Введение в специальность

ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВАЖНЕЙШИХ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Остановить или замедлить научно-технический прогресс и во­влечение в эксплуатацию новых природных ресурсов невозможно. Однако при эксплуатации любых ресурсов всегда возможны и необходимы такие решения (организационные, технические, хозяйственные), которые обеспечивают, с одной стороны, их не - истощительность, а с другой — максимально щадящий природу режим их использования.

Рассмотрим последовательно некоторые конкретные методы рационального использования наиболее важных природных ре­сурсов.

Водные ресурсы. Как природный ресурс вода исчерпаема в качественном отношении, поскольку для бытовых нужд населения необходима вода с положительными органолептическими свой­ствами (цвет, привкус, запах) и без токсичных примесей, а для промышленности — определенного физико-химического состава (в частности, обессоленная, в ряде случаев — умягченная). Ре­гиональное размещение воды на Земле крайне неравномерно. Из общего годового стока СССР (4340 км ) 60 % воды уходит в бассейн Северного Ледовитого океана, 22 % — в бассейн Тихого океана, 8 % — в Атлантику и лишь 10 % обводняет более теплые районы, поступая в Арало-Каспийский бассейн. На долю наи­более крупных рек, расположенных в малообжитых северных и восточных районах, приходится 86 % стока. Если в лесной зоне страны на 1 км2 территории приходится 200—300 пог. м рек, то в Средней Азии — до 10 пог. м. В результате республики Средней Азии, где сосредоточено всего 2 % воды, испытывают в ней особо острую нужду.

Вода используется также в качестве решающего фактора повышения продуктивности сельского хозяйства, теплосъемника, растворителя, среды химических процессов практически во всех отраслях промышленности, энергетического ресурса и для удовлет­ворения культурно-бытовых и рекреационных потребностей на­селения. Кроме того, водные объекты обеспечивают нужды транс­порта. С экологических позиций вода имеет значение как среда обитания многих живых организмов и как среда процессов, связан­ных с поддержанием газового баланса на земном шаре.

Применение воды в процессе деятельности человека делится на водопользование и водопотребление.

Водопользование заключается в использовании воды непо­средственно в местах ее локализации. Наиболее крупными водо­пользователями являются гидроэнергетика, рыбное хозяйство, транспорт. При водопользовании вода не забирается из водо­ема и водотока, поэтому ею могут одновременно пользоваться несколько разных отраслей.

Водопотребление связано с извлечением воды из мест ее лока­лизации с последующим перемещением. В отличие от водополь­зования водопотребление характеризуется безвозвратным рас­ходом части воды в результате ее связывания, а также испаре­ния и фильтрации.

Главным водопотребителем является сельское хозяйство. Для выращивания высоких урожаев и повышения продуктивности экосистем необходима, однако, не только вода, но и определен­ная сумма положительных температур. Наиболее развитые сель­скохозяйственные районы СССР — житницы нашей страны — расположены в средней и южной частях, а распределение годо­вого стока и водообеспеченность имеют противоположную тенден­цию. Так, около 65 % всей возделываемой территории приходится на зону с недостаточным количеством осадков.

Преодоление дефицита воды в сельском хозяйстве издавна вынуждало человечество принимать соответствующие меры. Ис­кусственное орошение резко повышает продуктивность сельско­хозяйственных земель, дает громадный экономический эффект.

Орошение и обводнение земель связано с большими безвоз­вратными потерями воды. Например, в 1975 г. на орошение было израсходовано 168 км3 воды, из которых 144 км3 считаются безвозвратно потерянными.

В засушливых районах страны создано свыше 44 тыс. прудов местного значения, предназначенных для удовлетворения нужд хозяйства. Вполне понятно, что они также накапливают немалое количество воды.

Крупным водопользователем является гидроэнергетика. По­лучение электроэнергии так или иначе связано с зарегулирова­нием рек и строительством водохранилищ, каналов, шлюзо­вых систем. Большинство крупных водохранилищ европейской части СССР не только обеспечивает хозяйства энергией, но слу­

Жат для ирригации (орошения) судоходства, лесосплава, удов­летворения бытовых нужд, для защиты от наводнений.

