Антропогенное воздействие на литосферу и ее охрана
Загрязнение окружающей природной среды отходами производственной и непроизводственной деятельности людей относится ко всем геосферам нашей планеты, в том числе и к литосфере. В этом случае речь идет прежде всего о твердых отходах, которые накапливаются на свалках, в отвалах, хвостохранилищах и служат опасными источниками загрязнения земной поверхности, почвенного покрова, а через него – и других компонентов экосистем.
В научной литературе нет единой оценки количества твердых отходов разнообразной деятельности человека. Еще в 1970-х гг. их мировой уровень определялся всего в 20–40 млрд т/год, ныне же чаще всего можно встретить оценку в 300 млрд т, соответствующую 50 т отходов из расчета на одного жителя Земли. По имеющимся прогнозам, объем таких отходов к 2025 г. может еще значительно возрасти.
Обычно твердые отходы подразделяют на бытовые (муниципальные), промышленные, сельскохозяйственные и шлам (сухой остаток после обезвоживания илов из очистных сооружений). Из них, как показывает практика, в более или менее значительной степени утилизируют только сельскохозяйственные отходы, тогда как остальные складируют, захоранивают или сжигают.
Твердые бытовые отходы (бытовой мусор) – это совокупность твердых отходов и отбросов, образующихся в бытовых условиях. Обычно они состоят из бумаги, металлов, древесины, стекла, полимеров, текстиля, пищевых отбросов и др. Мировым «рекордсменом» по объему бытового мусора были и остаются США, где еще в начале 1990-х гг. соответствующий показатель превышал 200 млн т в год. Однако для определения степени «замусоренности» литосферы обычно применяют не общие, а душевые показатели. Как вытекает из данных, приведенных в таблице 30, США лидируют в мире и по этому показателю. Обращает на себя внимание и то, что в составе первой десятки стран в этом случае фигурируют только экономически развитые страны, отличающиеся к тому же высоким уровнем урбанизации (основную часть бытового мусора дают города, особенно крупные).
Не менее, если не более серьезную экологическую опасность представляют собой промышленные отходы, объем которых обычно бывает на порядок больше, чем объем бытового мусора. Это прежде всего относится к некоторым «грязным» отраслям тяжелой промышленности – энергетической, металлургической, химической, целлюлозно-бумажной, которые большую часть используемого сырья пускают в отходы, способствуя тем самым металлизации и химизации окружающей природной среды.
Таблица 30
ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО ОБЪЕМУ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ИЗ РАСЧЕТА НА ОДНОГО ЖИТЕЛЯ
Но, пожалуй, еще более прямое негативное воздействие на литосферу оказывают отрасли горнодобывающей промышленности, причем и при шахтной, и при открытой добыче полезных ископаемых. Общая площадь нарушенных горными разработками земель в мире составляет 12–15 млн га.
Особое место среди твердых отходов занимают экологически наиболее опасные отходы, которые называют также токсичными отходами. Их хранят в специальных хранилищах, накопителях, на складах, в особых могильниках. К их числу относятся некоторые металлы (например, свинец, кадмий, ртуть, мышьяк), которые токсичны даже в очень малых дозах и к тому же обладают способностью накапливаться в организме человека, а также некоторые углеводороды, обладающие канцерогенными свойствами, пестициды и др. Примерно 9/10 токсичных отходов в мире приходятся на экономически развитые страны, причем на первом месте по их объему находятся США, а на втором стоит Россия.
Особую проблему составляют обезвреживание, хранение и захоронение радиоактивных отходов, которые образуются в результате работы атомных электростанций, судовых двигателей, предприятий военной промышленности, некоторых научных институтов. Такие отходы большей частью захоранивают в специальных хранилищах на суше. С течением времени это становится все более технически сложным и экологически опасным (в особенности захоронение высокоактивных отходов ядерного комплекса, например тепловыделяющих элементов ядерных реакторов – ТВЭЛов). Предприятия по переработке ТВЭЛов в экологическом отношении значительно более опасны, чем обычные АЭС. Больше всего радиоактивных отходов образуется в США, России, Канаде, во Франции, в Великобритании.
Из всего сказанного видно, насколько важно для защиты литосферы и улучшения общей экологической обстановки обеспечить удаление и переработку твердых отходов.
В США, Канаде, большинстве стран Европы твердые отходы складируют на специально отведенных участках. Таким путем в этих странах избавляются примерно от 70 %, а в Англии – даже от 90 % твердых отходов. Кроме того, бытовые отходы сжигают, компостируют или отправляют на мусороперерабатывающие заводы, которых в США, например, более 300. При этом значительную часть промышленных отходов передают в другие отрасли (например, на предприятия по производству строительных материалов), где они служат вторичным сырьем.
Для облагораживания земель, нарушенных горными разработками, особенно открытыми, применяют рекультивацию, обычно включающую два последовательных этапа. На первом, горнотехническом, этапе проводят выравнивание территории, восстановление плодородия почв, строительство дорог и т. д. На втором, биологическом, осуществляют восстановление флоры и фауны. Биологическая рекультивация может быть сельскохозяйственной, лесной или рекреационной.
Ясно, однако, что все эти меры направлены на устранение отрицательных последствий воздействия людей на литосферу, а не на их предупреждение, которое требует использования более современных технологических процессов, уменыиающих материалоемкость производства. При этом необходимо учитывать, что в настоящее время только 5—10 % всего добываемого и получаемого сырья переходит в конечную продукцию, тогда как 90–95 % в процессе переработки превращается в отходы. Нужно учитывать и то, что постепенное вовлечение в хозяйственный оборот все более бедных источников сырья, в особенности рудного, увеличивает объемы пустой породы, предназначенной для пополнения отвалов.
Все перечисленные проблемы очень актуальны и для России. Достаточно сказать, что в бывшем СССР ежегодно образовывалось 12–15 (или даже 15–20) млрд т твердых отходов, из которых утилизировали лишь небольшую часть. В результате Россия получила «в наследство», по разным оценкам, от 50 до 90 млрд т отходов (в отвалах, хранилищах, на полигонах и т. д.), в том числе 1 млрд т токсичных отходов. К тому же ежегодный прирост объема таких отходов уже в самой России составляет 5–7 млрд т, так что всего под их складирование занято 150 тыс. га земельной площади. Растет и количество бытовых отходов. В Москве, например, оно превышает 2,3 млн т в год, что соответствует 250–270 кг на одного жителя. Около тысячи действующих шахт и рудников и несколько тысяч карьеров уже привели к тому, что общая площадь нарушенных земель в стране составляет 1,2 млн га, из которых половина приходится на земли, нарушенные при добыче полезных ископаемых и геологоразведке.