Основы отраслевого природопользования

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОСНОВЫ ОТРАСЛЕВОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Введение

Отраслевое природопользование - это целенаправленное использование природных, материальных и интеллектуальных ресурсов (по вертикали) при получении конкретной продукции одновременно в масштабах страны, региона, локальной территории. Отраслевое природопользование также использует методы планирования. Планирование отраслевого природопользования - это расчет, разработка и установление форм, методов и ограничений использования природных ресурсов. Планирование отраслевых программ природопользования идет по министерствам и ведомствам с обязательной увязкой на региональном и локальном уровнях. Природные ресурсы являются сырьем для различных отраслей народного хозяйства. Отрасли хозяйства используют природные ресурсы для производства материальных благ, необходимых человеку.

Существует целый ряд отраслей производства. Н.Ф. Рей-мерс (1990) выделял 15 отраслей природопользования: 1) энергетика; 2) добывающая промышленность; 3) обрабатывающая промышленность; 4) строительство (промышленное, транспортное, городское, сельское); 5) транспорт; 6) связь; 7) агропромышленный комплекс; 8) лесное хозяйство, промысловое хозяйство на суше; 9) морской промысел и хозяйство; 10) сфера услуг, торговля и коммунальное хозяйство; 11) воспроизводство природных ресурсов и среды жизни (как отрасли экономики); 12) воспроизводство населения и здравоохранение; 13) наука, ее воспроизводство; 14) культура, ее поддержание и воспроизводство; 15) просвещение и специальное профессиональное образование.

В бывшем Советском Союзе было свыше 50 министерств и Государственных комитетов, которые осуществляли отраслевое природопользование и производство материальных ресурсов.

В Российской Федерации 2001-2002 гг. было 24 федеральных министерства: по атомной энергии; внутренних дел; по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий; здравоохранения; иностранных дел; культуры; обороны; образования; по делам федерации, национальной и миграционной политики; природных ресурсов; промышленности, науки и технологии; путей сообщения; по связи и информации; сельского хозяйства; транспорта; экономического развития и торговли; энергетики. Было шесть государственных комитетов, в т.ч. комитет по рыболовству; по физической культуре, спорту и туризму; по стандартизации и метрологии; по строительству и жилищно-коммунальному комплексу; таможенный комитет. В эти годы было 12 федеральных служб, в т.ч. геодезии и картографии России; железнодорожных войск; земельного кадастра России; по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды; безопасности; охраны; пограничная служба. В этот период существовало восемь российских агентств, в т.ч. авиационно-космическое, боеприпасам, системам управления, судостроению, правительственной связи и информации при Президенте РФ. Функционировали федеральные надзоры России по ядерной и радиационной безопасности, горный и промышленный надзор и другие федеральные органы исполнительной власти.

1. Энергетика

Энергетика представляет собой область хозяйства, охватывающую использование энергетических ресурсов, выработку, преобразование, передачу, сохранение (в том числе экономию) и использование различных видов энергии. Энергетика - один из видов природопользования. В перспективе технически возможный объем получения энергии практически неограничен. Однако энергетика имеет существенное ограничение по термодинамическим (тепловым) лимитам биосферы. Размеры этих ограничений равны количеству энергии усваиваемому живыми организмами биосферы в совокупности с другими энергетическими процессами, идущими на поверхности Земли. Увеличение количества энергии, рассеиваемой при ее производстве, будет приводить к кризису биосферы или катастрофе. Мы свидетели, может, кажущегося увеличения энергии, но, видимо, доля правды выражается в природных аномалиях (наводнения, погода и т.п.).

Существует теплоэнергетика, получающая энергию за счет сжигания энергетических ресурсов (угля, нефти, газа и т.д.), нагревание воды от солнца путем оптической концентрации лучей на емкостях с водой; гидроэнергетика, использующая потенциальную энергию воды, и атомная энергетика, основанная на получении энергии при делении атомных ядер или их синтезе. Ге-лиоэнергетика - прямое преобразование солнечной энергии в электрическую. Каждому виду энергетики соответствуют особые виды природопользования, о которых речь будет ниже. Каждому виду использования энергии сопутствуют экологические проблемы, существенность которых неодинакова.

Сжигание угля, нефти, газа (преобразование энергии прошлых геологических эпох) вызывает загрязнение окружающей среды в разной степени. Сжигание дров на автотранспорте (газогенераторные автомобили), в системах отопления; спирта, полученного из сахарного тростника, или топлива, производимого из рапса, и применение его в двигателях автомобилей и других установках имеет свои экологические проблемы при использовании восстановимых ресурсов. Нагревание воды в энергетических установках (получение пара - турбина - электроэнергия) порождают также определенные проблемы.

Атомная, термоядерная энергия, прямое преобразование солнечной энергии в электрическую, использование термальных вод, ветра и воды - ресурсы неисчерпаемой категории, за ними, видимо, будущее.

