Размещено на http://allbest.ru

Введение

ресурс природный загрязнение

Изделия из резины, пластмассы, нефтесодержащих материалов изготавливают путем вулканизации резиновых смесей на основе каучуков. Состав резиновых смесей различен и зависит от ассортимента изделий. В автомобилестроении используются следующие изделия из резины: автопокрышки, приводные ремни, шланги, сальники, манжеты, коврики и др. Многие резиновые шины, аккумуляторные батареиные изделия имеют сложную конструкцию и наряду с резиной содержат металл, текстиль и другие материалы.

Наиболее крупными по габаритам, многотоннажными и сложными по составу изделиями из резины являются автопокрышки. В их состав входят резина, металлическая проволока, полимерные нити.

С ростом численности автотранспорта постоянно увеличивается и количество изношенных автопокрышеки . Ежегодно в России образуется более 1,1 млн тонн изношенных автопокрышек, из них утилизируется только 10 %.

До 50 % автопокрышек, снимаемых с автомобилей при утилизации, могут быть восстановлены. При восстановлении автопокрышек заменяют изношенный протектор на новый путем наварки сырой резиновой смеси. Такую технологию можно использовать только для шин с каркасом, имеющим необходимую прочность и жесткость. При наварке остаток изношенного протектора удаляют механическим способом и на каркас накладывают сырую резиновую смесь. Далее покрышка помещается в обогреваемую пресс-форму для формирования рисунка протектора и вулканизации резиновой смеси. Восстановленные автопокрышки по всем характеристикам отвечают техническим требованиям к новым изделиям.

Не подлежащие восстановлению автопокрышки и резинотехнические изделия, снятые с утилизируемого автомобиля, являются источником ценных вторичных материалов.

Особенности химического строения эластомеров, имеющих прочную трехмерную структуру с поперечными связями, а также сложность надмолекулярных образований придают им уникальные свойства, делают резины незаменимыми материалами для современного машиностроения и других отраслей экономики.

1. Понятие ресурсов. Роль природных ресурсов в жизни общества

Человек живет в окружении природы и сам является частью природы. Совокупность географического положения территории, природных ресурсов и других компонентов среды называетсяприродными или естественными условиями. Без них невозможно наше существование и развитие общества, они оказывают непосредственное влияние на расселение, размещение производства и формы человеческой деятельности.

Совокупность природных условий, в которых существует человеческое общество, связывают природной,или географической средой. В последнее время закрепился и другой термин -окружающая среда.

Географической средой называется та часть земной природы, с которой человечество непосредственно взаимодействует в быту, производственной деятельности. Понятия «природа» и «географическая среда» принципиально сходные. Однако первое из них более широкое, посколькуприрода- это саморазвивающаяся система взаимосвязанных и взаимозависимых естественных компонентов (климата, вод, почвы, рельефа, растительного и животного мира).

Географическая среда возникла в результате длительной эволюции географической оболочки под влиянием антропогенного воздействия, создания так называемой «вторичной природы», т.е., городов, заводов, каналов, транспортных магистралей. Она играет огромную роль в жизни человечества: служит средой его обитания, является источником ресурсов, влияет на здоровье и настроение, на духовную культуру. С одной стороны, человек изменяет природу, использует ее, приспосабливает для своих нужд. С другой стороны, географическая среда оказывает значительное влияние на развитие общества. В результате деятельности человека природе наносится вред, иногда непоправимый. Изменяется среда обитания человека и встает вопрос о здоровье и выживании всего человечества. Общество стало изымать из природы все больше ее ресурсов и одновременно возвращать в природу все более многочисленные отходы своей деятельности. Так возникли две взаимосвязанные проблемы: рационального использования природных ресурсов; охраны окружающей среды от загрязнения.

Те компоненты природы, которые используются или могут использоваться в будущем в хозяйственной деятельности и жизни человека, называются природными (естественными) ресурсами.

Понятия «природные условия» и «природные ресурсы» очень близки, несмотря на то, что второе является частью первого. Грань, отделяющая одно от другого, весьма условна, Например, ветер можно рассматривать как компонент природы, но в то же время это и важный ресурс, в первую очередь для получения энергии.

1.1 Возобновляемые природные ресурсы

Возобновляемые ресурсы_ природные ресурсы, полностью или частично восстанавливающиеся в ходе естественных процессов или при помощи человека (растительный и животный мир, почвы и др.). При необратимом нарушении условий возобновления переходят в категорию невозобновляемых

Многие ресурсы, которые относят к возобновляемым, на самом деле когда-нибудь будут исчерпаны. В качестве примера можно привести солнечную энергию. С другой стороны, придостаточном развитии технологии, многие ресурсы, которые традиционно считаются невозобновляемыми,могут быть восстановлены. Например, металлы можно использовать повторно. Ведутся исследования попереработке изделий из пластика.

В современной мировой практике к В.Р. относят: гидро,солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов,температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, теплаЗемли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения.

Существуют различные мнения о том, к какому типу ресурсов следует относить ядерное топливо. Запасы ядерного топлива с учётом возможности его воспроизводства в реакторах размножителях, огромны, его может хватить на тысячи лет. Несмотря на это его обычно причисляют к невозобновляемым ресурсам.Основным аргументом для этого является высокий риск для экологии, связанный с использованием ядерной энергии.

