Методы и технологии экологической реабилитации

В настоящее время экологическая обстановка нашей стране, оценивается как напряженная. В городах остро стоит проблема загрязнения воздуха, грунтовых вод, рек повсеместно идет нарушение санитарно-гигиенических нормативов. Человечество слишком медленно подходит к пониманию масштабов опасности, которую создает легкомысленное отношение к окружающей среде.

Решение экологических проблем требует неотложных совместных усилий международных организаций, государств, регионов, общественности. Человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн продуктов жизнедеятельности, некоторые из которых, в ней никогда не содержались и зачастую не поддаются или слабо поддаются переработке. Это приводит к тому, что биологические микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора окружающей среды, попросту не способны выполнять свои функции.

По утверждению специалистов, в недалеком будующем начнется необратимый процесс, который на рубеже XXI — XXII веков приведет к глобальной экологической катастрофе. Особо тревожное положение сложилось на Европейском континенте. Западная Европа свои экологические ресурсы в основном исчерпала и соответственно использует чужие. Российская лесотундра, тайга, сфагновые (торфяные) болота — это экосистемы, без которых невозможно представить нормально действующую биоту всего Земного шара.

Сложившаяся ситуация во многом обусловлена игнорированием природных и экологических особенностей при осуществлении хозяйственной деятельности.

1. Предпосылки экологической катастрофы

1.1. Загрязнение атмосферы

По результатам экологических исследований однозначно можно свидетельствовать о том, что загрязнение приземной атмосферы — самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроницающего элемента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Техническая реконструкция, перепрофилирование, либо ликвидация и перебазирование вредных производств и реабилитация освобождаемых территорий, включая зеленое строительство — вот первое необходимое действие по принятию мер по уменьшению атмосферных загрязнений.

Вторым фактором следует обеспечение природоохранных мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу воздуха. Обеспечив санитарно-защитные зоны между промышленными предприятиями и жилой застройки.

Стимулирование технического перевооружения транспортных средств с обеспечением выхода на уровень европейских стандартов по выбросам загрязняющих веществ. Ориентация в будущем на перевод автотранспорта на принципиально новые двигатели, работающие на альтернативных видах топлива.

Охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Высокая чувствительность деревьев (особенно березы дуба) к загрязнению воздуха выявлена давно. Совместное действие их факторов приводит к заметному уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные линии связи.

Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды, при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм человека через органы дыхания.

1.2. Загрязнения воды

Так как вода — одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли, то она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико-химические и биологические процессы.

На сегодняшний день, подземные воды, в связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод остаются практически единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Поэтому охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют стратегическое значение. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается в том, что в результате антропогенной деятельности в воду могут поступать значительные количества таких чрезвычайно опасных веществ, как пестициды, искусственные радионуклида. Кроме того, искусственное происхождение имеют многие патогенные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии.

1.3. Радиоактивное загрязнение

1.4. Твердые и опасные отходы

1.5. Звук, ультразвук, СВЧ

1. Пути экологической реабилитации

Можно сколько угодно говорить о вредном производстве, о загрязнении окружающей среды, это не даст большого эффекта. К основным причинам можно отнести отсутствие общественного интереса к экологической проблеме, слабая техническая база производства и нехватка необходимых инвестиций, неразвитость рыночных отношений, несформированность правового и гражданского обществ. Немаловажным фактором следует отметить, что проводимая в странах СНГ экологическая политика объективно детерминирована имеющимся уровнем экономического, технологического, социального, политического и духовного развития общества и в целом не способна предотвратить нарастание экологической напряженности в стране.

Несмотря на принятие множества эко-программ — рассчитывать в скором времени на проведение действенной политики экологической безопасности не приходится.

Основные моменты в вопросе экологической реабилитации, содержат в себе суть самой проблемы экологического дисбаланса на земле. Нерациональное использование ресурсов, и продуктов переработки как раз и ведет к экологической катастрофе. Основным, должен стать момент утилизации и безопасной переработки отходов производства и жизнедеятельности человека.

Грамотная переработка твердых бытовых отходов (ТБО), промышленных отходов, даст колоссальный эффект.

1.1. Переработка ТБО

Особенно остро стоит проблема удаления, и переработки ТБО. В основном, в состав ТБО входят: бумага, кости, кухонные отходы, металлы, дерево, стекло, кожа, резина, камни, текстиль, и искусственные материалы, в основном полиэтилен.

Рассмотрим, основные моменты оборудования утилизационных полигонов и заводов сжигающих мусор. По нормам и стандартам более развитых, европейских стран, данные площадки должны быть иметь:

· водоохранные экраны

· противооползневые сооружения

· системы отвода и обезвреживания фильтрата и поверхностных вод

· ограждения границ полигона

· оборудования для мойки мусоровозов.

Не производится послойная укладка отходов с ежедневной засыпкой, полив водой, так как просто отсутствует необходимая специализированная техника.

На территориях полигонов, зачастую складируются и токсичные промышленные отходы (ТПО). Последнее совершенно недопустимо ибо требования к утилизации совершенно различные и совместное хранение их не допускается по соображениям экологической безопасности.