Энергетика связывает все отрасли и территории - самая тесная связь с министерствами, ведомствами, администрациями. Управление осуществляет Министерство энергетики РФ (Минэнерго), Федеральная энергетическая комиссия, в Алтайском крае - Алтайэнерго и Барнаулэнерго, Краевая энергетическая комиссия.

2. Промышленность

Следующей отраслью материального производства является промышленность, создающая средства производства (группа А) и большую часть предметов потребления (группа Б). Промышленность Алтая начиналась исторически с группы А в демидовские времена. В начале ХХ в., особенно в 30-80-е годы, развивались обе группы. Промышленность принято делить на добывающую и обрабатывающую, а последнюю - на тяжелую и легкую. Первооснова любой промышленности - природные ресурсы и процессы природопользования.

Добывающая промышленность - одна из областей природопользования, которая объединяет отрасли производства, занимающиеся изъятием природного сырья и топлива из недр Земли, из вод и лесов. К добывающей промышленности относятся добыча полезных ископаемых, энергетика, охота, рыболовство, заготовка древесины и т.п.

Добывающая промышленность отличается от других промышленных отраслей. Во-первых, добывается сырье, данное самой природой. В процессе добычи оно не меняет своих свойств, а только изымается из природной среды. Во-вторых, уровень развития и география добывающей промышленности, как и сельского хозяйства, сильно зависят от природных условий и ресурсов. В-третьих, многие виды ресурсов, разрабатываемых добывающей промышленностью, ограничены и нево-зобновимы.

В-четвертых, добывающая промышленность очень трудоемка и требует дорогостоящего оборудования. В России на ее долю приходится 23% промышленного производства, хотя в развитых странах этот показатель не превышает 2-3%. В целом на ресурсный сектор России приходится основная доля всех затрат. Горнодобывающая промышленность сосредоточивает более 30% стоимости основных фондов (оборудование, инструменты, сооружения, здания, транспортные средства). К ним надо добавить фонды сельского хозяйства, рыболовства и других первичных отраслей. Общее число работающих в первичных отраслях России составляет более 35%, в то время как в США их доля не превышает 5%, а в Японии еще меньше. Столь своеобразная структура Российской экономики сложилась под воздействием различных факторов.

Технологическая отсталость российской промышленности и сельского хозяйства не позволяет эффективно использовать добываемые ресурсы. В настоящее время многие богатые месторождения с высоким содержанием металлов в рудах уже отработаны и используют бедные месторождения. Например, сейчас считается рациональной разработка медных руд с содержанием меди менее 1% (в 10 раз ниже, чем в первой половине XIX в.). Создаются новые технологии извлечения металла, обогащения и переработки руд. Следовательно, одной из важнейших задач охраны недр является бережное расходование минеральных и энергетических ресурсов. Потери при разработке полезных ископаемых достигают огромных размеров. Так, при мировой добыче ежегодно теряется меди 600 тыс. т, свинца - 300, цинка - 500 тыс. т. Отдача нефтеносных слоев в 1975 г. не превышала 30%, к концу столетия она достигла почти 40%.

При современных технологиях добычи и переработки только 1-5% от всего объема извлекаемых полезных ископаемых реализуется в виде чистой продукции, а остальное является отходами. Поэтому важнейшим направлением в рациональном использовании и охране недр является совершенствование методов добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых.

Добывая полезные ископаемые шахтным и открытым методом, человек иногда полностью преобразует природные ландшафты. Сейчас открытым способом в мире добывают до 70% минерального сырья, при котором месторождения разрабатываются с более высоким КПД. Наиболее полной выработке месторождений способствует использование сопутствующих компонентов. Так, рационально одновременно с железом добывать сопутствующие ему титан, ванадий, молибден, кобальт; вместе с медью - кадмий, селен, галлий; вместе с нефтью - йод, бром, серу. Применяемая ранее добыча только одного металла на месторождении полиметаллических руд считается сейчас нерациональной.

Одним из путей сохранения полезных ископаемых служит использование попутных энергетических ресурсов. Например, мало используется тепло, образующееся при сжигании топлива на цементных заводах, в мартеновских печах. Оно в этих производствах теряется и рассеивается вместе с отходящим паром.

При правильном ведении лесного хозяйства рубки на отдельных участках повторно должны проводиться через 80-100 лет, когда лес достигнет полной спелости. Во многих центральных областях Европейской России к повторным рубкам вынуждены возвращаться значительно раньше. Превышение норм вырубок привело к тому, что во многих районах леса потеряли свое кли-матообразующее и водорегулирующее значение. Существенно возросла доля мелколиственных лесов. Другая важная мера по сохранению лесов - это борьба с потерями древесины. На местах рубок остается много ветвей и хвои, которые могут использоваться для приготовления хвойной муки - основы витаминных и протеиновых концентратов для скота. Эти отходы также перспективны для получения эфирных масел и другой продукции.

