Природоохоронні технології

Екологічний моніторинг: завдання, методи досліджень

Екологічний моніторинг — це комплексна система спостережень за станом навколишнього середовища, оцінюванням і прогнозом змін стану довкілля під впливом природних і антропогенних факторів.

 Основні завдання екологічного моніторингу:

·                           спостереження за джерелами антропогенного впливу; спостереження за факторами антропогенного впливу;

·                           спостереження за станом природного середовища й процесами, що відбуваються в ньому, під впливом факторів антропогенного впливу; оцінювання фактичного стану природного середовища;

·                           прогноз зміни стану природного середовища під впливом факторів антропогенного впливу й оцінювання прогнозованого стану природного середовища.

Слід взяти до уваги, що власне система моніторингу не включає діяльність із керування якістю середовища, а лише є джерелом інформації, необхідної для прийняття екологічно значимих розв’язань.

Екологічний моніторинг включає ланки різного рівня.

Глобальний моніторинг — на основі міжнародного співробітництва.

Контроль природного середовища здійснюється відповідно до міжнародних програм, таких як «Людина й біосфера» (МАБ), прийнятої ЮНЕСКО в 1970 p., а також програмами Міжнародного комітету з навколишнього середовища СКОПІ, ЮНЕП, що припускають створення Глобальної системи моніторингу навколишнього середовища (ГСМНС). Основне завдання — попередження природних і антропогенних змін стану природного середовища, здатних завдати економічної, моральної й соціальної шкоди людству.

Національний моніторинг — загальнодержавна система спостереження й контролю.

Завданнями глобального й національного моніторингу можуть бути, наприклад, спостереження за динамікою популяції шкідливих організмів на великих площах, облік руху охоронюваних видів рослин і тварин, можливості завдання збитків лісам, полям, водоймам.

Регіональний моніторинг — вивчення стану навколишнього середовища в межах того чи іншого регіону.

Локальний моніторинг, або імпактний,— вивчення стану навколишнього середовища в окремому населеному пункті або на підприємстві (наприклад, вивчення скидання або викидів конкретного підприємства).

 Методи екологічного моніторингу.

Для проведення моніторингу будь-якого рівня використовуються сучасні методи аналізу й контролю навколишнього середовища, які можна розділити на дві великі групи:

А: аерокосмічні.

Це система спостереження за допомогою літакових, аеростатних засобів, супутників і супутникових систем.

Б: наземні.

1. Спектральні й хімічні методи аналізу дозволяють одержувати достовірну інформацію про екологічну обстановку:

·                     якісні й кількісні методи дозволяють визначити, яка речовина та в якій кількості міститься в досліджуваній пробі;

·                     титриметричний (об’ємний) метод. У цьому виді аналізу зважування заміняється вимірюванням об’ємів як речовини, що визначається, так і реагенту, використовуваного при певному визначенні;

·                     колориметричні методи засновані на зміні відтінків кольору досліджуваного розчину залежно від концентрації;

·                     експрес-методи. До експрес-методів належать інструментальні методи, що дозволяють визначити забруднення за короткий період часу. Ці методи широко застосовуються для визначення радіаційного фону, у системі моніторингу повітряного й водного середовищ.

2. Методи біологічної індикації засновані на реакції живих організмів, чутливих до конкретних хімічних домішок. Дозволяють судити про стан навколишнього середовища за фактом зустрічі, відсутності, особливостями розвитку організмів-біоіндикаторів. Біоіндикатори — організми, присутність, кількість або особливості розвитку яких слугують показником природних процесів, антропогенних змін середовища існування:

біотестування за допомогою рослин (прикладом використання є Голландія, де такі корисні для людини рослини, як гладіолуси, тюльпани (тестоб’єкти на накопичення фторидів), італійська житня трава (тестоб’єкт на накопичення йонів важких металів), використовуються для аналізу забруднення великих площ країни);

біотестування за допомогою живих організмів:

а) тестування стану водойм у штучних умовах за допомогою таких організмів, як дафнія (рачки), п’явки (хробаки), інфузорії (найпростіші), знаходять у наш час широке застосування в багатьох країнах;

б) метод ліхеноіндикації (від латин. lichenes — лишайники) заснований на обліку кількості лишайників у міських насадженнях (парках, садах), районах великих підприємств. (Установлено однозначний зв’язок між наявністю лишайників на стовбурах дерев і «полями забруднення» повітря.);

в) факт відмирання дерев за відсутності жуків короїдів також слугує біологічним індикатором забруднення повітря або ґрунту речовинами промислового походження.