Накопленные в водохранилищах запасы энергии оценива­ются в 775 млрд. кВт-ч. В нашей стране создано более 1000 водо­хранилищ, из которых 20 имеют площадь водного зеркала свыше 1000 км2. Наиболее крупное — Куйбышевское (6,5 тыс. км2), наиболее водоемкое — Братское (179 км3). Через турбины Вол­гоградской ГЭС проходит 14 тыс. м3/с воды.

Мощным водопотребителем является промышленность. Изве­стно, например, что для выплавки 1 т чугуна требуется 300 м3 воды, для производства 1 т целлюлозы — 250 м3.

Воды, возвращаемые предприятиями после использования, качественно изменены. Они содержат множество химических веществ (кислоты, фенолы, щелочи и т. д.), а также механиче­ских примесей. Исторически сложилось так, что промышленность использует естественные водоемы и водотоки для разбавления отходов. Нередко между местом (створом) их сброса и местом, где концентрация в воде снизится до безопасных пределов (ПДК), лежат десятки километров.

Есть расчеты, показывающие, что для разбавления до без­опасных концентраций всех жидких промышленных отходов уже сейчас требуется около трети годового речного стока земного шара.

Значительные количества воды использует бытовое хозяйство. Города, снабженные системами водопровода и канализации, забирают миллионы кубических метров воды ежесуточно. С 1965 по 1975 гг. потребление воды на эти нужды в СССР удвоилось и составило свыше 16 км3/год, а к 2000 году ожидается дальней­шее удвоение. Житель крупного города СССР расходует в сутки на личные нужды 300—500 л воды, а средний расход по стране составляет 170 л на человека.

Речное и морское судоходство, каботажные перевозки свя­заны с сильным загрязнением воды. Так, аварии танкеров при­водят к растеканию тончайшей нефтяной пленки по огромной поверхности. При толщине такой пленки всего в несколько моле­кул меняется альбедо поверхности воды и снижается поступле­ние солнечных лучей в воду, что отрицательно сказывается на фо­тосинтезе фитопланктона.

Таким образом, охрана качества и рациональное использова­ние водных ресурсов требуют решения комплекса инженерно - технических и организационных задач, в числе которых можно назвать следующие:

1. Сокращение водопотребления промышленностью, сельским и коммунально-бытовым хозяйством.

Этот путь заключается в техническом совершенствовании про­изводства, а следовательно, связан с научно-техническим про­грессом. В первую очередь на сокращенный режим следует пере­водить наиболее водоемкие отрасли. Так, на добычу 1 т нефти затрачивается при разных условиях от 0,4 до 24 м3 воды. Понятно, что здесь имеется большой резерв для экономии данного ресурса.

Разрабатываются безводные способы формования бумаги и получения других продуктов целлюлозно-бумажного производ­ства.

В коммунально-бытовом хозяйстве также имеются резервы для снижения водопотребления. В ряде стран в квартирах уста­навливаются водосчетчики, и оплата за воду исчисляется по ее фактическому расходу. В западной печати в настоящее время поднимается вопрос о том, что современные смывные туалеты являются примером нерационального расходования воды, состав­ляющей 99 % смыва. Известны предложения заменить воду сжа­тым воздухом.

Перспективным способом сокращения потребления воды про­мышленным производством является переход на оборотное водо­снабжение, заключающееся в многократном повторном использо­вании уже отработанной воды либо за счет ее охлаждения и очи­стки в специальных сооружениях (если таковая требуется), либо передачей отработанной воды другим предприятиям, менее тре­бовательным к ее качеству, т. е. кооперированием водоснабже­ния нескольких предприятий.

Для устранения потерь воды при орошении и вторичного засоления земель при обводнении открытые каналы заменяют сетыо металлических и полиэтиленовых труб, применяют бетонно­полиэтиленовое покрытие дна оросительных каналов, широко ис­пользуют дождевальные установки. Согласно имеющимся расче­там эти меры в недалеком будущем позволят экономить еже­годно не менее 1,3 млрд. м3 воды.