Часть древесины теряется при лесосплаве. В отдельные годы в северные моря реками выносится так много бревен, что в Скандинавских странах существуют специальные суда для их вылова и промышленность для их переработки. В настоящее время нерациональный сплав бревен без объединения их в плоты на крупных реках запрещен. Возле предприятий деревообрабатывающей промышленности строят заводы по производству мебели из древесностружечных плит (ДСП, ДВП).

Особо важное значение имеет сохранение и восстановление численности промысловых животных. Как известно, ценность промысловых животных состоит в том, что они живут за счет естественных кормов, недоступных или непригодных для домашних животных, о них не нужно специально заботиться. От промысловых животных человек получает мясо, меха, кожу, сырье для парфюмерной промышленности и лекарственных препаратов. Для некоторых народов Севера охота на диких животных является основой их существования. Среди промысловых животных наибольшее значение имеют рыбы, птицы и звери. Многовековое постоянно усиливающееся добывание, а также изменение среды их обитания привели к первой половине текущего столетия к резкому сокращению их запасов. Из млекопитающих наиболее сократились запасы копытных, пушных и морских зверей. Возникло даже мнение, что сохраниться они могут только в заповедниках. Однако успешное восстановление численности некоторых видов - лося, бобра, соболя - позволило вновь включить их в число промысловых животных.

Среди охотничье-промысловых птиц особенно сильно пострадали по вине человека водоплавающие, куриные и дрофиные. Сильно сократилось численность гусей, лебедей, казарок.

Краснозобая казарка, малый лебедь, белый и горный гуси, кавказский тетерев, дрофа и многие другие виды включены в Красную книгу Российской Федерации.

Реакклиматизация вида - это его искусственное расселение в районах былого распространения. Она часто бывает успешной, так как при этом вид занимает свою прежнюю экологическую нишу. Акклиматизация новых видов требует большой предварительной подготовки, в том числе составления прогнозов их влияния на местную фауну и возможную роль в биоценозах. Опыт акклиматизации свидетельствует о многих неудачах. Завоз в Австралию в 1859 г. 24 кроликов, которые через десятки лет дали многомиллионное потомство, привел к национальному бедствию. Размножившиеся кролики стали конкурировать за пищу с местными животными. Поселяясь на пастбищах и уничтожая растительность, они принесли огромный ущерб овцеводству. Борьба с кроликами потребовала огромных усилий и длительного времени. Таких примеров немало. Поэтому переселению каждого вида должно предшествовать тщательное изучение возможных последствий внедрения вида на новую территорию на основе экологической экспертизы и прогноза.

Ресурсное обеспечение в РФ контролирует Министерство природных ресурсов (МПР), по Алтайскому краю - Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР по Алтайскому краю. С ними взаимодействуют все федеральные, региональные, локальные ведомства. Использование ресурсов ведомствами осуществляется на конкурсной основе. Здесь велика роль Министерства экономического развития и торговли РФ.

Обрабатывающая промышленность представляет собой совокупность отраслей производства, занимающихся обработкой или переработкой продуктов, доставляемых добывающей промышленностью и сельским хозяйством, а также ремонтом промышленных изделий. К обрабатывающей промышленности относится также промышленность стройматериалов, получаемых в основном из природного сырья. Эти вопросы курирует Министерство промышленности, науки и технологий РФ.

3. Строительство

Строительство - отрасль народного хозяйства, техники и науки, включающая в себя строительную индустрию, строительную базу предприятия, техническую составляющую и соответствующую систему образования. Строительство - это комплекс мероприятий по созданию промышленных объектов, а также объектов социальной инфраструктуры, сооружений, предприятий экологической инфраструктуры.

Отрасль занимается возведением и реконструкцией зданий, сооружений, плотин, электростанций, созданием аэродромов, шоссейных и железных дорог, объектов культурно-бытового назначения, зеленых объектов в поселениях, строительством городов и сельских поселений в целом.

Управление осуществляет Государственный комитет по строительству и жилищно-коммунальному комплексу. Строительство дорог в Алтайском крае осуществляет Алтайавтодор; иное строительство - тресты Барнаулстрой, Стройгаз и другие предприятия различной формы собственности.

4. Транспорт

Транспорт - область материального производства (инфраструктуры), осуществляющая перемещение грузов и пассажиров. Различают вьючный, гужевой, автомобильный, железнодорожный, морской (озерный), речной, смешанный водный (река-море), воздушный, трубопроводный, ленточный (транспортерный) и другой транспорт.

Вьючный транспорт - перевоз грузов, закрепленных непосредственно на животных (верблюдах, ослах, мулах, лошадях, слонах). В Алтайском крае перевозки осуществляются только на лошадях в Алтайском, Солонешенском, Чарышском, Курьин-ском, Краснощековском, Змеиногорском районах.

Гужевой транспорт - перевоз грузов животными, запряженными в транспортное средство (телега, сани, нарты и т.д.). Используют лошадей, волов, собак, северных оленей.