Некоторые виды возобновляемых ресурсов:

- Питьевая вода

- Топливо, получаемое в результате переработки растений: спирт, биогаз, биодизель

- Древесина

-Бумага

- Кожа

Невозобновляемые природные ресурсы-ресурсы, не восстанавливающиеся самостоятельно и не восстановимые искусственно. К невозобновляемым ресурсам относятся горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, уголь, торф), руды металлов, благородные металлы и строительные материалы (глины, песчаники, известняки). Чем больше их человечество добывает и использует, тем меньше остается следующим поколениям.

К невозобновимым ресурсам относятся полезные ископаемые, которые подразделяются на :

- топливно-энергетическое сырье (нефть, уголь, газ, уран);

- черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и. др.);

- цветные металлы (руды алюминия, меди, свинца, цинка, ртути и др.); - благородные металлы (золото, серебро, платиноиды); - химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты , апатиты и др.); - техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.), флюсы и огнеупоры, цементное сырье; - строительные материалы (глина, гравий, песок). Последнюю категорию минеральных ресурсов называют общераспространенными полезными ископаемыми.

Таким образом, природные ресурсы - это часть всей совокупности природных условий существования человечества и важнейшие компоненты окружающей его естественной среды, используемые в процессе общественного производства для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества.

Рисунок 1 - Возобновляемые ресурсы

Природные ресурсы, которые могут восстанавливаться в более или менее короткие сроки, допустимые в масштабах человеческой жизни, т. е. в течение года, нескольких лет или, в крайнем случае десятилетий.

Возобновляемые природные ресурсы делятся на:

1. Пресная вода. Получается ежегодно в больших количествах путем выпадения атмосферных осадков.

2. Кислород. Возобновляемость этого ресурса пока не вызывает особых причин для беспокойства. Это вещество в основном образуется путем фотосинтеза растений, и мы потребляем только 10% от всего состава.

3. Биологические ресурсы (биомасса) -- это сумма животной и растительной массы по всей планете в целом. Антропогенное воздействие на эту часть возобновляемых ресурсов привело к исчезновению многих животных и растений. Если все продолжится в том же темпе, мы ощутим обратную сторону этого процесса примерно через 70 лет.

К возобновляемым ресурсам относятся, прежде всего, ныне существующие зеленые растения как высшие, так и низшие. К возобновляемым природным ресурсам относятся и гетеротрофные живые организмы -- животные и грибы. Но так как они в отношении получения пищи и энергии целиком зависят от зеленых растений, то они вместе с зелеными растениями составляют единый природный возобновляемый ресурс. Но все живые организмы способны еще к росту (у растений даже неограниченному) и размножению самыми различными способами, что дает им возможность сильно увеличивать органическую массу.

Поскольку среди возобновляемых природных ресурсов основная роль принадлежит зеленым растениям, остановимся именно на их особенностях. Самая основная особенность зеленых растений -- это их автотрофность, т. е. способность создавать органические вещества из простых неорганических соединений за счет энергии солнца. Этот процесс, как известно, называется фотосинтезом и именно благодаря нему, прежде всего, и имеются возобновляемые природные ресурсы.

Как говорил К. А. Тимирязев, растения используют даровую энергию солнца и энергия эта практически неисчерпаема. Благодаря фотосинтезу зеленые растения обладают величайшей производительностью, они создают в биосфере примерно 98 % органического вещества, а в цифровом выражении -- это составляет ежегодно 80 миллионов тонн органической массы. Тем самым они создают условия для жизнедеятельности и размножения гетеротрофных организмов (животных, включая человека, грибов, большинства бактерий).

Биомасса -- шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии после горючих сланцев, урана, угля, нефти и природного газа. Приближённо полная биологическая масса земли оценивается в 2,4·1012 тонн.

Биомасса -- пятый по производительности возобновимый источник энергии после прямой солнечной, ветровой, гидро и геотермальной энергии. Ежегодно на земле образуется около 170 млрд т. первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается.

Биомасса -- крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн т.у.т./год)

Биомасса применяется для производства тепла, электроэнергии, биотоплива, биогаза (метана, водорода).

Основная часть топливной биомассы (до 80%), это прежде всего древесина, употребляется для обогрева жилищ и приготовления пищи в развивающихся странах.

Некоторые ресурсы хотя и восстанавливаются в исторические отрезки времени, но возобновляемые объемы их значительно меньше объемов хозяйственного потребления. Именно поэтому такие виды ресурсов оказываются весьма уязвимыми и требуют особенно тщательного контроля со стороны человека. К относительно возобновляемым ресурсам относятся и очень дефицитные природные богатства:

а) продуктивные пахотно-пригодные почвы;

б) леса с древостоями спелого возраста;

в) водные ресурсы в региональном аспекте.

Продуктивных пахотно-пригодных почв сравнительно немного (по разным оценкам их площадь не превышает 1,5-2,5 млрд. га). Наиболее продуктивные почвы, относящиеся к первому классу плодородия, занимают, по оценкам ФАО, всего 400 млн. га. Продуктивные почвы образуются крайне медленно - на формирование 1 мм слоя, например, черноземных почв, требуется более 100 лет. В то же время процессами ускоренной эрозии, стимулированными нерациональным землепользованием, за один год может быть разрушено несколько сантиметров верхнего, наиболее ценного пахотного слоя. Антропогенное разрушение почв происходит в последние десятилетия настолько интенсивно, что дает основание отнести почвенные ресурсы к категории «относительно возобновляемых».