2. Проектирование и строительство водохранилищ комплекс­ного многоцелевого назначения. Необходимость строительства водохранилищ диктуется в первую очередь интересами гидро­энергетики, но при этом происходит изъятие из пользования ценных сельскохозяйственных земель и лесных массивов; в зону затопления нередко попадают и населенные пункты. Создание водохранилищ, с одной стороны, не должно причинять ущерба другим отраслям хозяйства, а с другой — компенсировать утрату земель. Поэтому водохранилища должны решать ряд техни­ческих, хозяйственных и экологических задач, включая водо­снабжение предприятий и жилых домов, улучшение режима естественных водотоков в целях обеспечения транспортных пере­возок, ликвидацию пойменных болот, орошение и обводнение земель, а также создавать благоприятные рекреационные усло­вия, облагораживать мезоклимат, способствовать благоустрой­ству ландшафтов, предотвращать периодические затопления цен­ных земель.

3. Управление естественным стоком. Растущие потребности в воде, сопровождающиеся истощением водных ресурсов в отдель­ных регионах (например, из-за сведения лесов, водоразбора), вынуждают перераспределять естественный речной сток с целью подачи воды из водообеспеченных районов в малообеспеченные. Например, часть волжской воды передается Дону, Днепр час­тично подпитывается водой из северных рек.

В прошлом рассматривались проекты переброски нескольких десятков кубических километров воды ежегодно из бассейнов северных и сибирских рек в районы Поволжья и Средней Азии для возмещения здесь дефицита воды. Однако подобные про­екты не нашли поддержки, и в первую очередь из-за непредска­зуемых экологических изменений на огромных территориях. От­каз от реализации этих проектов — характерный пример ответ­ственного и тщательно продуманного экологического подхода к проблемам природопользования в СССР.

4. Очистка промышленных стоков и пылегазовых выбросов. Подробно этот вопрос рассматривается в следующих главах книги. Здесь необходимо подчеркнуть следующие существен­ные обстоятельства. Загрязнение водных объектов связано не только со сбросом сточных вод предприятиями, но и с вымыва­нием осадками из атмосферного воздуха поступающих туда пыле­газовых компонентов. Поэтому защита воздуха от загрязнения одновременно служит и защите воды.

На первый взгляд, самое простое — это поставить между технологией и природной средой «барьер» из очистных соору­жений. Специальными постановлениями ЦК КПСС и Совета Ми­нистров СССР большие средства выделялись на строительство очистных сооружений для защиты, например, Байкала, Каспия, Волги, Урала, Черного и Азовского морей, для сохранения чисто­ты атмосферы во многих городах и промышленных центрах стра­ны. Это неизбежное пока направление будет развиваться и далее. Но процесс очистки — не самый прогрессивный путь из-за доро­говизны и энергоемкости очистных сооружений. Они требуют больших площадей, сложных технологических приемов. Кроме того, возникает проблема «избавления» от выделенных при очи­стке отходов — шламов, скопов, осадков. С увеличением степе­ни очистки возрастают затраты. Например, для того, чтобы при достигнутой степени удаления примесей из сточных вод 92 % повысить степень очистки до 94 %, необходимо затратить при­близительно столько же средств, сколько на то, что уже достиг­нуто. Этот пример отчасти условен, но объективно иллюстрирует сложность проблем очистки.

5. Использование попутных и сточных вод в хозяйстве. Необ­ходимость их использования специально подчеркнута в разделе XI «Основных направлений...», принятых XXVII съездом КПСС.

Интенсивное коммунальное строительство может привести к тому, что к 2000 году будет ежегодно образовываться до 40 км3 бытовых и 6 км3 сельскохозяйственных стоков. В то же время потребности в воде для орошения могут составить в пределах только европейской части СССР 300—400 км3/год.

Считается, что путем создания самотечных или насосных систем и сооружений указанным количеством стока можно оро­сить (при средней годовой норме 5 тыс. м3/га) около 10 млн. га сельскохозяйственных земель с одновременным получением ими 8 млн. т общего и 6 млн. т аммиачного азота, 1,6 млн. т фосфора, 10 млн. т калия. Подобные поля уже имеются в Украине, в Казах­стане, Московской области. Затраты на технические сооруже­ния, как показывает прутика, окупают себя прибавкой урожая в течение 3—4 лет.

Значительное количество воды теряется при свободном из­лиянии из артезианских скважин или при добыче, например, нефти. На последнее обратил внимание еще В. И. Ленин [11], писав­ший Л. П. Серебровскому: «Качаем воду (с нефтью) и не употреб­ляем эту воду на орошение, которое дало бы гигантские урожаи сена, риса, хлопка».

