Методичка: Экология

Таблица 2.3. Нормативы платежей за сброс загрязняющих веществ в водные объекты

2.3 Круговороты азота и серы

Человечество долго не осознавало ту большую опасность, которая возникла в результате индустриального бума в XX веке. Постоянная потребность в источниках энергии (электростанции, котельные, двигатели внутреннего сгорания) вошла в противоречие с экологической ситуацией - антропогенное вмешательство в природные круговороты привело к появлению такого глобального процесса, как "кислотные дожди".

Кислотные дожди в первую очередь действуют на листву, при этом важным показателем является рH дождя или тумана (например, уже при рН = 2 растения подвергаются значительным повреждениям). В случае действия кислотных дождей на почвенную систему важнее общее количество выпавших осадков, которое способствует закислению почвы, усиливает коррозию и выветривание материалов, определяет скорость ионообменных процессов. В водных экосистемах вода находится в равновесии с окружающим воздухом, насыщенным углекислым газом, что приводит к образованию угольной кислоты с рН = 5,6. Это состояние можно считать исходным для определения кислотности природной воды. При рН = 5,4 отмечается интенсивное развитие зеленых водорослей. Однако при дальнейшем закислении (рН = 5) обильно развиваются сине-зеленые водоросли, вытесняющие водоросли других типов, резко снижается популяция рыб и при рH < 5 поддержание их популяции становится практически невозможно.

2.4 Нормативные платежи за выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников

Промышленные выбросы в атмосферу значительно превышают предельно-допустимые концентрации, особенно в больших городах, где уровни загрязнений во много раз выше. По данным ВОЗ , 80% всех болезней обусловлены экологической напряженностью. Финансовый ущерб в России от потери трудоспособности ежегодно исчисляется миллиардами рублей.

Нормативные платежи различны при норме предельно допустимого выброса и превышении этой нормы (табл. 2.4).

Таблица 2.5. Предельно-допустимые концентрации для воздушной среды населенных мест

Порядок нормирования выбросов (сбросов) устанавливается в соответствии с "Инструкцией по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и в водные объекты", утвержденной в 1989 году, "Рекомендациями по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ) для предприятий" выпущенными в 1989 году и "Методикой расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами", рекомендованной в 1991 году.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) для воздушной среды населенных мест приведены в табл. 2.5.

Частично ущерб природе от кислотных дождей можно учесть в виде затрат производителя на возвращение почве плодородия. Например, если после кислотного дождя рН почвы составил 4,4, то для доведения почвы, занятой под производство сельхозпродукции, до нормальной рН требуется известкование. Оценку ущерба проводят по уравнению:

У = S• Д •С

где У - ущерб, р;

S - площадь поля, м2;

Д - количество извести (СаО), кг/м2; принимается, что доза 0,05 кг СаО изменяет рН почвы на 0,1 единицы;

С - стоимость 1 кг СаО (0,50 руб/кг в ценах 1991 г.).

Ущерб от загрязнения воздушной среде состоит из двух видов платежей: 1) за выбросы в пределах ПДК (ПДВ) и 2) за выбросы, превышающие ПДК (ППВ). Например, тепловая электростанция содержит в выхлопных газах следующие загрязняющие вещества: оксиды азота с концентрацией 0,200 мг/м3 и диоксид серы с концентрацией 0,300 мг/м3. Объем выхлопных газов составляет 500 тыс. м3/ч. Оценку экологического ущерба за расчетное время работы станции проводят по уравнению:

У = mпдв•n•Cпдв + mппв•n•Сппв

где У - ущерб, нанесенный природе от выброса каждого компонента загрязнений, р.;

mпдв - масса загрязнителя в пределах ПДВ (равная ПДК), т;

mППВ - масса загрязнителя, превышающая ПДВ (разность между реальным выбросом и mпдв), т;

п - количество дней работы станции;

Спдв - платежи за выбросы в пределах ПДК (ПДВ), р.;

Сппв - платежи за выбросы, превышающие ПДК (ППВ), р.

Расчет проводят по каждому компоненту загрязнений и после суммирования определяют плату за экологический ущерб предприятия.

2.4 Круговорот фосфора

Фосфор, главным образом в виде фосфат-ионов (РО43- и НРО4-), является важнейшим питательным элементом как для растений, так и для животных. Он входит в состав молекул ДНК, несущих генетическую информацию; молекул АТФ и АДФ, в которых запасается необходимая для организмов химическая энергия, используемая при клеточном дыхании; молекул жиров, образующих клеточные мембраны в растительных и животных клетках; а также веществ, входящих в состав костей и зубов животных.

В этом круговороте осадочного типа фосфор медленно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океанических осадков к живым организмам и затем обратно.