Хорошо известен факт практической неисчерпаемости водных ресурсов в планетарном масштабе. Однако на поверхности суши запасы пресных вод сосредоточены неравномерно, и на обширных территориях ощущается дефицит вод, пригодных для употребления в системах водопользования. Особенно сильно страдают от недостатка воды аридные и субаридные районы, где нерациональное водопотребление (например, водозабор в объемах, превышающих объем естественного восполнения свободных вод) сопровождается быстрым и зачастую катастрофическим истощением водозапасов. Поэтому необходим точный учет количества допустимого изъятия водного ресурса по регионам. П. Неисчерпаемые ресурсы. Среди тел и явлений природы ресурсного значения имеются и такие, которые практически неисчерпаемы, К ним относятся климатические и водные ресурсы.

1.2 Невозобновляемые ресурсы

Ресурсы, не восстанавливающиеся самостоятельно и не восстановимые искусственно.К невозобновляемым ресурсам относятся горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, уголь, торф), руды металлов, благородные металлы и строительные материалы (глины, песчаники, известняки). Чем больше их человечество добывает и использует, тем меньше остается следующим поколениям.

Причины сокращения земельного фонда:

- природные

- экологические

- экономические

К природным причинам можно отнести наступление моря на сушу, опустынивание, наступание песков в пустынных районах.

В основе экологических причин лежит неправильное ведение сельского хозяйства, приводящее к засолению и заболачиванию земель, вырубка лесов. Мелиоративные работы, кажущиеся полезным занятием, также наносят ущерб земельному фонду.

Экономические причины - это строительство городов, линий электропередач, дорог, прокладка трубопроводов, каналов, создание водохранилищ, карьеров.

Для увеличения запасов сторонники защиты окружающей среды предлагают увеличить долю рециркуляции и повторного использования невозобновимых минеральных ресурсов и снизить неоправданные потери таких ресурсов. Рециркуляция, вторичное использование и снижение количества отходов требует для своей реализации меньше энергетических затрат и в меньшей степени разрушают почву и загрязняют воду и воздух, чем использование первичных ресурсов.

Невозобновимые ресурсы.Невозобновимыми считаются ресурсы земных недр. Строго говоря, многие из них могут возобновляться в ходе геологических циклов, но продолжительность этих циклов, определяемая сотнями миллионов лет, несоизмерима с этапами развития общества и скоростью расходования минеральных ресурсов.

Невозобновимые ресурсы планеты можно разделить на две большие группы:

а)Невозобновимые минеральные ресурсы. Более сотни негорючих материалов добываются из земной коры в настоящее время. Минералы образуются и видоизменяются в результате процессов, происходящих в ходе образования земных горных пород на протяжении многих миллионов лет. Использование минерального ресурса включает в себя несколько этапов. Первый из них - это обнаружение достаточно богатого месторождения. Затем - извлечение минерала путем организации некоторой формы его добычи. Третий этап - обработка руды для удаления примесей и превращение его в нужную химическую форму. Последнее - использование минерала для производства различных изделий.

Разработка месторождений полезных ископаемых, залежи которых находятся недалеко от земной поверхности, производится путем поверхностной добычи, устраивая открытые карьеры, открытую добычу методом создания горизонтальных полос, или добыча при помощи землечерпательного оборудования. При расположении полезных ископаемых далеко под землей они извлекаются методом подземной добычи. Добыча, обработка и использование любого негорючего минерального ресурса вызывает нарушение почвенного покрова и эрозию, загрязняет воздух и воду. Подземная добыча более опасный и дорогостоящий процесс, чем поверхностная добыча, но он в гораздо меньшей степени нарушает почвенный покров. При подземной добыче может происходить загрязнение воды в силу шахтного кислотного дренажа. В большинстве случаев территории, на которых осуществляется добыча, удается восстановить, но это дорогостоящий процесс. Добыча полезных ископаемых и расточительный подход к использованию продуктов, изготавливаемых из ископаемых и древесины, также приводят к созданию большого количества твердых отходов.

Оценить количество реально доступного в смысле добычи полезного минерального ресурса - процесс очень дорогостоящий и сложный. И к тому же, нельзя это определить с большой точностью. Запасы минеральных ресурсов подразделяются на выявленные ресурсы и необнаруженные ресурсы. В свою очередь каждая из этих категорий делится на резервы, то есть те ископаемые, которые можно извлечь с получением прибыли по существующим ценам при существующей технологии добычи, и ресурсы - все обнаруженные и необнаруженные ресурсы, включая те, которые не могут быть извлечены с получением прибыли при существующих ценах и существующей технологии.

