Экологические программы ООН

Природный газ, водород и  подобное сырье нельзя отнести к  возобновляемым источникам, поэтому  их можно считать в определенной степени полумерой при переходе на биотопливо. К тому же, немало трудностей связанно с внедрением такой технологии. Например, водородный двигатель мог  бы стать очень перспективным  представителем своего «семейства», но для нормального функционирования автомобиля было бы необходимо закрепить  целую цистерну на крыше авто, что  не очень удобно. А в сжатом состоянии  водород очень взрывоопасен.

На помощь пришли новейшие изобретения в области нанотехнологий - разрабатывается проект по созданию нанокапсул для хранения водорода и  других взрывоопасных газов. Каждая нанокапсула (модифицированная нанотрубка) будет наполняться определенным количеством молекул газа и «закупориваться» фуллереном, что позволит разделить  газ на порции, сделав его безопасным.

Гораздо проще обстоит  ситуация с биодизельным топливом. Биодизельное топливо - это растительное масло переэтерифицированное метанолом (иногда может использоваться этанол или изопропиловый спирт). Реакция  обычно проходит при нормальном давлении и температуре 60 °С. Растительные масла  получают из самых различных представителей флоры (более 20 наименований), но лидером  остается Рапс. Это маслянистое растение, которое легко выращивается в  сельскохозяйственных условиях.  
Но на этом преимущества биоэнергетики не заканчиваются. Помимо того, что она отвечает на актуальные вопросы современности о поиске альтернативных источников энергии и ее экологичности, важно отметить и материальный аспект.

Импорт нефти сильно сказывается  на бюджете страны, учитывая постоянное повышение цены на нее. А биотопливо наоборот дешевеет с каждым днем. Отсюда можно утверждать, что экономия при  переходе на биотопливо может оказаться  весьма существенной.

 

2. БОРЬБА С ВЫБРОСАМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

Загрязнение атмосферы –  результат выбросов загрязняющих веществ  из различных источников. Причинно-следственные связи этого явления нужно искать в природе земной атмосферы. Так, загрязнения переносятся по воздуху от источников появления к местам их разрушающего воздействия; в атмосфере они могут претерпевать изменения, включая химические превращения одних загрязнений в другие, еще более опасные вещества.

Установившееся содержание загрязнений в воздухе (выбросы) определяет степень разрушающего воздействия на данный регион. Можно сказать, что степень загрязнения атмосферы зависит от числа и массы выбросов.

Оценка результатов загрязнения  атмосферы включает отрицательное воздействие на отдельные объекты живой природы, т.е. людей, животных, растения; на неживые составляющие природы, включая воду, почву и ландшафт в целом, и на строения и материалы. В более широком смысле в качестве такого отрицательного воздействия можно рассматривать саму загрязненную атмосферу, климат, а также ряд экономических и социальных условий.

Рассмотрим подробнее  некоторые последствия загрязнения  атмосферы.

 

3.1. ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ  АТМОСФЕРЫ

3.1.1. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

Климат Земли, который  зависит главным образом от состояния ее атмосферы, на протяжении геологической истории периодически изменялся: чередовались эпохи значительного похолодания, когда большие территории покрывались ледниками, и эпохи потепления. Но в последнее время ученые метеорологи бьют тревогу: похоже на то, что атмосфера Земли разогревается значительно быстрее, чем когда-нибудь в прошлом. Это обусловлено деятельностью человека, которая, во-первых, разогревает атмосферу путем сжигания большого количества угля, нефти, газа, а также работы атомных электростанций. Во-вторых, и это главное, сжигание органического топлива, а также уничтожение лесов приводит к накоплению в атмосфере большого количества углекислого газа. За последние 120 лет содержание этого газа в воздухе увеличилось на 17%. В земной атмосфере углекислый газ действует как стекло в теплице или парнике: он свободно пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, но удерживает тепло нагретой Солнцем поверхности Земли. Это вызывает разогревание атмосферы, известное  как парниковый эффект. По подсчетам ученых, в ближайшие десятилетия среднегодовая температура на Земле за счет парникового эффекта может увеличиться на 1,5 – 2 °С.

3.1.2. ОЗОНОВЫЕ ДЫРЫ

Озоновый слой в стратосфере  защищает нас путем поглощения ультрафиолетовых солнечных лучей. Однако широкое  применение во всем мире хлор - и фторсодержащих углеводородов (ХФУ), используемых в  аэрозольных баллончиках и холодильниках, а также многих видов бытовой  химии и полистирола привело  к тому, что по мере подъема вверх  эти газы распадаются и образуют хлор, который, в свою очередь, разрушает  озон.

Исследователи Антарктиды впервые  сообщили об этом явлении в 1985 году, когда над частью южного полушария  образовалась дыра в озоновом слое. Если это произойдет и в других местах планеты, мы будем подвергаться более интенсивному воздействию  вредного излучения. В 1995 году ученые сообщили тревожную весть о появлении  озоновой дыры над Арктикой и частью Северной Европы.