Необходимо создание так называемых мусороперегрузочных станций (МПС), где должно происходить прессование ТБО после сортировки.

В заключение следует отметить, что рынок отходов не регулируется государством. Нет развитой нормативно — правовой базы экологического стимулирования переработки отходов, инвестиций в разработку новых экологических отечественных технологий переработки отходов, совершенно недостаточно проводится техническая политика в этом направлении.

1.2. Переработка промышленных отходов

В настоящее время, в среднем на каждого жителя планеты в год добывается около 20 т. сырья, которое с использованием 800 т. воды и 2,5 кВт энергии перерабатывается в продукты потребления и примерно 90 — 98% идет в отходы. При этом доля бытовых отходов на одного человека не превышает 0,3−0,6 т. в год. Остальное составляют промышленные отходы.

Например, в развитых странах:

· сельскохозяйственные отходы утилизируются на 90%

· корпуса автомашин на 98%

· отработанные масла на 90%

при этом, значительная часть промышленных, строительных, горнодобывающих и металлургических отходов производств практически полностью не утилизируются.

Человечество преуспело в создании орудий производств и технологий уничтожения себе подобных, но практически не создало машин по переработке отходов своей деятельности. Таким образом, если говорить о реабилитации окружающей среды, имея ввиду планомерную переработку отходов (в первую очередь особо опасных), то потребуются затраты в десятки и сотни миллиардов долларов в год на протяжении десятилетий.

Например, в России основная масса отходов, в том числе опасных, накапливается, складируется или захоронятся. Ряд стран для захоронения используют затопление в море (океане), что, экологическим меркам крайне недопустимо и должно быть полностью запрещено международными соглашениями вне зависимости от класса опасности отходов. Переработке промышленных отходов сейчас подвергается не более 20% от общего объема. Технологии переработки промышленных отходов можно классифицировать следующим образом: термические технологии; физико-химические технологии; биотехнологии.

Воздушный бассейн

1. Внедрение на промышленных предприятиях, осуществляющих сброс сточных вод в водные объекты, замкнутой системы повторного водоснабжения, инновационных технологий по очистке сточных вод.

2. Вывод с территорий водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также зон санитарной охраны источников водоснабжения всех объектов, нахождение которых на указанных территориях запрещено законодательством и нормативными документами. Благоустройство и озеленение территории водоохранных зон и прибрежных полос.

3. Вывод с набережной р. Оки ЗАО «Калужский фанерный завод», а также ряда мелких предприятий (ООО «СМФ-4», ООО «Фирма СНГ-2», ООО «Этуаль», ЗАО «РД — Спецавтоматика»).

4. Организация экологического мониторинга выше и в зоне Окского водозабора.

5. Устранение и предупреждение возможности загрязнения подземных источников водоснабжения.

6. Проведение дноочистительных и дноуглубительных работ с удалением и утилизацией донных отложений на Яченском водохранилище, р. Яченка, Терепец, Киевка.

7. Создание на территории города развитой сети поверхностной канализации и включение в нее поверхностных ручьев и дренажных систем.

Почвы

1.Обеспечение проведения комплекса природоохранных мероприятий, способствующих сохранению почв от эрозии и загрязнения.

2 Ликвидация несанкционированных локализованных свалок с последующей рекультивацией территории.

3.Реабилитация территорий промышленных предприятий, предполагаемых к выносу и диверсификации.

4 Внедрение инновационных технологий по утилизации промышленных отходов.

5.Укрепление склонов оврагов путем их озеленения, благоустройство территории оврагов.

6.Устройство набережных и других берегоукрепительных сооружений.

Шум. Электромагнитные излучения (ЭМИ)

1.Перераспределение транспортных потоков, уменьшение доли грузового транспорта в центральных районах города. Замена дорожных покрытий.

2 Установка шумозащитных экранов, формирование шумозащитных посадок зеленых насаждений вдоль основных транспортных магистралей.

3. Организация санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки от источников ЭМИ.

Формирование природно-экологического каркаса города

Природно-экологический каркас города включает все виды зеленых насаждений, государственные памятники природы, пойменные растительные комплексы, озелененную овражно-балочную сеть, водные объекты, кварталы усадебной застройки, кладбища. Поддержание территориальной связи городских природных комплексов с лесными и природно-аграрными ландшафтами пригородной зоны осуществляется посредством сохранения и реконструкции естественных экологических коридоров, направленных по долинам р. Ока, Яченка, Терепец, а также малых рек и ручьев.

