Понятие о биоэнергетике. Химическая и физическая природа биоэнергии

План

Введение

1. Виды веществ в составе биосферы

2. Защита окружающей природной среды от физических воздействий

3. Методы регулирования экологических правоотношений

4. Понятие о биоэнергетике. Химическая и физическая природа биоэнергии

5. Правовые основы и методы управления природопользованием

6. Методы обезвреживания эксплуатационных и хозяйственных стоков

Литература

Введение

Термин "экология" (от греческого "oikos" -- дом, жилище, место пребывания и logos - наука) был введен в научный оборот немецким ученым Э. Геккелем в 1866 году. Им же было дано одно из первых определений экологии как науки, хотя те или иные элементы знаний, охватываемых этой наукой, содержатся в трудах многих ученых, начиная с мыслителей Древней Греции. Наибольшее развитие этот раздел человеческих знаний об окружающей природной среде получил в биологической науке, особенно в последарвинский период (вторая половина XIX века и последующее время). Ныне экологизация коснулась практически всех отраслей знаний, в том числе и правовой науки, что имеет вполне определенные объективные основания, состоящие главным образом в кризисном обострении отношений общества и природы, возникновении глобальных проблем охраны окружающей природной среды, разрешить которые можно лишь совместными усилиями всего человечества.

Таким образом, под экологией в настоящее время понимается система научных знаний о взаимоотношениях общества и природы, живых организмов и среды их обитания, об охране окружающей природной среды.

Экологическое право -- это отрасль российского права, представляющая собой систему норм права, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы с целью сохранения, оздоровления и улучшения окружающей природной среды в интересах настоящего и будущих поколений людей. Данное определение экологического права базируется в основном на статье 1 Закона РСФСР от 19 октября 1991 г. "Об охране окружающей природной среды", в которой определены задачи природоохранительного законодательства, состоящие в регулировании отношений в сфере взаимодействия общества и природы с целью сохранения природных богатств и естественной среды обитания человека, предотвращения экологически вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, оздоровления и улучшения качества окружающей природной среды, укрепления законности и правопорядка в интересах настоящего и будущих поколений людей.

1. Виды веществ в составе биосферы

В буквальном переводе термин "биосфера" обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 - 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 - 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов. Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 - 1920) трех способов питания живых организмов: автотрофное - построение организма за счет использования веществ неорганической природы; гетеротрофное - строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений; микотрофное - смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Атмосфера - наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Атмосфера имеет несколько слоев: тропосфера - нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9-17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар; стратосфера; ноосфера - там "живое вещество" отсутствует. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мг/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl-, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

Литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора - это "царство" кислорода, химически связанного входе геологического развития земной коры.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ - ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.

Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли.

Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой - сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача - конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 - 1945).

2. Защита окружающей природной среды от физических воздействий

Воздушная среда

Воздушная среда может быть наружной, в которой большинство людей проводят меньшую часть времени (до 10-15%), внутренней производственной (в ней человек проводит до 25-30% своего времени) и внутренней жилой, где люди пребывают большую часть времени (до 60-70% и более). В соответствии со временем, которое проводят люди во внутренней жилой, производственной и наружной воздушной сферах, ее состоянию (качеству) должно уделяться особое внимание. Из этого не следует, конечно, что можно недооценивать состояние наружной воздушной среды, так как она, в частности, поддерживает внутреннюю жилую и производственную воздушную среды.

Наружный воздух у поверхности земли содержит по объему: 78,08% азота; 20,95% кислорода; 0,94% инертных газов и 0,03% углекислого газа. На высоте 5 км содержание кислорода остается тем же, а азота увеличивается до 78,89%. Часто воздух у поверхности земли имеет различные примеси, особенно в городах: там он содержит более 40 ингредиентов, чуждых природной воздушной среде. Внутренний воздух в жилищах, как правило, имеет повышенное содержание углекислого газа, а внутренний воздух производственных помещений обычно содержит примеси, характер которых определяется технологией производства.