Большинство опубликованных оценок конкретных невозобновимых ресурсов относится к резервам.Когда 80% резервов или оцененных ресурсов материала оказываются извлеченными и использованными, ресурс считается исчерпанным, так как извлечение оставшихся 20% обычно не приносит прибыли. Количество извлеченного ресурса и тем самым время исчерпания можно увеличить путем увеличения оцененных резервов, если высокие цены вынудят пойти на поиск новых месторождений, разработку новых технологий добычи, увеличения доли рециркуляции и вторичного использования или на снижение уровня потребления ресурса. Некоторым экономически исчерпанным ресурсам удается найти замену.Для увеличения запасов сторонники защиты окружающей среды предлагают увеличить долю рециркуляции и повторного использования невозобновимых минеральных ресурсов и снизить неоправданные потери таких ресурсов. Рециркуляция, вторичное использование и снижение количества отходов требует для своей реализации меньше энергетических затрат и в меньшей степени разрушают почву и загрязняют воду и воздух, чем использование первичных ресурсов.Сторонники защиты окружающей среды призывают индустриальные страны совершить переход от одноразового использования с большим количеством отходов к хозяйству, производящему незначительное количество отходов. Это потребует, кроме рециркуляции и вторичного использования, также привлечения экономических стимулов, определенных действий правительств и людей, а также изменения в поведении и образе жизни населения Земли.

б) Невозобновимые энергетические ресурсы. Основными факторами, определяющими степень использования любого источника энергии, являются его оценочные запасы, чистый выход полезной энергии, стоимость, потенциальные опасные воздействия на окружающую вреду, а также социальные последствия и влияние на безопасность государства. Каждый источник энергии обладает преимуществами и недостатками.

Обычную сырую нефть можно легко транспортировать, она является относительно дешевым и имеющим широкое применение видом топлива, обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Однако доступные запасы нефти могут быть исчерпаны через 40-80 лет, при сжигании нефти в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, что может привести к глобальному изменению климата планеты.

Нетрадиционная тяжелая нефть, остаток обычной нефти, а также добываемая из нефтеносных сланцев и песка, может увеличить запасы нефти. Но она является дорогостоящей, обладает низким значением чистого выхода полезной энергии, требует для переработки большого количества воды и оказывает более вредное воздействие на окружающую среду, чем обычная нефть. Обычный природный газ дает больше тепла и сгорает более полно, чем другие ископаемые виды топлива, является многосторонним и относительно дешевым видом топлива и обладает высоким значением чистого выхода полезной энергии. Но его запасы могут быть исчерпаны через 40-100 лет, и при его сжигании образуется углекислый газ.

Уголь - самый распространенный в мире вид ископаемого топлива. Он обладает высоким значением чистого выхода полезнойэнергии при производствеэлектричества и выработке высокотемпературного тепла для производственных процессов, и относительно дешев. Но уголь чрезвычайно грязен, его добыча опасна и наносит вред окружающей среде, также как и сжигание, если отсутствуют дорогостоящие специальные устройства контроля за уровнем загрязнения воздуха; выделяет больше углекислого газа на единицу полученной энергии, чем другие ископаемые виды топлива, и неудобно его использовать для движения транспорта и отопления домов, если предварительно не перевести его в газообразную или жидкую форму. Значительное нарушение почвенного покрова при добыче. Теплота, скрытая в земной коре, или геотермальная энергия, преобразуется в невозобновимые подземные месторождения сухого пара, водяного пара и горячей воды в различных местах планеты. Если эти месторождения расположены достаточно близко к земной поверхности, полученное при их разработке тепло можно использовать для отопления помещений и выработки электроэнергии. Они могут обеспечить энергией на 100-200 лет области, расположенные вблизи месторождений, причем по умеренной цене. Они обладают средним значением чистого выхода полезной энергии и не выделяют углекислый газ. Хотя и этот вид источника энергии приносит много неудобств при добыче и немалое загрязнение окружающей среды.

Реакция ядерного деления - также источник энергии, причем очень перспективный. Основными преимуществами этого источника энергии заключаются в том, что ядерные реакторы не выделяют углекислого газа и иных веществ, вредных для окружающей среды, и степень загрязнения воды и почвенного покрова находится в допустимых пределах, при условии, что весь цикл ядерного топлива протекает нормально. К недостаткам можно отнести то, что очень велики затраты на оборудование для обслуживания этого источника энергии; обычные атомные электростанции могут использоваться только для производства электроэнергии; существует риск крупной аварии; чистый выход полезной энергии низок; не разработаны хранилища для радиоактивных отходов. В силу вышеперечисленных недостатков этот источник энергии в настоящее время мало распространен. Поэтому экологически чистое будущее - за альтернативными источниками энергии. Оба вида этих ресурсов одинаково важны для нас, но разделение введено потому, что эти две большие группы ресурсов сильно отличаются друг от друга.

Загрязнение человеком почвы и его последствия. Оценка загрязнения почв - это особенное природное образование, обеспечивающее рост деревьев, сельскохозяйственных культур и других растений. Сложно себе представить жизнь без наших плодородных почв. Но как современный человек относится к грунтам? Сегодня загрязнение человеком почвы достигло колоссальных масштабов, поэтому почвы нашей планеты остро нуждаются в защите и охране. Почва - что это? Охрана почв от загрязнения невозможна без четкого понимания, что такое почва и как она образуется. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Почва (или грунт) - это особое природное образование, обязательный компонент любой экосистемы. Он формируется в верхнем слое материнской горной породы, под действием солнца, воды, а также растительности. Почва - это некий мост, звено, которое связывает биотические и абиотические компоненты ландшафта. Основные процессы, в результате которых образуется почва, это выветривание и жизнедеятельность живых организмов. В результате процессов механического выветривания материнская порода разрушается и постепенно измельчается, а живые организмы наполняют эту неживую массу органическими веществами. Загрязнение человеком почвы - это одна из главнейших проблем современной экологии и природопользования, которая особенно заострилась во второй половине ХХ века. Структура почвы Любая почва состоит из 4-х главных компонентов. Это: горная порода (основа грунта, около 50% общей массы); вода (около 25%); воздух (около 15%); органические вещества (гумус, до 10%). В зависимости от соотношения этих компонентов в грунте, выделяются следующие виды почв: каменистые; глинистые; песчаные; гумусовые; солончаковые.