Атмосферно-климатические ресурсы. Климат — важнейший природный ресурс, определяющий условия обитания человека, его производственную деятельность, продуктивность сельского и лес­ного хозяйства. Климат характеризуется теплоэнергетическим балансом, влагообеспеченностью и спецификой циркуляции ат­мосферы. В пределах СССР наблюдаются большое разнообразие регионально-климатических условий и четкая зональность в рас­пределении тепла и влаги. Их учет, особенно при освоении новых регионов или решении задач сельского хозяйства, градострои­тельства, всецело находится в сфере рационального природо­пользования.

Известно, что для успешного ведения сельского хозяйства необходимо определенное соотношение энергетического баланса и влагообеспеченности. В противном случае наблюдается либо избыточное увлажнение, либо повышенная засушливость. Так, для районов с притоком солнечной энергии 200—250 кДж/см2 в год норма осадков не должна быть ниже 1000—1100 мм/год.

Управлять климатом человек не может, по крайней мере по отношению к гелиоресурсам и атмосферным циркуляциям. Однако орошаемое земледелие, создание полезащитных лесных насаж­дений и т. п. позволяют влиять на локальные климатические особенности, достигая оптимального сочетания тепловых и вод­ных ресурсов, снижать повторяемость или ослаблять вредные последствия засух, суховейных периодов. Практически осуще­ствимо искусственное вызывание осадков, предотвращение гра­добитий.

Вместе с тем деятельность человека существенно меняет ме - зоклиматические условия, приводит к образованию местных форм климата. Например, сложная структура городского ландшафта («городские каньоны» улиц, предприятия и транспорт, различно ориентированные каменные и металлические поверхности) ведет к образованию своеобразных ветровых потоков, насыщенности воздуха примесями, изменению соотношения прямой и рассеян­ной солнечной радиации, возникновению «тепловых островов» из-за температурных инверсий. Меняется мезоклимат в районах крупных водохранилищ.

Атмосферный воздух является также важнейшим природным ресурсом и одновременно — неотъемлемым элементом среды оби­тания (экосферы). Циркуляция воздушных масс, имеющих раз­личную температуру и влажность, определяет режим погодных условий, проявляясь в ряде случаев в форме разрушительных явлений типа смерчей, ураганов. Воздух непосредственно вос­принимает и трансформирует солнечное излучение, через атмо­сферу жизнь на Земле воспринимает многолетние циклы солнеч­ной активности, с которыми связаны многие периодические явле­ния в органическом мире.

Воздух является также промышленным ресурсом, средой мно­гих химических реакций, он необходим для работы двигателей внутреннего сгорания и может служить источником энергии (при движении воздушных масс).

Антропогенное воздействие на атмосферу проявляется преж­де всего в ее локальном и глобальном загрязнении твердыми, жидкими и газообразными ксенобиотиками промышленно-энерге - тического и хозяйственно-бытового происхождения (до 200 мли. т вещества в год). Известно, что при сжигании 1 т каменного угля выделяется примерно 20 кг диоксида серы. ТЭС, сжигающая уголь с содержанием 1 % серы, образует ежегодно выброс 33 т.-диокси­да серы, способного в определенных условиях образовать до 50 т серной кислоты. Автомобиль образца 1970 г. выбрасывает в год до 297 кг СО, 39 кг углеводородов, 10 кг оксидов азота, до

0, 5 кг свинца. В районах нефтедобычи с горящим факелом попут­ного газа загрязнение воздуха углеводородами наблюдается в радиусе 3—5 км, в районе первичной переработки газа — до 10 км, в зоне предприятий глубокой переработки нефти — до 15—20 км. Ряд выбрасываемых веществ, например соединения серы, хлора, фтора, тяжелых металлов, токсичны для растений и вызывают непосредственный гербицидный эффект. Есть данные, что защит* ный озоновый экран атмосферы разрушается при полетах сверх­звуковых лайнеров.

