдається. Ці явища супроводжуються виділенням колосальної кількості енергії.

▲ Так, сейсмічна енергія, що виді­лилася за кілька секунд унаслідок катастрофічного землетрусу в Перу 1970 р., дорівнювала приблизно добовому споживанню електроенергії в США.

За повідомленням агентства «Рейтер», у 2001 р. в усьому світі від стихійних природних катастроф загинуло близько 25 тис. жи­телів планети, а загальні економічні збитки становили 36 млрд. доларів США. Із 700 великих природних катастроф 2/3 супроводжувалися бурями й повенями. Екстремальні погодні умови спричинені постійними негативними змінами клімату під впливом техногенної діяльності, яка провокує також і землетруси.

В Україні до сейсмічно небезпечних районів належать гір­ський Крим і Карпати. Як свідчать геологічні дані, протягом останніх 20 млн. років тут неодноразово відбувалися землетруси й виверження вулканів. Останніми десятиліттями також трапляли­ся землетруси силою до 6—9 балів. Центральні райони України — сейсмічно спокійні, хоч інколи й сюди від Карпат або гір Вранча (Румунія) докочуються хвилі землетрусів, сила яких не перевищує 3—4 балів.

II. Техногенні небезпечні явища і процеси.

У XX ст., як і нині, виникнення більшості надзвичайних екологічних ситуацій — катастроф — пов'язане з людською діяльністю й, на жаль, вони дедалі частіша­ють. Умовно їх поділяють на катастрофи хімічного, фізичного, ін­женерно-геологічного, мілітаристичного та комплексного характеру.

Перше місце серед них належить катастрофам, пов'язаним із військовою діяльністю, війнами, масштабними випробуваннями ядерної зброї та військовими навчаннями, випробуваннями хімічної й бактеріологічної зброї. Війни за всіх часів завдавали величезної шкоди довкіллю, сучасні ж війни — це справжні екологічні катастрофи. На відміну від будь-яких звірів, людина здатна з неймовірною жорстокістю вбивати подібних до себе. Світова термоядерна війна може в лічені секунди знищити все людство й більшість живих істот планети. Підраховано: накопиче­них ядерними державами боєголовок, кількість яких перевищує 60 тис. штук, а їхня сумарна потужність становить 20 000 Мт, достатньо для того, щоб 70 разів поспіль знищити всі великі й малі міста планети!

Війни — це не лише геноцид, а й екоцид, прикладів чого в історії людства дуже багато, й ось деякі з них:

▲ войовничі походи хетів і гунів, які жорстоко знищували не тільки людей, а й досягнення їхньої цивілізації та природу Близького Сходу й Римської імперії;

▲ грабіжницькі походи жорстокої орди Чингісхана, яка пла­номірно знищувала все на своєму шляху: спалювала врожаї, засипала колодязі, винищувала худобу, вирубувала сади, ви­топтувала поля. В Месопотамії було зруйновано зрошувальну систему, яка будувалася й діяла там протягом тисячоліть і бу­ла життєдайною для цілого регіону. Після цього родючі землі перетворилися на пустелю, і землеробство в долині річок Тиг­ру та Євфрату відтоді так і не відновилося;

▲ „освоєння” європейцями Америки, яке супроводжувалося не лише винищенням місцевого населення, а й безглуздим відстрілом мільйонних стад бізонів, іншої звірини, випалюван­ням тисяч гектарів лісів, спустошенням земель;

▲ Перша та Друга світові війни, що принесли незліченні людські жертви й завдали величезної шкоди природі;

▲ війни у В'єтнамі, Кореї, Афганістані, Кувейті, Чечні, Юго­славії, в яких загинули й покалічені сотні тисяч людей, а збит­ки від них обчислюються трильйонами доларів.

Війни — це ще й абсолютно безглузді економічні витрати й розтринькування природних ресурсів, деструкція екосистем. Ве­личезних збитків людству й природі завдають не лише самі воєнні дії, а й підготовка до них: утримання армій, техніки, полігонів, військових об'єктів і заводів, проведення регулярних навчань, маневрів, поховання відходів військової діяльності, в тому числі небезпечних — хімічних.