Ключевым свойством почвы, которое отличает ее от любого другого компонента ландшафта, является ее плодородность. Это уникальное свойство, удовлетворяющее растения в необходимых питательных веществах, влаге и воздухе. Таким образом, почва обеспечивает биологическую продуктивность всей растительности и урожайность сельскохозяйственных культур. Вот почему загрязнение почвы и воды является настолько острой проблемой на планете. Исследования почвенного покрова Исследованиями почв занимается особая наука - почвоведение, основателем которой считают Василия Докучаева - ученого с мировым именем. Именно он, еще в конце XIX века, первый отметил, что почвы распространяются по земной поверхности вполне закономерно (широтная зональность почв), а также назвал четкие морфологические признаки грунта. В. Докучаев рассматривал грунт, как целостное и самостоятельное природное образование, что до него не делал никто из ученых.

Самая известная работа ученого - "Русский чернозем" 1883 года - является настольной книгой для всех современных почвоведов. В. Докучаев провел тщательные исследования грунтов степной зоны современной России и Украины, результаты которых легли в основу книги. В ней автор выделил основные факторы почвообразования: материнская порода, рельеф, климат, возраст и растительный мир. Ученый дает весьма интересное определение понятию: "почва есть функция от материнской породы, климата и организмов, умноженная на время". После Докучаева изучением грунтов активно занимались и другие известные ученые. Среди них: П. Костычев, Н. Сибирцев, К. Глинка и другие. Значение и роль почвы в жизни человека Фраза "земля-кормилица", которую мы слышим очень часто, не является символичной или метафоричной. Это действительно так. Это главный источник продовольствия для человечества, который, так или иначе, дает около 95% всех продуктов питания. Общая площадь всех земельных ресурсов нашей планеты составляет на сегодня 129 миллионов км2 площади суши, из которых 10% занимают пахотные земли, а еще 25% - сенокосы и пастбища. Изучать почвы начали только в XIX веке, но люди знали о прекрасном их свойстве - о плодородности, с самых древних времен. Именно почве обязаны своим существованием все растительные и животные организмы на Земле, включая и человека. Ведь не случайно самыми густонаселенными территориями планеты являются области с самыми плодородными почвами.

Почвы - это главный ресурс сельскохозяйственного производства. Множество конвенций и деклараций, принятых на международном уровне, призывают рационально и бережно относиться к почве. И это очевидно, ведь тотальное загрязнение земель и почв ставит под угрозу существование всего человечества на планете. Почвенный покров - важнейший элемент географической оболочки Земли, отвечающий за все процессы в биосфере. Почва аккумулирует в себе огромное количество органических веществ и энергии, выполняя, тем самым, роль гигантского биологического фильтра. Это - ключевое звено биосферы, разрушение которого нарушит всю ее функциональную структуру. В XXI столетии нагрузка на почвенный покров выросла в несколько раз, а проблема загрязнения почвы выходит в ранг первостепенной и глобальной. Стоит отметить, что решение этой проблемы зависит от согласованности действий всех государств мира. Загрязнение земель и почв Загрязнением почвы называют процесс деградации почвенного покрова, при котором значительно увеличивается содержание в нем химических веществ. Индикаторами этого процесса становятся живые организмы, в частности, растения, которые первыми страдают от нарушения природного состава почвы. При этом реакция растений зависит от уровня их чувствительности к подобным изменениям. Следует отметить, что в нашем государстве предусмотрена уголовная ответственность за загрязнение человеком земель. В частности, статья 254 Уголовного кодекса РФ звучит как "Порча земли". Типология загрязнителей почвы Основные загрязнения почвы начались в ХХ веке с бурным развитием промышленного комплекса. Под загрязнением почв понимают внесение в грунт нетипичных для него компонентов - так называемых "загрязнителей". Они могут пребывать в любом агрегатном состоянии - жидком, твердом, газообразном или комплексном. Все почвенные загрязнители можно поделить на 4 группы: органические (пестициды, инсектициды, гербициды, ароматические углеводороды, хлорсодержащие вещества, фенолы, органические кислоты, нефтепродукты, бензин, лаки и краски); неорганические (тяжелые металлы, асбест, цианиды, щелочи, неорганические кислоты и прочие); радиоактивные; биологические (бактерии, патогенные микроорганизмы, водоросли и т.п.). Таким образом, основные загрязнения почвы осуществляются именно при помощи этих и некоторых других загрязнителей. Повышенное содержание данных веществ в грунте может привести к негативным и необратимым последствиям. Источники загрязнения земель.На сегодняшний день можно назвать большое количество таких источников. И число их с каждым годом только увеличивается. Перечислим основные источники загрязнения почв: Жилые дома и коммунальные службы. Это главный источник загрязнения земель в городах. В этом случае загрязнение человеком почвы происходит через бытовые отходы, остатки пищи, строительный мусор и предметы домашнего обихода (старая мебель, одежда и т.п.). В крупных городах вопрос "куда девать мусор?" превращается в настоящую трагедию для городских властей. Поэтому на окраинах городов вырастают огромные километровые свалки, куда свозится весь бытовой мусор. В развитых странах Запада уже давно внедрена практика переработки мусора на специальных установках и заводах. Причем на этом там зарабатываются немалые деньги.