 Технологія переробки побутових відходів

Переробка відходів — одна з найактуальніших тем екології. Споживання продуктів з роками тільки підвищується, зростають темпи виробництва, разом із ними підвищується й кількість вироблених відходів. Екологічний моніторинг останніх років показує, що рівень забруднення наших міст різко підвищився. Не останню роль у цьому, як відомо, відіграє людина. Сьогодні сміття, що заповнило лісові масиви, водойми, схили, пустирі, уже не викликає здивування й стало для більшості з нас нормою життя. Ми вже не обурюємося виробами з поліетилену, що лежать на узбіччях, а тим часом на розпад одного поліетиленового пакета або пластикової пляшки припадає не один десяток років. Сміття, що потрапляє у воду, ставить під загрозу популяцію багатьох видів тварин. Будь-яка сировина, що ми споживаємо, на 97 % відсотків в остаточному підсумку перетворюється на відходи. Екосистема припускає постійний кругообіг речовин, але як бути з тими відходами, процес розкладання яких є надто тривалим?

Тверді побутові відходи (ТПВ) — це товари, що втратили споживчі властивості, найбільша частина відходів споживання. До ТПВ належать відходи, що утворюються в житлових і громадських будівлях, торговельних, видовищних, спортивних й інших підприємствах (включаючи відходи від поточного ремонту квартир), відходи від опалювальних пристроїв місцевого опалення, опале листя, що збирають на територіях подвір’їв, і великогабаритні відходи.

Тверді побутові відходи (ТПВ) можуть бути декількох видів:

·               · відходи споживання, матеріали й вироби — усе, що псується, зношується, не функціонує (побутова техніка, акумулятори, плати, проводи тощо), відходи, продукти життєдіяльності організмів, біологічні й сільськогосподарські відходи;

·               · відходи виробництва, які утворюються в результаті обробки сировини для одержання різних видів енергії, а також верстати, складні машини, устаткування на цих підприємствах. Отут і криється головна проблема для екології. Найчастіше це радіоактивні, токсичні й інші особливо небезпечні відходи;

·               · картон, папір, газети, упаковки Tetra Pak. Це найпоширеніший вид відходів у містах (до 37 % від загальної маси відходів);

·               · кухонні відходи (до 30 %), але вони не становлять проблем у переробці;

·               · синтетика, штучні матеріали (пластик, пластмаса, поліетилен) складають у ТПВ близько 5 % від загальної маси. Рециркуляції більша частина пластиків не підлягає, а також практично не піддається біологічному розкладанню;

·               · скляні й металеві відходи складають близько 3 % усієї маси ТПВ;

·               · каміння, будівельне сміття, кістки — 1-2 %;

·               · тканини — відходи виробів текстильної промисловості (до 5 %).

Папір, органічні відходи, натуральні шкіра й тканини переробляються нескладно й швидко розкладаються самостійно, а пластик, метали, синтетичні матеріали, з яких виготовлена маса предметів, що оточують людину, практично не піддаються гниттю, не розкладаються й вимагають певних витрат на переробку.

Утилізація (знешкодження) сміття й відходів — Це спеціальна обробка сміття з метою перетворення його в інертний (нейтральний) стан, що не спричиняє шкідливого впливу на екологію. Поки що людство винайшло три принципово різних шляхи утилізації сміття:

1.      організація смітників, поховання на полігонах;

2.      вторинне використання відходів (брикетування, термообробка);

3.      спалювання відходів (перетворення на засклені гранули).

Найбільш перевірений і популярний метод — поховання на смітниках — класика утилізації відходів. Але з ними тоді нічого не відбувається. У більшості держав світу саме так і відбувається. На підземних смітниках США спочиває 84 % від усього сміття країни, 90 % — в Англії, у Японії поховано 57 %. У середньому виходить 74 % від середньої кількості ТПВ у світі. Смітник, як професійне спорудження, має свої ідеальні стандарти якості. Днище смітника має бути вкрите поліетиленовою плівкою. Кожний новий шар відходів необхідно ущільнювати, накривати глиною й піском, а потім — новими шарами плівки. Спеціальний збирач знизу приймає всю рідину, яка надходить зі сміття, що зберігається. Рідина відправляється на переробку. Після заповнення котловану смітника його засипають ґрунтом, висаджують траву й розміщують зверху поле для гольфу. Така традиція існує у Великобританії й США. Зазвичай більшість світових смітників до таких стандартів не дотягують.

Спалюють сміття у Франції (35 % від загальної кількості), у Японії — 40 %. У спалюванні сміття є свої плюси: обсяг відходів можна зменшити у 2-10 разів; можна використовувати тепло від вогню; менше загрози заразити навколишнє середовище. Але дим і продукти згоряння забруднюють навколишнє середовище — це теж факт. Мінусами є те, що у такий спосіб утворюється більше шлаків, ніж від вулканічної діяльності планети. Крім того, золу також необхідно якось використовувати або зберігати. Синтетика при горінні виділяє токсичні матеріали. (Це велика проблема: діоксини спричиняють серйозні мутації, вони канцерогенні й дуже отруйні, 6-10 г діоксину є смертельними для людини.)