▲ Наприклад, у Балтійському морі після закінчення Другої світової війни союзники затопили тисячі тонн німецьких хімічних снарядів та авіабомб. На дно Атлантичного й Тихого океанів, Карського й Охотського морів було скинуто багато відпрацьованих ядерних реакторів із підводних човнів і контей­нерів із радіоактивними відходами. Через десятиліття вони знову почали загрожувати природі та людству: корозія матеріалу упако­вок спричинила „розповзання” шкідливих речовин у довкіллі й отруєння всього живого.

Зросла кількість катастроф, пов'язаних із розвитком нафтови­добувної, нафтопереробної промисловості та атомної енергетики. Райони інтенсивного видобування нафти й газу (Перська та Мек­сиканська затоки, Північне море, Тюменський край, Каспійське море, інші регіони) сьогодні стали зонами екологічного лиха.

Про наслідки аварії на Чорнобильській АЕС ітиметься далі.

Не можна не нагадати й про тяжкі екологічні наслідки, пов'язані з випробуванням ядерної зброї та похованнями радіоак­тивних відходів. Випробування атомних боєзарядів на Новій Землі, в Казахстані, в пустелі Гобі, в штаті Аризона, на Тихооке­анських островах Муруроа, Бікіні, Еніветок, поховання залишків відпрацьованих атомних реакторів в Охотському морі — все це не лише спричинило значне підвищення загального радіоактивного фону на планеті, в атмосфері та водах Світового океану, а й та­кож призвело до масових отруєнь риби, тюленів, захворювань та загибелі людей і тварин у цих районах.

Потенційну загрозу виникнення надзвичайних екологічних ситуацій становлять усі великі нафто- й газосховища, трубопро­води, склади всіляких хімічних речовин, особливо — отруйних (пестициди, кислоти, аміак тощо). Людство вже відчуло на собі наслідки аварій на таких об'єктах.

Будь-які широкомасштабні втручання в природні екосистеми також мають катастрофічні наслідки. Наприклад, унаслідок будівництва на великих річках гребель і водосховищ відбувається ось що:

· кардинально змінюється режим річкового стоку (в багато разів уповільнюється);

· змінюється тепловий режим;

· змінюється характер випадання опадів, розчинення солей, їх відкладення, біохімічних та інженерно-геологічних процесів;

· різко змінюються умови взаємозв'язку річкових і підземних вод у даному басейні, рівневий режим, фізичні й хімічні власти­вості поверхневих і зв'язаних з ними підземних вод;

· розвиваються процеси стагнації (гниття) й „цвітіння”, застою, нагромадження всіх видів забруднювачів, що змиваються з водозборів і приносяться вітрами;

· вимирають ті види водяних організмів, зокрема риба, які потребують чистої води й міграції вздовж русла;

· гинуть заплави — найцінніші природні об'єкти.

Велике гідрологічне будівництво в будь-якому річковому басейні — це практично екологічна катастрофа для нього.

Те саме можна сказати й про широкомасштабні іригаційні ро­боти (осушування боліт на Поліссі, зрошення на півдні України), які призводять до деградації болотних екосистем, загибелі малих річок, зміни шляхів міграції перелітних птахів, зміни режимів та обсягів підземних вод, засолення ґрунтів.

Катастрофічне впливає на природні ландшафти будівництво великих шахт, відкритих кар'єрів, автомагістралей, летовищ, потужних ліній електропередач, каналів, тунелів, великих сміттєзвалищ і шламосховищ.

Зазначені вище екологічні катастрофи, пов'язані з широко­масштабною людською діяльністю, мають локальний, іноді — регіональний характер.

III. Проблеми утилізації відходів. Методи утилізації відходів.

Через некероване зростання чисельності населення, активний розвиток виробництва й збільшення споживання, а також відсутність ефективних техно­логій переробки відходів сьогодні на нашій планеті нагромадила­ся така їх кількість, що це стало загрожувати здоров'ю людей і довкіллю. Уряди багатьох країн світу навіть не мають об'єктивної інформації щодо обсягів накопичених відходів і викидів, про ступінь їхньої токсичності та особливості впливу на живі організми.

▲ За даними ООН, щорічно 5,2 млн. чоловік, у тому числі 4 млн. дітей, умирають від хвороб, пов'язаних із неправильним або недостатнім вилученням відходів і стічних вод у районах ве­ликих міст.