В нашей стране пока такие случаи, увы, единичны. Фабрики и заводы. В этой группе основные источники загрязнения почв - это химическая, горнодобывающая и машиностроительная отрасль. Цианиды, мышьяк, стирол, бензол, сгустки полимеров, сажа - все эти страшные вещества попадают в грунт в районе крупных промышленных предприятий. Большой проблемой нынче также является проблема утилизации автомобильных шин, выступающих причиной больших пожаров, которые очень трудно потушить. Транспортный комплекс. Источники загрязнения земель в данном случае - свинец, углеводород, сажа, а также оксиды азота. Все эти вещества выделяются в процессе работы двигателей внутреннего сгорания, затем оседают на поверхность земли и впитываются растениями. Таким образом, они попадают и в почвенный покров. При этом степень загрязнения почвы будет максимально высокой вдоль крупных шоссе и возле автомобильных развязок. Агропромышленный комплекс. Получая от земли продукты питания, мы в то же время отравляем ее, как бы парадоксально это ни звучало. Загрязнение человеком почвы здесь происходит через внесение в землю удобрений и химикатов. Именно так в грунт попадают страшные для него вещества - ртуть, пестициды, свинец и кадмий. Кроме того, излишки химикатов могут смываться с полей дождями, попадая в постоянные водотоки и подземные воды. Радиоактивные отходы. Очень большую опасность несет в себе загрязнение почвы отходами ядерной промышленности. Мало кто знает, что во время ядерных реакций на АЭС около 98-99% топлива уходит в отходы. Это продукты расщепления урана - цезий, плутоний, стронций и другие элементы, которые необычайно опасны. Очень большой проблемой для нашей страны является захоронение этих радиоактивных отходов. Каждый год в мире образуется около 200 тысяч кубометров ядерных отходов. Основные виды загрязнений Загрязнение грунтов может быть природным (например, при извержении вулканов), или же антропогенным (техногенным), когда загрязнение происходит по вине человека. В последнем случае в грунт попадают вещества и продукты, не свойственные природной среде и негативно влияющие на экосистемы и природные комплексы. Процесс классификации видов загрязнения грунта очень сложный, в разных источниках подаются разные классификации. Но все же основные виды загрязнений почвы можно представить следующим образом. Бытовое загрязнение почв - это загрязнение почв мусором, отходами и выбросами. В эту группу входят загрязнители разного характера и в разном агрегатном состоянии. Они могут быть как жидкими, так и твердыми. В целом, этот вид загрязнения не слишком опасен для почвы, однако чрезмерное накопление бытовых отходов засоряет местность и препятствует нормальному росту растений. Наиболее остро проблема бытового загрязнения почв стоит в мегаполисах и крупных городах, а также в поселках с неналаженной системой вывоза мусора.

Химическое загрязнение почв - это, в первую очередь, загрязнение тяжелыми металлами, а также пестицидами. Этот тип загрязнения уже представляет большую опасность и для человека. Ведь тяжелые металлы обладают свойством накапливаться в живом организме. Грунты загрязняются такими видами тяжелых металлов, как свинец, кадмий, хром, медь, никель, ртуть, мышьяк и марганец. Большим загрязнителем почв выступает бензин, в котором содержится очень ядовитое вещество - тетраэтилсвинец. Пестициды - также очень опасные вещества для почвы. Главным источником пестицидов является современное сельское хозяйство, которое активно применяет эти химические вещества в борьбе с жуками и вредителями. Поэтому пестициды аккумулируются в грунтах в огромном количестве.

Для животных и человека они не менее опасны, чем тяжелые металлы. Так, был запрещен высокотоксичный и очень устойчивый препарат ДДТ. Он способен не разлагаться в почве на протяжении десятков лет, ученые находили его след даже в Антарктике! Пестициды очень губительны для грунтовой микрофлоры: бактерий и грибов. Радиоактивное загрязнение почв - это загрязнение грунтов отходами атомных электростанций. Радиоактивные вещества крайне опасны, так как они легко проникают в пищевые цепочки живых организмов. Самым опасным радиоактивным изотопом считается стронций-90, который характеризуется высоким выходом во время ядерного деления (до 8%), а также большим (28 лет) периодом полураспада. К тому же он весьма подвижен в грунте и способен откладываться в костной ткани человека и различных живых организмов. Среди других опасных радионуклидов также можно назвать цезий-137, церий-144, хлор-36. Вулканическое загрязнение почв - этот вид загрязнения относится к группе природных. Он заключается в попадании в почву токсических веществ, сажи и продуктов горения, которое происходит в результате извержения вулканов. Это очень редкий вид почвенного загрязнения, который характерен лишь для отдельных небольших территорий. Микотоксическое загрязнение почв - также не является техногенным и имеет природное происхождение.