 

3.1.3. СМОГ

В декабре 1952 г. информационные агентства мира передавали тревожные  сообщения из Лондона про беду, которая посетила этот большой город. Безветренная и очень холодная погода привела к скоплению над городом т.н. «черного смога» – облака вредных газов, к чему привело усиленная работа сотен котельных, в топках которых горели уголь, мазут и соляр. В околоземном слое воздуха резко возросло количество (до 10 мг/м³, а в некоторых местах и больше) отравляющих окисей азота и других вредных компонентов. Это привело к гибели в Лондоне около 4 000 человек, десятки тысяч попали в больницы, заболели легочными заболеваниями. Над другим большим городом – Лос-Анджелесом – нередко появляется т.н. «белый смог» в результате большой загазованности автотранспортом. Это явление серьезно вредит здоровью жителей таких городов, как Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Токио, Милан, Мехико. В ближайшее время оно может возникнуть в наших наибольших индустриальных городах, к тому же еще перегруженных автотранспортом (Киев, Харьков, Днепропетровск, Одесса, Симферополь и др.). Благоприятными условиями для появления смога являются солнечные безветренные летние дни.

Исследования ученых показывают, что смог возникает в результате сложных фотохимических реакций в воздухе, загрязненном углеводородами, пылью, сажей и окисями азота под влиянием солнечного света, повышенной температуры нижних слоев воздуха и большого количества озона, который выделяется в результате разложения двуокиси азота под действием веществ из не полностью сгоревшего автомобильного топлива. В сухом, загазованном и теплом воздухе возникает прозрачный синеватый туман, который неприятно пахнет, раздражает глаза, горло, вызывает удушье, бронхиальную астму, эмфизему легких. Листва на деревьях вянет, покрывается пятнами, желтеет.

 

3.2. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ

Как все живое и неживое  на нашей планете СО₂ в сбалансированных пропорциях  - неотъемлемая часть экосистемы. И даже можно сказать, что СО₂ играет одну из главных ролей в живой природе. Без его участия невозможны многие процессы метаболизма живой клетки. Исходя из высшего замысла, диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных и выделяется в атмосферу с дыханием. И как мы помним из школьной программы, углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Нормальная концентрация СО₂ в атмосфере Земли – 0.038%.

Для срочного снижения парникового  эффекта и загрязнения атмосферы  человечеству необходимо поступательно, но неизбежно:

- уменьшить потребление углеводородного топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом;

- повысить энергоэффективность, как на бытовом уровне, так и на производственном;

- внедрять в домостроение более эффективные системы отопления и охлаждения;

- увеличить использование возобновляемых источников энергии - солнечной, ветровой и геотермальной;

- на действующих электростанциях и заводских топках, работающих на сжигании углеводорода, применять фильтры и катализаторы для удаления диоксида углерода из выброса в атмосферу;

-на государственном уровне вводить механизмы, которые позволят существенно замедлить вырубку и деградацию лесных массивов;

- активно участвовать в разработке наднациональных соглашений, обеспечивающих сокращения выброса парниковых газов в атмосферу (Киотский протокол).

- увеличить инвестиции в научно-практические разработки и инновационные технологии по нейтрализации вредных для экологии последствий человеческой жизнедеятельности

Параллельно с сокращением выброса  в атмосферу углекислого газа и пяти других видов парниковых газов  сейчас очень важно усилить борьбу с другими вредными выбросами  в атмосферу. К вредным для  здоровья человека выбросам относят:

- продукты неполного окисления (недогоревшие углеводороды – сажа и окись углерода – угарный газ)

- продукты окисления примесей, содержащихся в топливе (оксиды серы)

- оксиды азота (вызывают заболевания астмой)

- твердые частицы

- кислоты серные и угольные, образующиеся в выхлопном тракте при конденсации водяных паров

- антидетонационные и выносительные присадки и продукты их разрушения

-  фосфор

-  побочные продукты металлургического и химического производства, выделяемые в атмосферу (бурый дым)

- радиоактивные выбросы

- выбросы от разложения мусора на свалках (метан).