Антропогенное влияние на климат определяется комплексным воздействием на атмосферу за счет, во-первых, изменения ее теплового баланса из-за роста производства энергии, во-вторых, увеличения содержания СОг и, в-третьих, возрастания концент­рации атмосферного аэрозоля (т. е. взвешенных частиц преиму­щественно сернистых соединений размерами в доли микрометра).

По прогнозам чл.-корр. АН СССР М. И. Будыко увеличение производства энергии на 4—10 % в год может привести к тому, что в течение ближайших 100—200 лет количество высвобож­даемой теплоты будет соизмеримо с величиной радиационного баланса всей суши. Предполагается увеличение среднегодовой температуры воздуха в 2050 году на 1°, а к 2100 году— на 3°, что может вызвать катастрофические последствия, связанные, например, с таянием «вечных» льдов. Повышение содержания ди­оксида углерода на 15—20 % к 2000 г. (по сравнению с 1970 г.) чревато аналогичными последствиями: за счет этого эффекта температура у поверхности суши возрастает примерно на 0,5° в средних широтах и на 1° — в высоких, и потепление климата усугубится («парниковый эффект»). В качестве возможного следствия называют отступление к северу границы морских по­лярных льдов примерно на 2° широты.

Увеличение концентрации антропогенного аэрозоля, масса которого уже сейчас оценивается в 10 млн. т, может изменить оптические свойства атмосферы (прежде всего снизить прозрач­ность), что уменьшит приход общей солнечной радиации при­мерно на 15 %, а ультрафиолетовой — на 30 %, а это приведет к снижению температуры. Конечно, реальные процессы значи­тельно более сложны и взаимосвязаны, однако изложенные при­меры убедительно показывают, что воздействие человека на природные процессы соизмеримо с мощностью естественных физических сил.

Таким образом, предотвращение выхода климатических па­раметров за оптимальные для человека пределы в существен­ной мере зависит от обеспечения чистоты атмосферного воздуха как в глобальном, так и в региональном масштабах. Соответ­ствующая система мероприятий включает:

Рационализацию технологических процессов производства и совершенствование энергетики (например, в доменных про­цессах возможна замена флюсов, на ТЭС — отказ от сжигания высокосернистого топлива и переход на незагрязняющие среду источники энергии);

*/разработку ресурсосберегающих технологических процессов; очистку (в том числе промышленную и санитарную) газо­пылевых выбросов предприятий и теплоэнергетических установок; под очисткой газа понимают отделение от газа или превраще­ние в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступаю­щего от промышленного источника; промышленная очистка газа рассматривается как очистка газа с целью последующей утилиза­ции или возврата в производство отделенного от газа или превра­щенного в безвредное состояние продукта; понятно, что промыш­ленная очистка — мероприятие, требующее экономических оценок; санитарная очистка газа — это очистка от остаточного содержа­ния в газе загрязняющего вещества, в результате которой обес­печивается соблюдение установленных ПДК в воздухе населен - > ных мест или производственных помещений; подробно очистка промышленных выбросов (технология и оборудование) рассмат­ривается в других разделах книги, а также в специальных курсах;

Повышение требований к автотранспорту, включая совершен­ствование двигателей и аэродинамических качеств, тщательную регулировку двигателей при эксплуатации, переход на незагряз­няющие виды топлив;

Установление научно обоснованных значений ПДВ вредных веществ для промышленных предприятий с постепенным дове­дением мощности выбросов на обрезах труб до величин ПДК;

Инвентаризацию промышленных выбросов, т. е. системати­зацию сведений о распределении источников на территории пред­приятий, о количестве и составе выбросов (ГОСТ 17.2.1.04—77); это мероприятие является основой для регламентации выбросов, выбора рациональных способов их снижения;

Систему архитектурно-планировочных решений в строитель­стве, предназначенную для облагораживания климата городов и промышленных районов; здесь, в частности, осуществляют зони­рование территории при застройке с целью сегрегации промыш­ленных, жилых, коммунально-складских, транспортных зон, при­чем промышленные предприятия следует располагать на повыше­ниях рельефа, преимущественно с подветренной по отношению к жилым кварталам стороны с учетом розы ветров (розы загряз­нений); кроме того, промышленные и жилые здания должны располагаться таким образом, чтобы исключить застой воздуха и накопление вредных выбросов, образование температурных инверсий и тепловых островов; важнейшим мероприятием являет­ся озеленение в целях использования фильтрующих, экранирую­щих и демпфирующих свойств насаждений.