▲ Активно збільшується кількість твердих побутових відходів. Так, у 80-х роках у колишньому СРСР за рік нагромад­жувалося понад 60 млн. т різноманітного міського сміття. Лише для того, щоб вивезти його з міст на звалища, витрачалося більш як 350 млн. крб. Кількість відходів рік у рік зростає на 5—6%. У США на збирання й перевезення твердих побутових відходів та на їх переробку щороку витрачаються мільярди доларів. Тільки в Нью-Йорку за рік накопичується стільки сміття, що ним можна вкрити площу в 341 га шаром завтовшки 4 м! У Німеччині що­року викидається стільки сміття, що ним можна було б заповнити товарний потяг завдовжки 1800 км.

Щорічно лише в Західній Європі утворюється близько 150 млн. т шкідливих відходів. У 2000 р. приблизно 20 тис. промислових підприємств США виробили більш як 40 млн. небезпечних відходів. В Україні їх нагромаджено понад 25 млрд. т і при цьому близько 500 млн. т додається з кожним роком.

Основна маса відходів в Україні утворюється на підприємствах гірничопромислового, хіміко-металургійного, машинобудівного, паливно-енергетичного, будівельного, целюлозно-паперового та агропромислового комплексів. Найнебезпечнішими серед цих відходів є сполуки важких металів, нафтопродукти, непридатні до застосування пестициди.

Нині в Україні умови зберігання та утилізації відходів, як пра­вило, не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам, що є одним із факторів інтенсивного забруднення поверхневих і підземних вод, ґрунту, повітря. В більшості областей України немає полігонів для централізованого зберігання та утилізації відходів. За браком коштів і вільних земель можливості для будівництва сучасних звалищ обмежені. Проте позитивним прикладом є нещодавно збудований полігон побутових відходів у Дніпропет­ровську. Він має ефективну систему захисту ґрунтових вод, до якої входять ізолювальні шари глини та спеціальної (завтовшки 2 мм) пластикової плівки, й обладнаний свердловинами для кон­тролю стану ґрунтових вод. Безпосередньо на полігоні здій­снюється попереднє сортування сміття, з якого відбираються ме­талобрухт, скло, папір та пластмаси. В майбутньому на полігоні передбачається добування біогазу.

Раніше більша частина відходів (крім скла й металобрухту) спалювалася. Тепер це заборонено, оскільки під час спалювання виділяється багато небезпечних для здоров'я людей речовин. У розвинених країнах переробляється від 30—50 % (Західна Європа) до 60—75 % (США, Японія) твердих побутових відхо­дів, у країнах, що розвиваються, — 7—10 %, у Росії та Україні — лише 3—-5 %. За прогнозами спеціалістів, до 2025 р. кількість відходів зросте в 4—5 разів, а вартість їх переробки та зберіган­ня — у 2—3 рази. Тому утилізація відходів стала глобальною екологічною проблемою.

Значну проблему становить забруднення твердими відходами морів. Італійські фахівці-екологи в 1999 р. надали таку інфор­мацію для природоохоронців: викинута в море скляна пляшка розкладатиметься 1000 років, папір — 3 місяці, сигаретні недо­палки — 5 років, поліетиленові пакети — 10—20, нейлонові вироби — 30—40, металеві банки — 500, полістирол — 1000 років!

Особливої актуальності набула проблема транспортування, зберігання, переробки й поховання радіоактивних відходів. Через те, що сьогодні її не вирішено, призупинився розвиток атомної енергетики: за останні 5 років у світі не введено в дію жодного ядерного реактора, і навіть Франція (як уже зазначалося, вона колись зробила основну ставку на розвиток саме ядерної енерге­тики) 5 лютого 1998 р. оголосила про закриття найближчим часом своєї найбільшої АЕС. Сьогодні у світі щорічно утворюється близь­ко 10 тис. м³ радіоактивних відходів. Проблемі їх переробки й поховання приділялася велика увага на Всесвітньому екологічно­му форумі в Ріо-де-Жанейро (1992), що ще раз підтверджує її злободенність.

Дедалі загострюється проблема відходів в Україні. Звалища навколо великих міст щороку поглинають близько 1500 га землі, яка внаслідок цього стає небезпечним джерелом отруєння довкілля. Зі звалищ у повітря та ґрунтові води потрапляє багато токсичних речовин — важких металів, продуктів розкладання лаків, фарб, гуми, пластмас. Звалища — це розсадник хвороботворних бактерій; тут утворюються токсичні гази, виникають небезпечні для природи пожежі.