 

 

 

4. СОЗДАНИЕ МАЛООТХОДНЫХ И БЕЗОТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РАЗВИТЫХ СТРАН

В настоящее время на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, деревообрабатывающей, энергетической, строительных материалов и других отраслей промышленности РФ ежегодно образуется около 7 млрд. т. отходов. Используется же лишь 2 млрд. т., или 28% от общего объема. В связи с этим, в отвалах и шламохранилищах страны накоплено около 80 млрд. т. только твердых отходов. Под полигоны для их хранения ежегодно отчуждаются около 10 тыс. га пригодных для сельского хозяйства земель. Наибольшее количество отходов получается при добыче и обогащении сырья. Большое количество отходов образуется в процессе заготовки и переработки древесного сырья. На лесозаготовках отходы составляют 46,5% от общего объема вывезенной древесины. В нашей стране образуется ежегодно более 200 млн. м3 древесных отходов . Несколько меньше отходов получается на предприятиях черной металлургии. В 1994 году выход огненно-жидких шлаков составил 79,7 млн. т., в том числе 52,2 млн. т. доменных, 23,3 млн. т. сталеплавильных и 4,2 млн. т. ферросплавных. Значительно больше отходов на 1 т. металла получается при производстве цветных металлов. В процессе обогащения руды — от 30 до 100 т. измельченных хвостов на 1 т. концентратов, а при плавке руды на 1 т. металла — от 1 до 8 т. шлаков, шламов и других отходов. Ежегодно на предприятиях химической, пищевой, минеральных удобрений и других отраслей промышленности образуется более 22 млн. т. гипсосодержащих отходов и около 120—140 млн. т. осадков сточных вод (в сухом виде), около 90% из которых получаются при нейтрализации производственных сточных вод.

На городских свалках  даже среднего города ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов. Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, таким образом, в серьезную опасность  для окружающей среды и человека. Вот почему "героями дня" становятся эффективные, безотходные, а главное - экологически чистые технологии промышленной переработки мусора. К их числу принадлежат современные мусоросжигательные заводы, способные обезвредить и утилизировать бытовые отходы и попутно произвести тепловую и электрическую энергию, компенсируя тем самым немалые затраты на саму переработку.

Во всем мире переработка  и утилизация бытовых отходов  становятся все более злободневной проблемой. Главным образом это  касается крупных густонаселенных  городов, где ежегодно скапливаются миллионы кубометров всевозможного  мусора. Дымящиеся свалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки - в России такие картины знакомы  многим городским жителям.

 

4.1. ПРОБЛЕМЫ МУСОРНОЙ  СВАЛКИ

Самый распространенный до последнего времени способ борьбы с  бытовыми отходами в городах - вывоз  их на свалки - не решает проблему, а, прямо  скажем, усугубляет ее. Свалки - это  не только эпидемиологическая опасность, они неизбежно становятся мощным источником биологического загрязнения. Происходит это из-за того, что анаэробное (без доступа воздуха) разложение органических отходов сопровождается образованием взрывоопасного биогаза, который может представлять угрозу для человека, вредно воздействует на растительность, отравляет воду и воздух. Более того, главный  компонент биогаза - метан - признан  одним из виновников возникновения  парникового эффекта, разрушения озонового  слоя атмосферы и прочих бед глобального  характера. В общей сложности  из отходов в окружающую среду  попадает более ста токсичных  веществ. Нередко свалки горят, выбрасывая в атмосферу ядовитый дым. Под  полигоны для мусора на десятки лет  отчуждаются громадные территории, их, безусловно, можно было бы использовать с большей пользой. И, наконец, чтобы  обустроить полигон и содержать  его на уровне современных экологических  требований, нужны большие средства. Очень дорого обходится рекультивация  закрытых (уже не действующих) полигонов. Это целый комплекс мер, цель которых - остановить вредное воздействие свалок на окружающую среду, в том числе на почву и подземные воды. Рекультивация всего лишь одного гектара мусорного полигона обходится сегодня в 6 миллионов рублей. Велики и транспортные расходы на перевозку отходов, поскольку свалки, как правило, располагаются далеко от города.

 

4.2. МАЛООТХОДНОЕ И БЕЗОТХОДНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Сейчас в мировой практике применяется больше десятка технологий сжигания бытовых отходов. По оценке Всероссийского теплотехнического  института (ВТИ), вырабатываемая при  их реализации тепловая энергия наиболее эффективно используется в трех случаях: при сжигании твердых отходов  на колосниковых решетках, в топке  с псевдоожиженным (кипящим) слоем  и по технологии, называемой "Пиролиз - высокотемпературное сжигание". Сжигание на колосниках в слоевой  топке считается самой распространенной технологией. По этому методу работают большинство зарубежных мусоросжигательных заводов и все, построенные до настоящего времени в России. Сжигание отходов в топках с псевдоожиженным  слоем широко распространено в Японии. В Европе таких заводов только два - в Испании и Германии, строительство  еще двух ведется во Франции и  в России (Москва). В США работает завод по сжиганию отходов в циркулирующем  псевдоожиженном слое. К сожалению, обе эти технологии не решают проблему утилизации и обезвреживания твердых  остатков - шлака и особенно летучей  золы, которая улавливается системой газоочистки. Но если шлак можно использовать, например, на засыпке оврагов или в строительстве, то золу приходится закапывать на специально оборудованных полигонах, поскольку она адсорбирует тяжелые металлы и другие токсичные вещества. Есть и другие пути переработки твердых остатков, но все они требуют дополнительных материальных затрат.