Мероприятия по развитию и размещению зеленых насаждений направлены на формирование единой системы зеленых насаждений. Основы экологического каркаса территории города и заключаются в следующем:

· максимальное сохранение и восстановление зеленых насаждений всех видов пользования;

· безусловное сохранение государственных памятников природы; обеспечение соблюдения режимов охраны, проведение работ по регенерации зеленых насаждений;

· реабилитация существующих и создание новых крупных городских парков как площадных элементов экологического каркаса, особенно в районах новой застройки;

· увеличение уровня озеленения центральной части города за счет градостроительных преобразований территорий промышленных предприятий, намечаемых к ликвидации, диверсификации или перебазированию. Озеленение санитарно-защитных зон предприятий, зон охраны линий электропередач, защитных полос вдоль железнодорожных путей и транспортных магистралей;

· усиление средозащитной роли зеленых насаждений на склонах террас, оврагов, в пределах водоохранных зон и прибрежных защитных полос водных объектов;

· формирование на вновь осваиваемых и реконструируемых территориях жилой и общественной застройки участков зеленых насаждений общего пользования, планировочно взаимосвязанных с массивами городских лесов и лесными массивами пригородной зоны.

Основные направления развития рекреационных зон

Рекреационные зоны предназначены для организации массового отдыха населения и обеспечения благоприятной экологической обстановки, включают территории парков, садов, скверов, озелененных набережных, городских лесов, а также лесопарков пригородной зоны.

Развитие городских рекреационных зон предусматривает:

1. Сохранение, регенерацию и развитие территорий зеленых насаждений общего пользования.

2. Восстановление и реабилитацию основных структурных элементов ландшафта: крупных оврагов, долин малых рек и ручьев, долины р. Оки, Яченского водохранилища, водораздельных возвышенностей. Создание непрерывной системы зеленых насаждений общего пользования вдоль обоих берегов р. Оки, озеленение и обустройство набережной.

3. Реконструкцию и ландшафтное обустройство существующих городских садов и районных парков, а также государственных памятников природы, имеющих рекреационное назначение: Калужский городской бор, парк им. К. Э. Циолковского, Комсомольская роща, парк усадьбы Яновских, лесопарк Березуйский, овраг Можайский, пруд и парк Лаврентьевского монастыря.

4.Развитие существующих территорий размещения объектов отдыха и развлечений, туризма, санаторно-курортного лечения и формирование на их основе рекреационных зон.

5.Формирование новых рекреационных зон общей площадью около 400 га для размещения объектов рекреационного назначения, а также сопутствующих им объектов:

— спортивный, культурно-развлекательный центр «Квань» (12 га);

— полифункциональная рекреационная зона Яченского водохранилища «Сити-парк Калуга» (122 га);

— лугопарк на правом берегу р. Яченка (90 га);

— рекреационная зона, включающая парк усадьбы Яновских и ландшафтные комплексы вдоль берегов р. Терепец (136 га);

— парковая рекреационная зона вдоль берегов р. Оки (31 га);

— парк «Правгород».

6. Развитие существующих и размещение новых открытых спортивных сооружений, пляжей, лодочных стоянок и иных подобных объектов во взаимосвязи с системой природных и озелененных территорий и транспортной системой города.

САНИТАРНАЯ ОЧИСТКА ТЕРРИТОРИИ

В настоящее время в г. Калуге твердые бытовые отходы (ТБО) собираются по планово-регулярной системе и транспортируются для обезвреживания на полигон твердых бытовых и малотоксичных промышленных отходов.

Проектные предложения предусматривают рост ТБО вследствие улучшения благосостояния жителей: в благоустроенном секторе на 1 очередь — 1,7 м³ на 1 человека в год, на расчетный срок — 2,2 м³ на 1 человека в год (в настоящее время 1,6 м³ на 1 человека в год).

Предполагается реализация системы санитарной очистки в следующей последовательности:

На 1 очередь:

— организация строительства мусоросортировочного комплекса (МСК);

— рекультивация территории закрытого полигона ТБО;

— освоение двух участков полигона (резервного — 0,6 га и дополнительного — 1,17 га) в рамках отведенных площадей;

— организация строительства нового полигона в соответствии с разработанным проектом (строительство нового полигона предусматривается путем расширения Ждамировского полигона);

— организация кладбища для домашних животных;

— проектирование и организация строительства объекта для переработки отходов (завод по промышленной биотермической переработке или мусоросжигательный завод).

Первоочередным мероприятием является строительство мусоросортировочного полигона (МСК). МСК позволит максимально утилизировать вторичные ресурсы, уменьшить объем ТБО, складируемых на полигоне.

Однако на перспективу полигон ТБО нельзя считать оптимальным решением для обезвреживания отходов, так как значительные резервы городской территории оказываются изъятыми из эффективного обращения.

Настоящим проектом предлагается на расчетный срок организация строительства мусороперерабатывающего комплекса в Калуге. В процессе переработки всего объема ТБО (а не только его органической составляющей) конечным продуктом является компост, который может найти применение в городском хозяйства (в том числе при рекультивации нарушенных территорий, для изолирующих слоев полигона и др.).

Размещение мусороперерабатывающего комплекса возможно вблизи полигона ТБО.

Технико-экономический анализ может показать эффективность применения в городе термического метода обезвреживания отходов (включая и особо рискованные отходы здравоохранения). Эффективность сжигания значительно повышается после организации селективного сбора отходов в местах их образования (и на мусоросортировочной станции).

В настоящее время разработаны режимы сжигания ТБО, позволяющие обеспечить экологическую безопасность.