Среди газов выделяется водяной пар, который попадает в атмосферу в результате испарений с Земли. Большая его часть (90%) сосредоточена в самом нижнем пятикилометровом слое атмосферы, с высотой его количество очень быстро уменьшается. Дело в том, что количество водяного пара зависит от температуры воздуха: чем она ниже , тем пара меньше, а с высотой температура воздуха понижается. Когда количество водяного пара при данной температуре достигает максимума, он насыщает пространство. Например, при +30 в кубометре воздуха может находиться максимум 30г водяного пара, а при -30 всего лишь 0,3г. Не насыщенный водяным паром воздух может стать насыщенным, если его охладить. Если количество пара достигает при данной температуре, то при дальнейшем охлаждении воздуха пар превращается в маленькие капельки воды, т.е. конденсируется. Так образуются облака: при восходящем движении воздух расширяется и охлаждается, а содержащийся в нем водяной пар конденсируется.

Атмосфера содержит много пыли, которая попадает туда с поверхности Земли и частично из космоса. При сильных волнениях ветры подхватывают водные брызги из морей и океанов. Так попадают в атмосферу из воды частицы соли. В результате извержения вулканов, лесных пожаров, работы промышленных объектов и т.д. воздух загрязняется продуктами неполного сгорания. Больше всего пыли и других примесей в приземном слое воздуха. Даже после дождя в 1 см содержится около 30 тыс. пылинок, а в сухую погоду их в сухую погоду их в несколько раз больше. Все эти мельчайшие примеси влияют на цвет неба. Молекулы газов рассеивают коротковолновую часть спектра солнечного луча, т.е. фиолетовые и синие лучи. Поэтому днем небо голубого цвета. А частицы примесей, которые значительно крупней молекул газов, рассеивают световые лучи почти всех длин волн. Поэтому, когда воздух запылен или в нем содержатся капельки воды, небо становится белесоватым. На больших высотах небо темно-фиолетовое и даже черное. В результате происходящего на Земле фотосинтеза растительность ежегодно образует 100 млрд. т. Органических веществ (около половины приходится на долю морей и океанов), усваивая при этом около 200 млрд. т. углекислого газа и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд.т. свободного кислорода, полагают, что благодаря фотосинтезу образуется весь кислород атмосферы. О роли в этом круговороте зеленых насаждений говорят следующие данные: 1 га зеленых насаждений в среднем за 1 час очищает воздух от 8 кг углекислого газа (выделяемого за это время при дыхании 200 человек). Взрослое дерево за сутки выделяет 180 литров кислорода, а запять месяцев (с мая по сентябрь), оно поглощает около 44 кг углекислого газа. Количество выделяемого кислорода и поглощаемого углекислого газа зависит от возраста зеленых насаждений, видового состава, плотности посадки и других факторов. Не меньшее значение имеют и морские растения, - фитопланктон (в основном водоросли и бактерии), высвобождающие путем фотосинтеза кислород.

Водная среда

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров - около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши - территории, занимающей 149 млн. квадратных километров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3,7`С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50 - 60 метров.

Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру(более 30`С). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам.

К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией.

Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.

Чтобы представить, сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94% ее составляет Мировой океан. Другая часть(4%)-подземные воды. При этом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн.км., или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше -230 тыс.км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 км воды, или 0,0001% всей гидросферы.

Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль :они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения , промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн.км., или только 0,15% всего объема гидросферы.

Климатическая среда

Климатическая среда является важным фактором, определяющим развитие различных видов животного, растительного мира и его плодородие. Характерной особенностью России является то, что большая часть ее территории имеет значительно более холодный климат, чем в других странах. Для подтверждения этого рассмотрим средние температуры самого холодного месяца, которым является в наиболее заселенном северном полушарии январь, для некоторых городов мира (данные БСЭ):

Внутренняя температура большей части отапливаемых помещений (жилых) равняется +18`С. Теплопотери помещений или количество теплоты, необходимое для отопления объема здания, приходящегося на одного человека, а также подогрева приточного вентиляционного воздуха, прямо пропорциональны разности температур внутреннего и наружного воздуха. Эта разность температур, как видно, для Москвы в 2,5 раза больше, чем для Рима; в 2,2 - для Лондона; в 1,8 - для Парижа; в 1,6-1,65 -для Нью-Йорка, Берлина и Вашингтона и в 1,35 -для Стокгольма.

Иными словами, можно утверждать, что расход тепловой энергии (или топлива) на отопление и вентиляцию зданий в январе на 35-150% больше в Москве, чем в других названных городах. В годовом разрезе, учитывая большую в Москве, чем в указанных городах, продолжительность отопительного сезона, эта разница будет еще больше.