Среди автомобильного транспорта различают три типа: пассажирский (легковые и автобусы), грузовые, специальные и гоночные. Скорость легковых автомобилей достигает 300 км/ч, гоночных - 1020 км/ч. Ежегодно в мире выпускается 40-45 млн автомобилей.

Железнодорожный транспорт - очень сложная многоплановая система. Различают железные дороги общего пользования (магистральные), подъездные (лесовозные, рудничные и т.д.), городские (трамваи, метрополитены) и т.д.

На долю транспорта приходится значительная часть (до 60-70%) химического и подавляющая доля (до 90%) шумового загрязнения среды (особенно в городах). Отрасль курирует Министерство транспорта РФ. В Алтайском крае функционируют все перечисленные виды транспорта, исключая морской и река-море.

5. Агропромышленный комплекс

Мощным фактором, воздействующим на природу, является агропромышленный комплекс (АПК). АПК объединяет совокупность отраслей (предприятий) народного хозяйства, деятельность которых прямо или косвенно связана между собой и направлена на удовлетворение потребностей населения в продуктах питания и другой продукции, вырабатываемой из сельскохозяйственного сырья. АПК состоит из трех сфер.

Первая сфера - производство средств производства, включающая в себя сельскохозяйственное машиностроение для сельского хозяйства, машиностроение для пищевой и частично легкой промышленности, промышленных услуг и капитального строительства на селе.

Сельскохозяйственное машиностроение после глубокой депрессии переживает период слабого подъема (Россельмаш, Красноярский комбайновый завод и др.). Начато производство оборудования для переработки сельскохозяйственного сырья и комбикормовой промышленности и т.д. В Алтайском крае с некоторыми трудностями идет производство трактора Т-250 (базовая модель), появился колесный вариант этого трактора. Готовят новые варианты сельхозмашин Павловский и Троицкий ремзаводы.

Вторая сфера (собственно сельское хозяйство) - сфера прямого производства продукции. За последние три-четыре года наблюдается заметный рост продукции растениеводства и животноводства. Сельское хозяйство - одна из главнейших отраслей материального производства и АПК. Сельское хозяйство включает в себя культивирование, защиту, уборку, хранение и первичную обработку (переработку) продукции окультуренных растений, выращивание и эксплуатацию домашних (одомашненных) животных (скота, птицы, клеточных зверей, беспозвоночных). Сельское хозяйство делится на растениеводство и животноводство. Растениеводство связано с возделыванием различных растений. Оно включает в себя земледелие или технологию возделывания сельскохозяйственных растений с целью получения урожая. Различают богарное (без полива) и орошаемое земледелие. Животноводство занимается разведением сельскохозяйственных животных в целях получения продуктов питания, сырья для легкой и пищевой промышленности, лекарственных препаратов и живой тягловой силы (лошади, ослы, мулы, верблюды, северные олени и т.д.).

Третья сфера. Существует ряд отраслей, осуществляющих заготовку сельскохозяйственной продукции, ее вывоз, хранение, переработку, доведения до потребителя. В настоящее время термин «АПК» приобрел особое значение в связи с появлением новой группы связей ресурсно-энергетических: промышленные отходы служат целям развития сельского хозяйства, а сельское хозяйство способствует развитию промышленности в пределах складывающегося комплекса. В последнее время широкое распространение получили заготовки (закупки) продукции сельскохозяйственного производства на коммерческой основе.

6. Технологии в отраслевом природопользовании

природный ресурс продукция

Каждый вид отраслевого природопользования в промышленности, сельском хозяйстве и т.д. базируется на технологии. Технология - это совокупность методов обработки, изготовления, изменения свойств, формы сырья, материалов или полуфабрикатов, способов обработки почвы, посева сельскохозяйственных культур или их уборки, применяемых в процессе производства для получения готовой продукции. До недавнего времени, а в некоторых отраслях производства еще и сегодня применяются интенсивные технологии, которые оказываются истощи-тельными, природоразрушающими (например, эвтрофикация водоемов, эрозия и дефляция почв и т.д.). Рациональное природопользование опирается на малоотходные (безотходные) ресурсосберегающие и экологически сбалансированные технологии.

Классификация технологий по признаку отходов

Малоотходные или «безотходные» технологии позволяют решить ряд природоохранных вопросов стратегически, то есть не производить отходы или осуществлять их реутилизацию (вторичную переработку). Малоотходные технологии дают технически достигнутый минимальный объем твердых, жидких, газообразных и тепловых отходов и выбросов.

Достижение полной безотходности нереально, так как это противоречит второму закону термодинамики. В глобальной совокупности энергетическая эффективность технологий, видимо, не может быть достигнутой биосферой - около 1% приходящей от Солнца энергии (Реймерс, 1990). Безотходные технологии - это цель технологических процессов, где отходы одного производства становятся сырьем для другого. Предполагается использование этого сырья без остатка. Безотходное производство может приблизить человечество к теоретическому минимуму глобальных антропогенных отходов, равному отходам в биосферных циклах (известняки, угли, нефть).

