Объем сточных вод (м3), образующихся на 1 т готовой продукции
| Сахарная свекла | Кожа | Прокат | Серная кислота | Синтетичес-кий каучук | Капрон |
| 13 – 16 | 82 – 110 | 1,5 – 10 | 60 – 140 |
В существующей "мокрой" технологии вода выступает то как сырье, то как энергоноситель, то как транспортное средство, то как промежуточный технологический агент, но всегда - как система, удаляющая отходы.
Загрязнению сейчас подвержены все составляющие гидросферы и все звенья водообмена. Процесс загрязнения гидросферы на огромных территориях неуправляем и слабо контролируем, так как сумма информации о нем мала по объему, оперативности и точности. Загрязнения пока еще мало доступны дистанционным, особенно спутниковым наблюдениям. Между тем, разработка таких методов наблюдения - исключительно важная задача, так как гидросфера - это не только среда прямого антропогенного загрязнения, но и область стока загрязнений из других частей биосферы (атмосферы, литосферы).
Причина сложившейся критической ситуации с загрязнением гидросферы заключается, по крайней мере, в трех стереотипах, сложившихся в процессе тысячелетнего общения человека с водой:
1) "мокрые" технологии - самые доступные и удобные;
2) водные ресурсы велики, возобновляемые и ими можно управлять;
3) способность водоемов к самоочищению относительно велика.
Для изменения сложившейся неблагоприятной тенденции в загрязнении гидросферы необходим отказ от указанных и множества второстепенных сложившихся стереотипов. Изменения технологии, связанной с использованием воды, заключается, прежде всего, во все более широком внедрении водооборотных циклов, в особенности в теплоэнергетике и на атомных станциях. Другое направление изменения технологии, связанное с водой, - это внедрение безотходной технологии, когда все отходы: и твердые, и жидкие полностью утилизируются. Утилизируется при этом и вода, включающаяся в оборотный цикл. Очистка сточных вод в этом случае является не самоцелью, а служит технологическим звеном, в котором получают необходимые конечные продукты, полуфабрикаты или сырье.
Есть еще один технологический путь, обеспечивающий резкое снижение водопотребления и загрязнения, - это разработка и внедрение "сухих" технологий, благодаря которым потребность в воде для производства конечного продукта снижается во много раз. Пример такой технологии показывает нефтеперерабатывающая промышленность, в которой в результате изменения технологии расход воды на переработку 1 т нефти снизился в 100 раз.
Но, несмотря на внедрение безотходных и "сухих" технологий, по-прежнему преобладает пока стратегия очистки сточных вод. Стратегия эта имеет свои недостатки, так как:
1) в результате все равно остается некоторый "твердый отход";
2) полной очистки никогда не получается;
3) затраты на очистные сооружения быстро растут – уже сейчас в ряде случаев они достигают 40 % капитальных вложений в предприятия, не считая эксплуатационных расходов.
Альтернативой существующему положению может быть разработка и решение глобальной проблемы - создание новой концепции развития технологий в отдельных отраслях хозяйства и в целом "технологии жизни". Разработка новой концепции развития "технологии жизни" невозможна без изменения мышления специалистов всех отраслей. Необходимо осознать, что загрязнение гидросферы - это тот же массированный ядерный удар, но растянутый из секунд в десятилетия. Отсчет десятилетий уже идет.
Существует, по крайней мере, три планетарные функции, которые исключительно важны для человека: биологическая продуктивность, которая обеспечивает питанием все живое на Земле; поддержание оптимального гидрологического и газового режимов среды; биогеохимическая очистка. Все эти функции, так или иначе, связаны с гидросферой. Это будет путь познания механизмов самоорганизации природных систем, самоорганизации биосферы, общих законов развития природы и человека как ее неотъемлемой компоненты, путь создания такого взаимодействия, когда каждая сторона будет выигрывать и получать определенную прибыль. Только в рамках таких отношений с природой можно говорить о выживании и развитии человечества в гармонии с природой и ее главнейшей компонентой - гидросферой.
Такое понимание задачи будущего в середине нашего века было сформулировано В.И. Вернадским в его учении о ноосфере.
5.3. ЛИТОСФЕРА – СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ БИОСФЕРЫ
Состав литосферы. Почва. Факторы почвообразования
Литосфера - верхняя оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию. Мощность литосферы 50-200 км, в том числе земной коры на континентах 50-75 км и на дне океана -5-10 км.
Верхние слои литосферы (до 2-3 км) называются литобиосферой. Под действием воды, воздуха и живых организмов в верхней части литобиосферы образуется почва - природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, обладающих плодородием, т.е. способностью производить урожай растений. Изучение почвы, ее свойств началось с глубокой древности.
В древнем Китае, античной Греции и Риме в IV в. до н.э. уже имелись книги с описанием почв. Современное учение о почве создано в последней четверти ХIХ в. русским ученым
В.В. Докучаевым, профессором Петербургского университета. В 1883 г. им был опубликован труд «Русский чернозем», где изложены основы современного почвоведения.
Почва - особое органоминеральное естественноистори-ческое природное образование, возникшее в результате воздействия живых организмов на минеральный субстрат и разложения мертвых организмов, влияния природных вод и атмосферного воздуха на поверхностные горизонты горных пород в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли. Важнейшее свойство почвы - ее плодородие, способность давать урожай растений.
Плодородие почвы определяется физическими и химическими свойствами, которые и составляют эдафические факторы.
Почва - особое органоминеральное естественноистори-ческое природное образование, возникшее в результате воздействия живых организмов на минеральный субстрат и разложения мертвых организмов, влияния природных вод и атмосферного воздуха на поверхностные горизонты горных пород в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли. Важнейшее свойство почвы - ее плодородие, способность давать урожай растений. Плодородие почвы определяется физическими и химическими свойствами, которые и составляют эдафические факторы.
Почва - трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химического и биологического преобразования горных пород. т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. В результате перемещения и превращения веществ почва расчленяется на слои или горизонты, сочетание которых составляет профиль почвы. Самый верхний горизонт почвы называется гумусовым или перегнойно-аккумулятивным. Он имеет темный цвет, зернистую, комковатую или слоистую структуру. Иногда верхний слой почвы покрывает дернина - слой разлагающихся растительных остатков. В лесных почвах под гумусовым слоем залегает малоплодородный подзолистый слой, имеющий непрочную структуру и более светлый цвет. В черноземных почвах подзолистый слой отсутствует. Глубже расположен иллювиальный горизонт, имеющий второе название - горизонт вмывания. В него вмываются и в нем накапливаются минеральные и органические вещества из вышележащих горизонтов. Этот слой имеет большую плотность и часто окрашен в бурый цвет. Под ним залегает материнская порода, на которой формируется почва.
Более 50 % минерального состава почвы занимает кремнезем (диоксид кремния), от 1 до 25 % приходится на глинозем (оксид алюминия), от 1 до 10 % - на оксиды железа,
от 0,5 до 5 % - оксиды магния, калия, фосфора, кальция. Органические вещества, поступающие в почву с отмершими растениями, представлены белками, жирами, углеводами, восками, смолами, дубильными веществами. Органические вещества в почве претерпевают изменения, они минерализуются. Одним из важнейших физических свойств почвы является ее механический состав, т.е. содержание частиц разной величины табл. 13.
Таблица 13