Проблему звалиш можна вирішити, збудувавши сучасні відходопереробні заводи з ефективними технологіями утилізації, спалювання, виготовлення корисних речовин (хоча нині жодну з наявних технологій не можна вважати екологічно чистою). Дуже гостро постала проблема рекультивації звалищ і використання тисяч гектарів звільнених від сміття площ землі. Це можна здійснити лише за умови взаємодопомоги країн, співробітництва, взаємоконтролю й дотримання відповідних міжнародних угод і конвенцій.

Рекуперація і утилізація відходів та комплексна переробка сировини.

Згідно з другим напрямом безвідходності технологій відходи виробництва використовують як вторинні матеріальні ресурси, які після зби­рання та оброблення знову надходять у виробництво як вторинна матеріальна сировина. До останньої відносять:

1) залишки сировини і матеріалів, що утворюються в процесі виготовлення продукції;

2) продукти фізико-хімічної переробки сировини;

3) продукти, які отримують у результаті видобування й збагачення корисних копалин;

4) вироби і предмети, що вийшли з ужитку або морально застаріли;

5) продукти очищення газодимових викидів і стічних вод;

6) відпрацьована та побічна теплота, енергетичний потенціал якої може бути використаний в інших процесах (використання вторинних енергетичних ресурсів — ВЕР).

За орієнтовними даними, щорічні обсяги промислових відходів у США становлять понад 1 млрд. т. у країнах Європейського співробітництва — близько 0,5 млрд. т, у Японії— близько 300 млн. т. Уже на сучасному етані майже повністю переробляються металобрухт, склобій, макулатура та вироби з вовни, текстилю, частково — вироби з пластмас, гуми, шкіри тощо. Отже, рекуперація відходів — це основа раціонального використання сировини. Враховуючи виснаження резервів первинної сировини, дедалі більшого значення в усьому світі набуватиме проблема викорис­тання вторинної сировини. Виробництво паперу з макулатури взамін де­ревини потребує енергії на 60 % менше, зменшує забруднення повітря на 15 % і води на 60 %. Сталь, виготовлена з металобрухту, на 70 % дешев­ша від добутої з руди. При цьому на кожній тонні сталі економиться 1,5 т руди і 0,2 т коксу, зменшується величезна кількість відходів, що потрап­ляють у відвали.

На сучасному етапі розвитку техніки поки що незадовільно утилізуються відходи з пластмас. Останні природним шляхом розкладаються надзвичайно повільно або зовсім не розкладаються. Під час їх спалюван­ня відбувається сильне забруднення атмосфери отруйними речовинами. Нині утилізується незначна частка з 80 млн. т пластмас, які щороку виго­товляються в світі. Так, британські фірми переробляють тільки 50 тис. т (10 %) усієї виробленої поліетиленової плівки, близько 25 тис. т (7 %) щорічного виробництва поліетилену. Понад 70 % цих матеріалів станов­лять пластмасові пляшки та автомобільні акумулятори. Після переробки вони трансформуються в початковий матеріал.

У США рециклінг пластмас упродовж п'яти найближчих років передбачається збільшити від 1 до 25 %, а в підсумку становитиме 50—60 %. В Японії ще в 1988 р. за загального обсягу виробництва пластмас 11 млн. т обсяг продукції з вторинної сировини становив 4,87 млн. т. В Україні на сьогодні вироби з пластмас майже не утилізуються.

Оптимальним шляхом вирішення проблеми запобігання полімерним звалищам є створення екологічно чистих біодеградабельних пластмас. Перший крок на шляху отримання саморуйнівних пластмас змішуванням синтетичних матеріалів з полісахаридами або синтез біодеградабельних матеріалів, що руйнуються мікроорганізмами, вже зроблено. На наш погляд, більш раціональним шляхом вирішення цієї проблеми є застосуван­ня склотари, технологія утилізації якої добре розроблена й використову­ється в багатьох країнах.

Враховуючи обмеженість запасів кольорових та дорогоцінних мета­лів в Україні, особливо важливою є організація збирання та переробки металобрухту й відходів кольорових і дорогоцінних металів (міді, цинку, свинцю, кадмію, нікелю, золота, срібла, платини, родію та ін.). Потрібно розробити раціональні технології комплексної переробки відпрацьова­них електролітів та промивних вод гальванічних виробництв. Варто при цьому взяти до уваги, що в подальшому господарюванні людського сус­пільства утилізація й переробка відходів набуватимуть дедалі більшого значення і обсягу. Отже, з метою раціонального вирішення проблеми ути­лізації відходів рекомендують таку програму заходів:

· зменшення кількості відходів;

· повторне використання, рециклізація, використання вторинної сировини;

· обробка, детоксикація та інші деструктивні методи;

· скидання і захоронення в наземних звалищах.