Косвенно о климате России сравнительно с климатом других стран можно судить по количеству сжигаемого топлива: во всем мире, например, в 1980 году было сожжено в пересчете на условное топливо около 10 млрд. т., из них 2 млрд. - в России, при населении, составляющем 6,6% населения Земли. Следовательно, в среднем на 1 человека было сожжено в 3 раза больше топлива, чем в среднем на 1 человека на Земле. Эта разница объясняется климатическими условиями, развитостью промышленности и транспорта в России. Она свидетельствует также о существенном загрязнении воздушной среды, которое создает сжигание органических видов топлива.

3. Методы регулирования экологических правоотношений

Основными методами управления природопользованием и охраной окружающей природной среды, определяющими в настоящее время его характер и основное содержание, являются административные и экономические. Если для первых характерными являются отношения власти и подчинения, то для вторых - экономическое стимулирование их деятельности по рациональному использованию и охране природных ресурсов и окружающей природной среды в целом.

Для периода перехода к рыночной экономике характерным является резкое усиление экономических методов в регулировании общественных отношений вообще, в том числе и в сфере природопользования и охраны окружающей природной среды. Однако ни о какой замене, и тем более исключении, административных методов в данной сфере отношений не может быть и речи. Напротив, в данной сфере отношений, в отличие от многих других, административно-правовое регулирование и административные методы охраны и обеспечения рационального использования природных ресурсов сохраняют свое значение, несмотря на значительное усиление экономических методов, получивших в последние годы большое применение и разнообразие.

Конечно, и в сфере природопользования и охраны окружающей природной среды применяются такие методы управления, как предписания, запреты и дозволения. Значительное место в деятельности природоохранных органов занимает выдача соответствующих разрешений на использование природных ресурсов (лицензирование), согласование тех или иных видов деятельности, рекомендации по рациональному использованию и охране окружающей природной среды.

4. Понятие о биоэнергетике. Химическая и физическая природа биоэнергии

Для объяснения наиболее общих механизмов функционирования и регуляции живой клетки предлагается новый принцип - принцип жизненной динамики или динамики всех физико-химических процессов в ней. Принцип может быть сформулирован следующим образом: "Существование живой клетки невозможно без непрерывного, саморегулирующегося процесса распада и образования связей самой различной природы (ионных, ковалентных, водородных, а также ион-дипольных, ориентационных, индукционных, дисперсионных и гидрофобных взаимодействий) в системе биологических мембран, включающей и мембраны клеточных органелл".

Учитывая центральную роль биологических мембран в регуляции клеточного метаболизма, жизненная динамика должна включать всю совокупность процессов возникновения и распада внутри- и межмолекулярных взаимодействий и вызываемых ими движений молекул, сложных молекулярных комплексов и надмолекулярных образований в живой клетке. Сюда входят реакции свободнорадикального окисления липидов биологических мембран, которые вместе с процессами гидролиза богатых энергией соединений могут вызывать структурные и конфирмационные изменения в мембранах и приводить к латеральным (в плоскости мембраны) и трансферальным (перпендикулярно к ней) автоколебательным движениям структурных компонентов биомембран.

Такие автоколебательные движения обеспечивают трансмембранный транспорт биологически важных веществ и продуктов их взаимодействия с соединениями и ионами из окружающей клетку среды и с метаболитами, образующимися на обеих поверхностях биомембран, а также синхронизируют во времени и пространстве функционирование мембраносвязаных и свободных ферментов, находящихся в околомембранном пространстве.

Следует подчеркнуть особое значение автоколебаний биологических мембран для транспорта молекул, их ассоциатов и ионов. Колеблющиеся участки мембран могут выполнять при этом роль своеобразного насоса, в основании действия которого лежит в среднем направленное вибрационное перемещение частиц под действием в среднем ненаправленных периодических сил.

В целом, описанное выше сочетание процессов может обеспечивать их пространственно-временную упорядоченность, т. е., организацию живой клетки как целостной, открытой (непрерывно обменивающейся веществом, энергией и информацией с внешней средой), неоднородной, динамической системы, которая саморегулируется и самовоспроизводится. В такой системе компартментализация играет роль важнейшего фактора регуляции, с помощью которого осуществляется координация функций всех других регуляторных систем, включая генетические, и обеспечивается динамический порядок: все необходимое доставляется в соответствующее место, в определенное время и в необходимом количестве.