Источником загрязнения здесь выступают некоторые виды грибов, которые выделяют опасные вещества - микотоксины. Стоит отметить, что эти вещества представляют такую же большую опасность для живых организмов, как и все остальные, вышеперечисленные. Эрозия грунтов Крупной проблемой для сохранности плодородного слоя почв была и остается эрозия. Ежегодно она "съедает" большие площади плодородного грунта, при этом скорость природного восстановления почвенного покрова значительно ниже скорости процессов эрозии. Ученые уже досконально изучили особенности этих процессов и нашли меры борьбы с ними. Эрозия может быть: водная ветровая очевидно, что в первом случае ведущим фактором эрозии выступает текучая вода, а во втором - ветер. Более распространена и опасна водная эрозия. Она начинается с появления на земной поверхности маленькой, едва заметной промоины, но после каждого сильного дождя эта промоина будет расширяться и увеличиваться в размерах, пока не превратится в настоящий ров. За один только летний период на абсолютно ровной поверхности может возникнуть ров глубиной в 1-2 метра! Следующая стадия водной эрозии - это формирование оврага. Эта форма рельефа отличается большой глубиной и ветвистой структурой. Овраги катастрофическим образом уничтожают поля, луга и пастбища. Если с оврагом не вести борьбу, он, рано или поздно, превратится в балку.

Водноэрозионные процессы более активны в степном регионе с пересеченной местностью, где крайне мало растительности. Причиной ветровой эрозии служат бури и суховеи, которые способны выдувать до 20 сантиметров верхнего (самого плодородного) шара почвы. Ветер переносит частички грунта на большие расстояния, образуя в определенных местах наносы высотой до 1-2 метров. Чаще всего они образуются вдоль посадок и лесополос. Оценка уровня загрязнения почвы.Для проведения комплекса мероприятий по охране почвенного покрова очень важна адекватная оценка загрязнения почв. Она рассчитывается путем сложных математических вычислений, после проведения комплекса детальных химических и экологических исследований. Оценка представлена комплексным показателем загрязнения Zс. Оценка загрязнения почв осуществляется с учетом нескольких важных факторов: специфика источников загрязнения; комплекс химических элементов - загрязнителей почвы; приоритетность загрязнителей, согласно списку ПДК веществ; характер и условия землепользования. Исследователи выделяют несколько уровней загрязнения грунта, а именно: Допустимый (Zс менее 16). Умеренно опасный (Zс от 16 до 38). Опасный (Zс от 38 до 128).

Крайне опасный (Zс более 128). Охрана почв В зависимости от источника загрязнения и интенсивности его влияния, разработаны специальные мероприятия по охране почвенного покрова. К таковым мерам относятся: Законодательные и административные (принятие соответствующих законов в сфере охраны почв, и контроль над их выполнением). Технологические (создание безотходных систем производства). Санитарные (сбор, обеззараживание и утилизация отходов и загрязнителей почвы). Научные (разработка новых технологий очистных сооружений, оценка и мониторинг состояния почв). Лесомелиоративные и противоэрозионные (это мероприятия по посадке специальных полезащитных лесополос вдоль полей, строительство гидротехнических сооружений и правильная высадка сельскохозяйственных культур). Заключение Почвы России - это колоссальное богатство, благодаря которому мы имеем продукты питания, а производство обеспечено необходимым сырьем. Грунт формировался на протяжении многих веков. Именно поэтому охрана почв от загрязнения - это важнейшая задача государства. На сегодня существует большое количество источников загрязнения почвы: это транспорт, промышленность, города, коммунальные службы, атомные электростанции, сельское хозяйство. Задача ученых, государственных властей и общественных деятелей общая - защитить почвы от вредного воздействия всех этих факторов или хотя бы минимизировать их вредное влияние на грунты.

2. Главные источники загрязнения почвы

Почва - особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.

Почвенный покров - важнейшее природное образование.Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Особое свойство почвенного покрова - его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности. Плодородие почвы зависит также от величины аккумулированной в ней солнечной энергии. Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной энергии в ходе фотосинтеза и создания биомассы, трансформируясь в n*1010 т органического вещества. Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения возвращается в почву и воду. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3,6*1018 т.

Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- и зоомассы.

Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, которые определяют многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км2, или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами - 37,4 млн. км2 (25%). Общая площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км2.

Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, деградацией почвенного покрова, загрязнения, эрозии и т.д.; а также вследствие отвода земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий количество пашни на душу населения резко сокращается.

Воздействие человека на почву - составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема «почва - человек» осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования - рельеф, микроклимат, появляются новые реки и т.д. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции и т.д.

Загрязнение природной среды - сложный процесс, связанный с деятельностью человека. Автор фундаментальной сводки по экологии Ю. Одум (1975) указывает, что «загрязнение - это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте», ибо они чужды природным экосистемам и, накапливаясь в них, нарушают процессы круговорота вещества и энергии, снижают их продуктивность, влияют на здоровье людей.

В книге Франсуа Рамада (1981) «Основы прикладной экологии» приводится такое определение загрязнения: «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды; которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты (вещества). Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, находящихся в его собственности, условия отдыха на природе и обезображивая ее саму»

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих в рамки своей обычной концентрации, предельных количествах, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.

Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению.Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.

Наибольшей трансформацией подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными и иными отходами. Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются в 100 - 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. га плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного использования.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие. Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

2.1 Разработка месторождений полезных ископаемых

Разработка месторождений полезных ископаемых - это комплекс взаимосвязанных процессов горного производства по извлечению полезных ископаемых из недр земли.

Выделяются 4 основных способа разработки месторождений:

шахтный -- с помощью системы подземных горных выработок);

карьерный (открытый) -- с помощью системы открытых горных выработок;

скважинный -- с помощью системы эксплуатационных буровых скважин;

морской, связанный с работами ниже уровня моря.

Шахтный и карьерный способы применяются для добычи твёрдых полезных ископаемых, скважинный способ, для жидких и газообразных полезных ископаемых.

Основная цель разработки месторождений - обеспечение сырьём промышленного производства.

Понятие «разработка месторождений полезных ископаемых» расширялось на протяжении нескольких тысячелетий. Это было связано с совершенствованием орудий труда и горных технологий, увеличением числа видов добываемых из недр Земли полезных ископаемых. Каждой стадии эволюции технологии разработки месторождений полезных ископаемых соответствовали принципиальные нововведения.

В каменном веке наряду с поверхностными выработками типа ям, траншей, появлялись подземные копи, вскрытые штольнями, вертикальными, наклонными стволами и комбинацией этих выработок. Начинает применяться разработка с помощью камер, разведочные выработки, огневой метод ведения работ на открытых разработках, а возможно и в подземных условиях, клиновой метод ведения работ, водоотлив, закладка выработок пустой породой, сводчатая кровля и поддержание кровли на целиках, проветривание за счёт естественной тяги.

В век бронзы и раннего железа объектами массовой подземной разработки становятся залежи руд меди, олова, серебра, свинца, киновари, золота, полиметаллов, железа и др. На этой стадии возникают горные работы по извлечению крупных каменных монолитов для изготовления строительных блоков, обелисков, мегалитов, астрономических ориентиров и т.п. (например строительство пирамид в Древнем Египте). Увеличивается число горных разработок на руды меди, железа, золота, серебра, олова, сурьмы, свинца и др. Усложняется конфигурация шахтных горных выработок, увеличивается глубина разработки. Появляются специальные горизонтальные выработки, проходимые в основном по породе на всю длину отрабатываемого рудного тела для облегчения транспортирования руды на поверхность, удобного перемещения горняков к месту работы, проветривания и водоотлива. Появляются функциональные горные выработки -- очистные, вентиляционные, транспортные, водоотливные. Совершенствуется система шахтного подъёма с помощью тягловой силы животных или водяного колеса. Впервые применяютсяпорохострельные работы, начало 15 века. С увеличением подземной добычи угля и углублением шахт устанавливается факт наличия в рудничном воздухе метана в 1555году.

В эпоху промышленной революции с конца 18 века начинается массовая подземная разработка месторождений каменного угля. И главным отличием угольной шахты становятся протяжённые забои по тонким угольным пластам, где впервые механизируется процесс выемки - применяется врубовая машина.

С конца 19 -- начала 20 веков определяющую роль в развитии отбойки играют новые взрывчатые вещества. Комплекс буровзрывных работ широко внедряется при разработке твёрдых полезных ископаемых. Возрастают объёмы открытой разработки и производственные мощности карьеров, чему способствует внедрение скважинной взрывной отбойки и, главное, экскаваторов; гужевой карьерный транспорт вытесняется железнодорожным. Для отработки рудных залежей, уходящих с поверхности на большие глубины, применяется открыто-подземный способ. При разработке россыпей внедряются драги. Научное обоснование получает ряд элементов подземной разработки месторождений полезных ископаемых в основном в области буровзрывных работ, управления горным давлением и проветривания. Происходит отделение металлургического производства (в организационном отношении) от рудной базы. Горно-металлургические центры формируются на больших территориях (например, юг России) и включают помимо рудной, также каменноугольную базу.

Одним из главных объектов разработки становятся нефтяные месторождения на которых в больших масштабах с помощью паровых (а позднее электрических) установок бурятся скважины фонтанной добычи и самоизливающие.

Начало 20 в. связано с механизацией горных работ на основе электрических и пневматическим приводов с вовлечением в разработку практически всех полезных ископаемых. Увеличиваются объёмы добычи открытым способом, создаются технологически обоснованные системы разработки. К 50-м гг. прошлого века карьер приобретает облик механизированного горного предприятия. Начинается борьба с проявлениями горного давления в шахтах и внезапными выбросами пород и газов. Создаётся новый класс предохранительных взрывчатых веществ. На рудных шахтах совершенствуются наиболее производительные системы разработки с открытым очистным пространством и с магазинированием руды. Появляется новый способ разработки -- подземная гидродобыча угля, при которой водная струя и водный поток разрушают массив горных пород и доставляют горную массу. Ведётся добыча серы методом подземной выплавки. Реализуется в опытно-промышленных масштабах идея подземной газификации. Истощение ряда рудных месторождений и увеличение масштабов добычи руд приводит к расширению географии горнорудных предприятий, резкому увеличению расстояний транспортирования рудного сырья.