Наведемо кілька прикладів переробки відходів різних виробництв. Так, колчеданні недогарки пропонують переробляти на залізо-оксидні пігменти високої якості, вилучати дорогоцінні (золото й срібло) та кольорові (мідь, цинк, олово, нікель та ін.) метали, а силікатний залишок використовува­ти у виробництві цементу. Великотоннажні відходи виробництва фосфор­них добрив — фосфогіпс запропоновано використовувати у виробництві будівельних матеріалів як наповнювач у виробництві паперу, після нейтралізації — для розкиснення ґрунтів у сільському господарстві, для до­бування сірки, сульфатної кислоти та будівельного вапна й цементу. При виробництві глинозему з бокситів на Миколаївському глиноземному заводі та Запорізькому алюмінієвому комбінаті утворюються величезні відходи червоних шламів, що містять глинозем, оксиди форуму та рідкісно­земельні елементи. Тому розробляють технології вилучення рідкіснозе­мельних елементів та використання шламів для виплавляння чавуну, до­бування глинозему й коагулянтів для очищення питних і стічних вод.

При видобутку й збагаченні ільменітових руд Іршанського родовища (Житомирська обл.) накопичено десятки мільйонів тонн піщаних та гли­нистих відходів, величезна кількість покривних порід. Останні пропону­ють використовувати як будівельний матеріал для будівництва доріг, пі­щані фракції — для виробництва будівельних конструкцій, скла та рубе­ройду. Глинисті відходи можна використовувати для виробництва цементу та спеціальних добавок для нього, цегли, коагулянтів тощо.

Побутове сміття переробляють і спалюють на спеціальних заводах. При цьому отримують скло, чорні та кольорові метали, добрива, етанол та будівельні матеріали. Таким чином, як бачимо, переробка й утилізація відходів дають змогу не тільки додатково отримати корисні продукти й вироби, а й зменшити видобуток та використання невідновних природ­них ресурсів (мінеральної сировини) й використання відновних (ліси, ба­вовна, льон тощо), а також запобігти забрудненню довкілля.

Слід також врахувати, що при використанні навіть передових техно­логій переробки відходів бувають такі відходи, які неможливо утилізува­ти й переробити, тому вони повинні бути детоксиковані й іммобілізовані до такої міри, щоб не створювати загрози для здоров'я людей і довкілля. Такі відходи вивозять на спеціальні полігони для захоронення. Найпрос­тіші й найпоширеніші споруди для знешкодження відходів — удоскона­лені звалища, де відбувається анаеробне саморозкладання відходів у їх товщі впродовж десятків років. У результаті розкладання утворюються токсичні гази і розчини, які забруднюють атмосферне повітря, водойми та ґрунтові води. Метан, гідрогенсульфід та вільний водень утворюють вибухонебезпечні суміші (вторинне забруднення). Особливо небезпечним є мікробне забруднення стоків звалищ. Тому облаштування полігонів має передбачати надійну гідроізоляцію.

В останні роки запропоновано прискорене знешкодження побутових відходів шляхом спеціального польового компостування впродовж 4— 18 міс. замість десятків років у звичайних полігонах або впродовж 1—3 тижнів на сміттспереробних заводах. Внаслідок анаеробних процесів ор­ганічні речовини розкладаються з утворенням легкозасвоюваного азоту. Температура в буртах досягає 50-70 °С. У цих процесах провідну роль відіграють бактерії, джерелом енергії для яких є органічні речовини відходів. У результаті сміття трансформується в цінні азотні добрива.

Усі способи знешкодження, утилізації та захоронення токсичних від­ходів, які використовують нині, можна розподілити на три групи; термічні, хімічні та методи іммобілізації. Кожну з трьох груп можна ще розподі­лити на підгрупи.

Термічні методи засновані на тепловій обробці відходів, під час якої відбувається окиснення або газифікація горючих компонентів, термічне розкладання чи відновлення деяких шкідливих речовин з утворенням нешкідливих або менш шкідливих.