Как правило, безотходные технологии являются ресурсосберегающими. Здесь производство и реализация конечных продуктов происходит с минимальным расходом вещества и энергии на всех этапах производственного цикла (от добывающих до сбывающих отраслей) и с минимальным воздействием на человека и природные системы. При этом должны учитываться все расходы на промежуточные этапы производства. Существуют технологии, построенные по типу процессов, характерных для природы, иногда как прямое их продолжение (например, адаптивное контурное земледелие, противоэрозионная обработка и т.п.). Такие технологии называются экологическими. Экологически сбалансированные технологии, как правило, не нарушают природных процессов и связей в экосистемах.

Разработка технологий осуществляется по отраслям производства (технология производства чугуна, стали, целлюлозы, технология возделывания сельскохозяйственных культур, содержания животных, строительства дорог, эксплуатации водных ресурсов и др.).

Деление технологий по химико-механическому принципу

Технологии условно делят на химические и механические. В химической технологии изучают процессы коренного изменения состава, свойств и внутреннего строения вещества. В механической технологии рассматривают процессы, в которых изменяется форма, внешний вид и физические свойства материала (литейное дело, прокат металла). Ресурсосберегающие экологически сбалансированные технологии представляют собой совокупность технологических и конструктивных решений, предусматривающих сокращение выбросов без снижения качества и количества основного продукта. Совершенствование таких технологий происходит по следующим направлениям: 1) разработка принципиально новых технологических процессов и оборудования для производства продукции на основе комплексной переработки сырья и рационального использования энергии;

2) разработка и создание замкнутых производственных циклов материальных ресурсов, что позволит минимизировать отходы;

3) разработка систем оборотного водо- и газопользования;

4) разработка способов переработки вторичных ресурсов (это дешевле); 5) изучение механизма образования токсичных веществ и совершенствование технологических процессов; 6) замена оборудования более совершенным; 7) замена токсичных материалов на менее и нетоксичные; 8) разработка безводных и непылящих производств.

Главное при разработке технологических процессов - это знание механизмов образования вредных веществ. При этом оценивается количество выбросов. Зная количество и состав выбросов, можно решить в каком направлении следует обеспечить снижение количества того или иного компонента выбросов. При создании ресурсосберегающих технологий природопользования большое значение имеют процессы регенерации и рекуперации.

Регенерация - это техническое превращение отработавших продуктов в исходные изделия для повторного их использования (например, регенерация резины - очистка старых резиновых изделий от текстильных тканей обработкой кислотами или щелочами и придание старой резине пластичности нагревом, добавкой смягчителей и др.).

Регенерация предусматривает восстановление свойств материалов путем удаления примесей, активации и т.д. Методы регенерации: термические, ионообменные, электрохимические. Термические методы применяют при регенерации минеральных солей из отходов, содержащих органические вещества. Основным процессом при регенерации является сжигание, проводимое в специальных топках или котлах. Для обеззараживания воды используют биологические (биохимические) методы.

Эффективность очистки сточных вод различными методами неодинакова. Механические очищают воды до 50-70%, химические - 80-90, физико-химические - 90-95 и биохимические 85-95%. После очистки сточные воды разбавляются чистой водой и возвращаются в природные источники. Качество очищенной воды контролируется и должно соответствовать стандартным требованиям.

Утилизация твердых отходов происходит на специальных полигонах (свалках), где происходит анаэробное разложение отходов. Такие свалки образуют токсичные (взрывоопасные) газы СН₄, Н₂S и Н₂, микроорганизмы, которые загрязняют водный и воздушный бассейн, на таких свалках нужна гидроизоляция. Переработка отходов протекает годами. Из отходов можно готовить компосты, используемые как удобрение. Чаще создаются хранилища «Хвостов», отходов добывающей промышленности, которые при усовершенствовании технологий переработки могут вовлекаться в производство, а также специальные захоронения токсичных отходов.

Ионообменные и электрохимические методы регенерации не нашли широкого применения вследствие низкой обменной емкости ионитов.

Рекуперация - улавливание и использование отходов производства (например, газов, улетучивающихся при коксовании углей, тепла продуктов сгорания топлива), повторное получение и использование веществ, расходуемых при технологических процессах (растворители, смазочные масла, вода и др.). Рекуперация не предусматривает существенного изменения химического состава регенерируемого вещества и предполагает только фазовые переходы. Регенерируемый продукт может быть использован сразу в основном производстве или в других. Летучие органические растворители - основа рекуперацией.