Животные получают необходимый им фосфор, поедая растения или растительноядных животных. Значительная часть этого фосфора в виде экскрементов животных и продуктов разложения мертвых животных и растений возвращаются в почву, в реки и на дно океана в виде нерастворимых фосфатных осадочных пород.

Таблица 2.6. Нормативы платежей за сброс загрязняющих веществ в водные объекты и на рельеф местности

Вмешательство человека в круговорот фосфора сводится, в основном, к двум вариантам:

- добыча больших количеств фосфатных руд для производства минеральных удобрений и моющих средств;

- увеличение избытка фосфат-ионов в водных экосистемах при попадании в них загрязненных стоков с животноводческих ферм, смытых с полей фосфатных удобрений, а также очищенных и неочищенных коммунально-бытовых стоков. Как и в случае с нитрат-ионами и ионами аммония, избыток этих питательных веществ способствует "взрывному" росту сине-зеленых водорослей и других водных растений, что нарушает жизненное равновесие в водных экосистемах. Плата за ущерб, нанесенный водным экосистемам, проводится согласно нормативам платежей за сброс загрязняющих веществ в водные объекты и на рельеф местности.

Плата проводится раздельно за предельно допустимый сброс загрязняющих веществ (ПДС) и за его превышение (ППС) по уравнению:

У = mпдс•n•Cпдс + mппс•n•Сппс

где mпдс и mппс - соответственно масса допустимого сброса загрязнений и превышающая допустимый сброс, т;

п - количество дней работы предприятия;

У - плата за ущерб, р.

Примером может быть оценка экологического ущерба предприятия, имеющего в сточных водах моющие средства. Рассчитывается масса моющего - средства и, определив mпдс из расчета предельно допустимой концентрации С - 0,05 мг/л вычисляется mппс. Используя данные таблицы нормативных платежей и время работы предприятия, вычисляется ущерб У.

Если разрешение на сброс загрязняющих веществ от природоохранных органов не было получено и не оформлено соответствующим образом, то вся масса загрязняющих веществ рассматривается как превышающая допустимый сброс. Например: определить экологический ущерб за смыв дождями в водную экосистему 20 т фосфорных удобрений (в пересчете на Р) в результате плохого их хранения.

Расчет проводится по уравнению:

У = m•Сппс.

2.5 Миграционные циклы

Около 30 элементов, и их соединений, необходимых для жизни в небольших или незначительных количествах, называют питательными микроэлементами. Это железо, медь, цинк, хлор, йод и прочие. Они в небольших количествах участвуют во всех круговоротах.

Появление гигантских свалок, полигонов, шламонакопителей, золоотвалов, сброс загрязненных сточных вод и др. привело к тому, что вклад антропогенной деятельности имеет один порядок с природной миграцией или, в некоторых случаях, значительно превышает последний. Это, согласно третьему закону экологии, влечет за собой непредсказуемые последствия для всех биотических (живых) компонентов экосистем, в том числе и людей.

Таблица 2.7. Состав загрязнений, ПДС и нормативные платежи за сброс сточных вод гальванического производства

Одним из примеров такого загрязнения может служить сброс тяжелых металлов в процессах нанесения гальванических покрытий. Такие участки или цеха имеют практически все предприятия. Состав этих загрязнений, предельно допустимые концентрации сброса (ПДС) и нормативные платежи представлены в табл. 2.7.

Рассчитав экологический ущерб, наносимый водной. экосистеме, по уравнению

у = mпдс•n• Спдс + mппс•n•Сппс

можно оценить прибыль предприятия, равную разности нормативных платежей за сброс загрязненных сточных вод и сточных вод с нормами ПДС в случае постройки очистной установки.

2.6 Круговорот воды

В этом процессе происходит очистка, накопление и перераспределение планетарного запаса воды. Солнечная энергия и земное притяжение непрерывно перемещают воду между океанами, атмосферой, сушей и живыми организмами. Важнейшими процессами этого круговорота являются испарение, конденсация ларов, осадки (дождь, град, снег) и сток воды с суши в моря и океаны для возобновления цикла. Это вызывает эрозию почв, которая приводит к миграции различных химических веществ в рамках других биогеохимических циклов.

Значительная часть возвращающейся на сушу воды просачивается глубоко в грунт. Там происходит накопление грунтовых вод в водоносных горизонтах - подземных резервуарах, расположенных как внутри, так и между различными формациями горных пород. Подземные источники и водотоки в итоге возвращают воду на поверхность суши и в реки, озера, ручьи - откуда она вновь испаряется или стекает в океан. Циркуляция подземных вод происходит несравненно медленнее, чем циркуляция поверхностных и атмосферных вод.