Внешними источниками свободной энергии для процессов жизненной динамики служат солнечный свет (прежде всего для растений и фотосинтезирующих бактерий) и ионизирующее излучение природного радиоактивного фона, геомагнитное поле Земли и легкие аэроионы ее атмосферы, образующиеся в результате ионизации молекул воздуха, а также неокисленные органические вещества, поступающие в клетки извне и используемые в качестве первичных источников энергии, ферментативные превращения которых ведут к образованию богатых энергией фосфатных соединений - своеобразной энергетической "валюты" для удовлетворения потребностей жизнедеятельности клетки. Молекулярный кислород, как внешний фактор, играет особо важную (возрастающую по мере перехода к более высоким ступеням эволюции) роль в энергетическом обеспечении процессов жизненной динамики у всех аэробных организмов. Во-первых, кислород служит конечным акцептором электронов в цепи переноса их в основном энергопоставляющем процессе живой клетки - процессе окислительного фосфорилирования. Во-вторых, он выступает активным реагентом в реакциях свободно радикального окисления липидов системы биомембран клетки, благодаря которым изменяется их конформация и конформации связанных с липидами белков, включая и ферменты, и создается пространственное расположение молекул последних и их ближайшего микроокружения, необходимое для проявления каталитической активности ферментов.

5. Правовые основы и методы управления природопользованием

Основными функциями управления в области природопользования и охраны окружающей природной среды являются:

нормотворческая деятельность по рациональному использованию и охране окружающей природной среды; организационная деятельность в данной сфере, в том числе планирование, финансирование, лицензирование; мониторинг окружающей природной среды, контроль и надзор за соблюдением природоохранительного законодательства.

Основными методами управления природопользованием и охраной окружающей природной среды, определяющими в настоящее время его характер и основное содержание, являются административные и экономические. Если для первых характерными являются отношения власти и подчинения, то для вторых - экономическое стимулирование их деятельности по рациональному использованию и охране природных ресурсов и окружающей природной среды в целом.

Для периода перехода к рыночной экономике характерным является резкое усиление экономических методов в регулировании общественных отношений вообще, в том числе и в сфере природопользования и охраны окружающей природной среды. Однако ни о какой замене, и тем более исключении, административных методов в данной сфере отношений не может быть и речи. Напротив, в данной сфере отношений, в отличие от многих других, административно-правовое регулирование и административные методы охраны и обеспечения рационального использования природных ресурсов сохраняют свое значение, несмотря на значительное усиление экономических методов, получивших в последние годы большое применение и разнообразие. Конечно, и в сфере природопользования и охраны окружающей природной среды применяются такие методы управления, как предписания, запреты и дозволения. Значительное место в деятельности природоохранных органов занимает выдача соответствующих разрешений на использование природных ресурсов (лицензирование), согласование тех или иных видов деятельности, рекомендации по рациональному использованию и охране окружающей природной среды.

Обеспечение рационального природопользования и охраны окружающей природной среды - задача всего государственного механизма, всех государственных органов. Вместе с тем в системе госорганов выделяются специально уполномоченные органы, главной функцией которых является обеспечение рационального использования и охраны природных ресурсов и окружающей природной среды в целом.

Как предусмотрено Конституцией Российской Федерации (ст. 72), природопользование, охрана окружающей среды, обеспечение экологической безопасности, особо охраняемые природные территории, охрана памятников истории и культуры находятся в совместном ведении Российской Федерации и ее субъектов - республик, краев, областей, автономных образований, Москвы и Санкт-Петербурга.

Наиболее общей классификацией органов государственной власти в сфере природопользования и охраны окружающей среды является деление их на органы общей и специальной компетенции. К первым на федеральном уровне относятся Президент Российской Федерации, Федеральное Собрание, Правительство РФ; ко вторым - министерства Российской Федерации, государственные комитеты РФ, федеральные службы России, российские агентства, федеральные надзоры России.

6. Методы обезвреживания эксплуатационных и хозяйственных стоков

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения- сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода)

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.).

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

Литература

1. Арустамов Э.А. Закон РФ "Об охране окружающей природной среды".

2. Веденин Н.Н. / Москва, 1998 "Экологическое право"

3. Вернадский В.Н. Начало и вечность жизни. - М.: Республика, 1989.

4. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера.- М. Наука, 1989.

5. Петров В.В. Экологическое право России. Учебник для вузов. - М.: Изд. БЕК. 1995

6. http://www.o8ode.ru/