Существуют три способа рекуперации паров: конденсация (точка росы), абсорбция и адсорбция. Эффективность конденсации составляет 60-90%. Рекуперация по методу абсорбции (поглощение вещества из раствора или смеси газов твердым телом или жидкостью всем объемом) дает выход полезного продукта более 90%. Адсорбция вещества из растворов или газов происходит поверхностью твердого вещества или поверхностным слоем жидкости. Степень рекуперации методом адсорбции составляет 99,8%.

Существуют специальные технологии очистки промышленных выбросов и утилизации отходов. До настоящего времени основным средством борьбы с вредными выбросами была разработка систем газоочистных и водоочистных сооружений. Для очистки газопылевых выбросов и сточных вод широко применяются следующие методы: механические, химические (реа-гентные), физико-химические, физические, биохимические, термические. Многие технологические процессы сопровождаются образованием пыли, которая вредна для здоровья человека и природы. Пылеулавливание производится с использованием различных механизмов: гравитационное осаждение, центробежные силы (распределение по скоростям), инерционное осаждение (эффект касания-зацепления), электрическое осаждение (ионизация газа). Способы улавливания пыли - сухой, мокрый, электрическая очистка. Для пылеулавливания применяются различные пылеуловители: циклоны, мультициклоны, электро- и тканевые фильтры, скрубберы.

Очистка газов осуществляется некаталитическими и каталитическими способами. В первой группе примеси выводятся из газовой смеси путем конденсации или поглощения жидкими или твердыми поглотителями, во второй - примеси не выделяются из системы, а превращаются в другие вещества, которые остаются в газовой смеси или затем удаляются.

Для очистки бытовых и промышленных сточных вод применяются рекуперационные и деструктивные способы. Рекупе-рационные предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку ценных веществ. При деструктивных способах очистки сточных вод примеси подвергают разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения из воды удаляют в виде газов или осадков. Для отделения твердых частиц из воды используют фильтры.

Энергосберегающие технологии в земледелии

В аграрном природопользовании существуют технологии, построенные по типу процессов, характерных для природы, иногда как прямое их продолжение (например, адаптивное контурное земледелие, противоэрозионная обработка и т.п.). Такие технологии называются экологическими. Экологически сбалансированные технологии, как правило, не нарушают природных процессов и связей в экосистемах. Энерго- и ресурсосбережение в земледелии, в первую очередь, предполагает снижение затрат на единицу продукции, окупаемость дополнительных затрат прибавкой урожая, возможность снижения затрат на единицу площади без уменьшения продуктивности пашни.

Одной из главных задач является освоение энергоресурсосберегающих технологий в земледелии - это внедрение данного направления на зерновом поле. Аграрной наукой Алтайского края разработаны и переданы базовым хозяйствам современные технологические карты по основным полевым культурам, инновационные программы освоения технологий энергоресурсосбережения в земледелии конкретного хозяйства. С учетом современного опыта практических работников предложено ряд технологических составляющих:

- минимизация осенней основной обработки почвы;

- снижение нормы высева семян зерновых культур на 10-20%, а подсолнечника - до 5 кг/га;

- предпосевная подготовка почвы осуществляется только на глубину заделки семян;

- широкорядный посев гречихи с уменьшением нормы высева семян до 35-40 кг/га;

- боронование посевов зерновых культур по всходам борон-ками ЗОР-07;

- расширение посевов суданской травы как универсальной кормовой культуры;

- уборка гороха прямым комбайнированием;

- расширение посевов зернобобовых смесей (овес + горох; овес + вика; ячмень + горох; пшеница + овес + ячмень + горох и др.);

- внедрение на паровом поле почворесурсосберегающей технологии;

- применение современных экономичных средств защиты растений, экологически безопасных стимуляторов роста и другие приемы (Иост, 2001).

Выращивание пропашных культур должно предусматривать оптимальное сочетание средств интенсификации и минимизации обработки почвы - уменьшение числа и глубины обработки почвы, использование высокопроизводительной техники, совмещение операций в одном проходе комбинированных агрегатов, замена отдельных приемов обработки почвы гербицидами. В Алтайском крае, на Кулундинской сельскохозяйственной опытной станции, проведены многолетние научно-исследовательские работы по разработке технологий выращивания подсолнечника, кукурузы на корм и зерно, кормовой свеклы, амаранта и других пропашных культур.

Равнинные условия, большие размеры полей, севооборотов позволяют использовать широкозахватную, высокопроизводительную, современную обрабатывающую, посевную и уборочную технику. При этом наиболее остро стоит проблема в разработке орудий, совмещающих несколько технологических операций. Пока используются только сцепы орудий (плоскорез + каток, опрыскиватель + борона и др.). Хорошо себя зарекомендовал комбинированный агрегат для внесения и заделки гербицидов в почву, разработанный на Кулундинской опытной станции.