Суть вогневого способу полягає в спалюванні горючих відходів або вогневій обробці негорючих відходів високотемпературними продукта­ми палива (понад 1000 °С). Токсичні компоненти при цьому окиснюються, зазнають термічного розкладання та інших хімічних перетворень з утворенням газів (СО₂, H₂, N₂ тощо) і твердих залишків (оксидів металів і солей).

Рідкофазне окиснення ґрунтується на тому, що окиснення киснем повіт­ря органічних і елементоорганічних домішок в рідинах відбувається за те­мператури 150—350 °С в автоклавних умовах (за тиску 2—28 МПа). Гази­фікацію використовують для переробки твердих, рідких та пастоподібних відходів з отриманням горючих газів, смоли й шлаку. Утворені горючі гази та смоли можуть бути використані як паливо й хімічна сировина.

Термохімічний піроліз здійснюють у печах з непрямим нагріванням від­ходів з використанням систем для відведення й уловлювання продуктів піролізу (смол і важких масел). Утворені гази також очищають в електро­статичних фільтрах та кислотних і лужних промивниках.

Плазмовий метод заснований на тому, що за температур понад 4000 °С відходи трансформуються в гази та порошкоподібний матеріал, які не містять шкідливих речовин.

Іммобілізація токсичних відходів полягає у закріпленні, фіксації або хімічному зв'язуванні токсикантів. Для цього відходи обробляють спе­ціальними речовинами, в результаті чого відбувається хімічне перетво­рення шкідливих речовин на нетоксичні сполуки або трансформація ток­сикантів у нерозчинні міцні штучні утвори (гранули, моноліти тощо). Ви­користовують такі методи іммобілізації: компактування, локалізацію, де­понування.

Компактування токсичних і радіоактивних відходів ґрунтується на зв'язуванні їх за допомогою різних в'яжучих речовин у штучні утвори досить високої стійкості й непроникності для запобігання шкідливому впливу на довкілля. Як зв'язуючі матеріали можна використовувати термопластич­ні бітумні, органічні та неорганічні матеріали (полімери, бетони тощо). Оброблені таким чином відходи можна безпечно зберігати та транспор­тувати до місця їх подальшої переробки. Пропонують здійснювати компактування токсичних відходів за допомогою органомінеральних в'яжу­чих контактного твердіння, що забезпечує високу концентрацію відходів (до 90 %) у гранулах, повну водостійкість і непроникність.

У тому разі, якщо в токсичних відходах містяться цінні компоненти, використовують локалізацію.

Одним із найпростіших і найнадійніших способів знешкодження та захоронення токсичних відходів є їх депонування у виробництві будівель­них матеріалів (бетону, кераміки, скла тощо). Суть методу полягає в тому, що токсичні відходи вводять у сировинні суміші під час виробництва буді­вельних матеріалів. Захоронення токсичних відходів є надзвичайно склад­ним, оскільки потребує повного виключення можливості проникнення ток­сичних газів у атмосферне повітря, а розчинів — у природні води.

Комплексна переробка сировини спрямована не тільки на бережливі витрати природних ресурсів, а й на зменшення викиду розсіюваних відходів у природне середовище. При цьому передбачається максимальний вихід продукту на кожній стадії переробки, що підвищує ефективність вироб­ництва і зменшує утворення утилізованих та розсіюваних відходів. Прикладом комплексного використання сировини в хімічній промисловості може бути перероблення апатито-нефелінової руди, у харчовій промисловості — м'яса й молока.

Апатито-нефелінова руда Кольського родовища містить %: апатиту — 13, нефеліну — 30—40, титаномагнетиту — 2,2, егерину — 9,4, сфену —25 та ін. Добуту флотацією руду розділяють на апатитовий і нефеліновий концентрати. З апатитового концентрату виробляють фосфорні добри­ва, фосфатну кислоту та її солі, елементний фосфор та ін. У процесі вироб­ництва екстракційної фосфатної кислоти на 1 т 100 %-го Р₂О₅ у вигляді твердого відходу утворюється близько 4 т фосфогіпсу. Фтор з газової фази вловлюють абсорбційними методами, а з екстракційної кислоти виділяють осадженням, сорбцією або екстракцією. Фосфогіпс пропонують переробляти на гіпсові в'яжучі вироби, цемент, вапно й сульфатну кислоту, а та­кож крейду і сульфат амонію. Нефеліновий концентрат переробляють на глинозем, соду, поташ і портландцемент.