Обидва шляхи апробовувалися в США у 80-х pp. XX ст. З’ясувалося, що збудувати сміттєспалювальний завод зовсім не простіше, ніж організувати смітник, а за вартістю теж різниця невелика. Наприклад, середні капітальні витрати на будівництво сміттєспалювального заводу продуктивністю 500 тис. т на рік у США склали 200 млн доларів. У Росії такий завод коштував близько 100 млн доларів.

На сьогодні найбільш високотехнологічні методи утилізації ТПВ — це переробка й біотехнологія. Одним із мінусів такої технології є обов’язкове сортування сміття. Суть біотехнології: мікроорганізми розкладають органічну частину відходів у процесі ана­еробного розкладання, горючий газ (метан) є результатом обміну речовин мікроорганізмів, також утворюється компост — чудове добриво.

При сортуванні ТПВ можливе вторинне використання відходів як сировини. Наприклад, вторинне використання паперової макулатури зменшує витрати сировини, заощаджує паливо. Приклади плюсів вторинного використання відходів: 1 млн.т макулатури збереже 60 га лісів від вирубування, перероблена пластмаса підійде для виробництва поруччя або огородження. У Японії на переробленій макулатурі друкують понад 65 % періодики.

 Це цікаво

1. Про що нам розповість маркування?

 «Der Grüne Punkt».

«Зелена крапка». З 1990 року ставиться на пакувальних матеріалах і означає, що компанія-виробник надає гарантію прийому і вторинної переробки маркірованого пакувального матеріалу. Використовується в Німеччині, Франції, Бельгії, Ірландії, Люксембурзі, Австрії, Іспанії, Португалії й інших країнах.

2. Останні розробки у галузі переробки побутових відходів

Учені з Нідерландів представили останні розробки у сфері переробки відходів — поліпшену технологію, що без попереднього сортування, у рамках однієї системи, розподіляє й очищає всі відходи, які туди надходять, до первісної сировини. Система повністю переробляє всі види відходів (медичні, побутові, технічні) у закритому циклі, без залишку. Сировина повністю очищається від домішок (шкідливих речовин, барвників тощо), пакується й може бути використана вдруге. При цьому система є екологічно нейтральною.

3. У Києві співтовариство «Соціально відповідальний бізнес» впроваджує в українських офісах програму «Клуб A4», спрямовану на зменшення кількості паперових відходів. Ідея полягає в тому, щоб усі зацікавлені організації могли регулярно віддавати на переробку паперові й картонні відходи зі своїх офісів. Для цього їм надають спеціальні контейнери, а згодом безкоштовно вивозять всі непотрібні папери, з яких виготовлять пакувальні матеріали. Уже понад 50 офісів погодилися взяти участь у програмі. Контейнери установили в офісах агентств ООН, деяких посольств, екологічних організацій і в освітніх установах.

 Сучасні технології безвідхідного виробництва продукції

Безвідхідна технологія — це такий метод виробництва продукції, коли вся сировина й енергія використовуються найбільш раціонально й комплексно в циклі: сировинні ресурси — виробництво — споживання — вторинні ресурси,— і будь-які впливи на навколишнє середовище не порушують її нормального функціонування.

Це формулювання не слід сприймати абсолютно, тобто не слід вважати, що виробництво можливе без відходів. Уявити собі абсолютно безвідхідне виробництво просто неможливо, такого й у природі не існує. Проте відходи не мають порушувати нормального функціонування природних систем. Інакше кажучи, ми зобов’язані виробити критерії непорушеного стану природи. Створення безвідхідних виробництв належить до досить складного й тривалого процесу, проміжним етапом якого є маловідхідне виробництво. Під маловідхідним виробництвом слід розуміти таке виробництво, результати якого, впливаючи на навколишнє середовище не перевищують рівня, припустимого санітарно-гігієнічними нормами. При цьому з технічних, економічних, організаційних або інших причин частина сировини й матеріалів може переходити у відходи й направлятися на тривале зберігання або поховання.

На сучасному етапі економічного розвитку є нагальною необхідність переходу до замкнутих систем виробництва, що припускає можливо більшу вбудованість виробничих процесів у загальний кругообіг речовин у природі.

При замкнутій системі виробництво організовується, спираючись на такі фундаментальні принципи:

·         можливе більш повне використання вихідної природної речовини;

·         можливе більш повне використання відходів (регенерація відходів і перетворення їх у вихідну сировину для наступних щаблів виробництва);

·         створення кінцевих продуктів виробництва з такими властивостями, щоб використовувані відходи виробництва й споживання могли бути асимільовані екологічними системами.