Второе направление минимизации - замена части механических обработок гербицидами при выращивании пропашных культур, имеющая главенствующее значение. Допосевное внесение трефлана и нитрана под подсолнечник окупается прибавкой урожая и способствует исключению из технологии боронований посевов и междурядных обработок. Окупаемая прибавка урожая получена при выращивании кукурузы на зерно (семена) от использования гербицидов (харнес, титус, базис), но в сочетании с боронованием посевов, исключая междурядные обработки. Под кормовую свеклу лучшим оказался ленточный способ внесения гербицидов при посеве в условиях орошения.

В структуре прямых затрат при выращивании пропашных культур значительная доля принадлежит основной обработке почвы, т.к. глубина обработки обычно больше, чем под зерновые культуры, в отдельных случаях не удается обойтись без более затратной отвальной вспашки. Однако в степной зоне под подсолнечник и кукурузу глубина основной обработки почвы может быть ограничена слоем до 20 см. Этим удается выполнить главную задачу основной обработки почвы - угнетение многолетних сорняков, борьба с которыми в посевах пропашных культур затруднена, а вредоносность их высока. При использовании гербицидов под подсолнечник преимущество имеет осенняя плоскорезная обработка, а под кукурузу - весенняя вспашка. Без применения гербицидов не удается обойтись без вспашки и под кукурузу, и под подсолнечник.

Важное направление минимизации - экономически оправданное применение только азотно-фосфорных удобрений низкими дозами, вносимые в рядок при посеве. Невозможно отказываться от использования протравителей семян. В 2000 г. применение препарата Агат 25К с затратами 80 руб/га для протравливания семян дало прибавку урожая 0,12 т/га подсолнечника (Лихачев, 2001).

Особый интерес представляют разработки схем контурных принципов использования машинно-тракторного парка на полях сложной конфигурации и переменной крутизны (Мусохранов, 1983).

В значительной части центральных и предгорных районов Алтайского края в связи с рельефом местности, заселенностью и

другими факторами проведение всех полевых работ имеет особенности и отличия от условий степного земледелия, свои определенные трудности. Кроме правильных прямоугольников полей, к которым хорошо подходят общепринятые схемы разбивки и движения агрегатов на обработке почвы (гоновый, челночный способы и т.п.), остаются участки плодородной почвы на ровной поверхности в форме различных треугольников, трапеций и т.п. При обработке таких участков снижается производительность машин, возрастают затраты труда и средств.

Известно, что если затраты для квадрата пашни принять за единицу, то для прямоугольника такой же площади, например, по обработке почвы и уборке урожая, они принимаются с коэффициентом 0,87, а для треугольника - увеличиваются в 1,33 раза. В последнем случае снижается и качество полевых работ. Например, ведется обработка участка поля треугольной формы, так называемый «клин». Пахота идет, как правило, вразвал. Агрегат делает множество холостых поворотов, при этом трактор затаптывает свежевспаханную почву, создаются нежелательные неровности и неодинаковое уплотнение почвы. Это проявляется при вспашке, когда трактор «привязан» к борозде. При этом, если остается клинышек длиною всего 5-6 м, трактор делает по обработанной пашне 15-20-метровые петли. Когда обрабатывают двойной клин, в этом случае поворотные петли накладываются, и повреждение пашни удваиваются. В борьбе с этими нежелательными явлениями эффективна так называемая продольная поворотная полоса.

Суть ее заключается в следующем (рис. 1). Кроме обыкновенной поворотной полосы (Р) прокладывается продольная поворотная полоса, кратная ширине захвата агрегата. Все холостые повороты выполняются как на обыкновенной (поперечной), так и продольной поворотной полосе. При этом повороты выполняются на уплотненной почве, меньшим радиусом и не оказывают отрицательного воздействия на качество обработки почвы. После окончания работы на основном массиве обрабатывается продольная и в последнюю очередь обыкновенная поворотная полоса. Это позволяет увеличить производительность труда на 3-15%.

Рис. 1. Схема обработки участка пашни треугольной формы:

Р - поворотная полоса; ВД - высота треугольника пашни;

Р/2 - половина ширины поворотной полосы; 1-9 - рабочие ходы агрегата

Уборка зерновых культур, зеленой массы трав с использованием продольной поворотной полосы, на которой заранее убрана культура комбайном с фронтальной жаткой, будет более производительной и качественной. В этом случае не образуется длинных «языков» неубранной культуры, удобнее осуществлять разворот агрегата и сокращаются потери зеленой массы в сравнении с общепринятыми схемами движения. Использование продольной поворотной полосы на участках трапециевидной формы также повышает производительность труда и снижает потери урожая. Использование операций на участках правильной трапеции аналогично работам на участках клиновидной формы.

Однако подобная обработка почвы возможна лишь при правильной трапеции или равнобедренном треугольнике пашни. В остальных случаях продольная поворотная полоса должна создаваться во время самой обработки (рис. 2).

В этом случае поворотная полоса образуется оставлением на глаз необработанной ленты кратной ширине захвата плоскореза или плуга, достаточной для холостого поворота агрегата (например, для ДТ-75 с КПГ-250 около 8,8-11,0 м). Когда эта ширина в отдельных местах не будет позволять делать сквозные ходы, обработка продолжается на отдельных участках с постепенным выравниванием ширины поворотной полосы.

Рис. 2. Схема обработки участка переменной шириной:

Р - поворотная полоса; 1 - первый проход агрегата;

n₁ - последний сквозной проход; n₂-n₈ - ходы выравнивания

Когда это будет достигнуто, обработка продолжается сквозными ходами, как при обработке развала. В последнюю очередь обрабатывается обыкновенная (поперечная) поворотная полоса. Этот способ необходим при контурной обработке сложных склонов с переменной крутизной, залесенных полей, участков постоянного залужения и т.д. При уборке урожая на участке подобной формы использование последнего приема встречает определенные трудности. При обработке почв по контурам, особенно при плосковершинной холмистости, также возникают трудности. И чем сложнее конфигурация поля, тем больше получается клиньев. В этих случаях применяются лучевые поворотные полосы. Если при движении агрегата по внутренней дуге возникают трудности для поворота или образуются гряды (при вспашке) - оставляется на глаз лучевая поворотная полоса шириной, достаточной для холостого поворота агрегата (для ДТ-75 с КПГ-250 - 11 м). Этим способом можно предотвратить образование клиньев со всеми отрицательными последствиями (рис. 3).

Рис. 3. Схема обработки участка сложной формы:

2 - сквозные ходы агрегата; П₁-П₂ - ходы выравнивания;

Р₁-Р₅ - лучевые поворотные полосы

Поворотные полосы выносятся на плоскую вершину холма и обрабатываются в последнюю очередь. Таким же способом упрощается технология обработки почвы горизонтальных полей, ограниченных выходами твердых материнских пород, лесными участками, оврагами, водными преградами и т.д.

При обработке лучевой поворотной полосы повороты на обработанной почве неизбежны, но их количество в несколько раз меньше, нежели при обработке клина, если бы он образовался на данном участке. В итоге совершенствования и развития принципов контурного подхода обработки почвы Алтайскому НИИ сельского хозяйства удалось найти крупное системное решение проблемы склонового контурного земледелия.

Изучение на полях хозяйств Алтайского, Смоленского, Бийского, Залесовского районов, на полях АНИИСХ, ОПХ им. В.В. Докучаева показали, что при возделывании сельскохозяйственных культур на склоновых землях следует уделять должное внимание проведению других полевых работ. Посев зерновых и других культур сплошного сева поперек склона, в связи со сползанием сельскохозяйственных машин, следует начинать с нижних частей склонов, что позволит избежать огрехов. Это относится и ко всем видам сплошной обработки почвы (боронование, культивация, прикатывание и т.п.)

При посеве кукурузы и других пропашных культур поперек склона следует придерживаться другого правила, т.е. посев начинать с верхней части склона. При этом увеличение стыкового междурядья при сползании машин посевного агрегата вниз по склону не создаст больших трудностей при последующих междурядных обработках. В этом случае агрегат для междурядной обработки должен повторить маршрут посевного агрегата.

Щелевание полей с посевами многолетних трав поздно осенью (особенно при наличии микроложбин и бобовых компонентов трав) в ряде случаев получается невысокого качества. Это связано с тем, что нож не полностью прорезает корни растений, последние набиваются впереди ножа и вызывают образование слишком широкой щели со значительным повреждением растений. Это же явление повышает сопротивление движению орудий и вызывает стягивание тракторов вниз по склону при движении по влажной почве или небольшом снежном покрове, особенно колесных машин. Для удаления налипающих корней, например люцерны, через 100-150 м целесообразно выглублять орудие, что следует также делать и при сильном поражении склона микроложбинами для прерывания стока вдоль щелей.

В целях достижения наибольшей почвозащитной эффективности рекомендуется все работы проводить поперек склона. Если строго придерживаться этого правила, то и раздельную уборку (свал зерновых) следует проводить поперек склона. Но в связи с тем, что на поверхности почвы имеются микронеровности и рядки культур, сориентированы поперек склона, наблюдается проваливание хлебной массы между рядками стерни. Поэтому направление косовицы должно отклоняться на 15-20є от направления посева. Правда, в этом случае на краю поля могут возникнуть клинья, но потери урожая в целом сокращаются.

Таким образом, новые производственные отношения, изменения в размерах используемых земельных площадей, средств механизации, наборе сельскохозяйственных культур и т.п. должны обеспечить использование ранее заброшенных, но плодородных земель, участков сложной конфигурации, других неудобных угодий. Возникает необходимость в совершенствовании способов эксплуатации машин и орудий. Этому в значительной мере могут служить и рекомендуемые организационные приемы использования сельскохозяйственных машин и орудий на склонах переменной крутизны, сложной конфигурации и малой контурности, использование которых позволит улучшить качество полевых работ и повысить производительность труда на 5-20%.

Размещено на Allbest.ru