Перечисленные мероприятия являются лишь частью системы, направленной на защиту атмосферно-климатических ресурсов. На­ряду с ними важнейшее климатозащитное значение имеет рацио­нальное использование водных, почвенных, ископаемых ресурсов, а также лесных массивов.

Лесные ресурсы. Лесами обычно называют ландшафты, об­разованные крупными многолетними растениями суши — де­ревьями. Известно много определений леса, но в силу его исклю­чительных особенностей, не присущих ни одному другому при­родному ресурсу, ни одно из них не является исчерпывающим. В одних преобладают биологические характеристики леса, в дру­гих — первенство отдается его экономическому значению. Соглас­но ГОСТ 18486—73 узаконено следующее определение леса: «Лес — это элемент географического ландшафта, состоящий из совокупности древесных, кустарниковых, травянистых растений, животных и микроорганизмов, в своем развитии биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга и на внешнюю среду».

Главная особенность леса — это его двойственная природно­ресурсная сущность: с одной стороны, лес — это источник сырья и материалов для химической, целлюлозно-бумажной, гидролиз­ной, микробиологической промышленности, а с другой — важ­нейший средообразующий фактор глобального значения, опреде­ляющий внешний облик нашей планеты. Известно, что огромные в прошлом многолесные районы земного шара в результате све­дения лесов превратились в безжизненные пустыни. В начале нашего века известным русским лесоводом профессором Н. С. Не­стеровым было с горечью замечено, что «планета лысеет».

С экономических позиций лес — это совокупность различных ресурсов, в частности, древесины, земли, педревесных продуктов, причем каждый из этих ресурсов может рассматриваться как источник потребительской стоимости. А с учетом важнейших средообразующих, почвозащитных и водоохранных функций лесов они могут рассматриваться как своего рода средство для созда­ния потребительской стоимости (рис. 9). В. И. Ленин так оха­рактеризовал экономическое значение леса: «...ежегодная вы­ручка за северный лес может в ближайшие годы достигнуть ве­личины нашего золотого запаса [12]».

Использование древесного сырья неизбежно связано с выруб­кой лесных насаждений, где это сырье образуется, т. е. со све­дением природных систем, выполняющих средообразующую роль. Но не рубить леса невозможно. Чтобы устранить это противоре­чие, все леса СССР в зависимости от их преимущественной зна­чимости разделены на группы. Так, к I группе относят леса, кото­рые выполняют функции, присущие исключительно растущему лесу: водоохранные (запретные полосы по берегам водоемов), защитные (противоэрозионные полосы и насаждения, ленточ­ные боры, степные колки, байрачные и горные леса, санитарно - гигиенические (зеленые зоны вокруг населенных пунктов, источ­ников водоснабжения, курортов). В эту же группу включены плодопромысловые (фисташковые, ореховые, некоторые кедровые и др.), притундровые, субальпийские леса. В этих лесах рубки промышленного назначения запрещены. Во II группу входят леса малолесных районов, имеющие защитное и ограниченное сырье­вое значение, но позволяющие обеспечивать местные потребности в древесине. Здесь разрешены рубки в объеме годичного прироста. К III группе относят леса многолесных районов, имеющие преимущественно эксплуатационное значение, поэтому раз­решены любые рубки, в том числе и с превышением годичного прироста.

В основе промышленной эксплуатации лесных ресурсов в на­стоящее время находится принцип непрерывного неистощитель - ного пользования лесом. Этот принцип согласно «Основам лес­ного законодательства» (статья 11, раздел 1) формулируется как требование обеспечения непрерывного роста и повышения эффективности лесохозяйственного производства, неистощитель - ного и рационального пользования лесами для планомерного удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в древесине и другой лесной продукции.

Сущность этого принципа заключается в том, что через каж­дые 90—120 лет (в возрасте спелости конкретного леса) лесоза­готовители могут возвращаться за древесиной на бывшую вы­рубку.

Главный вопрос: сколько древесины и в каких районах можно вырубать? Теоретически запасы древесины не иссякнут, если ежегодно будет вырубаться леса столько же, сколько прирастает. Количество древесины (в м3), которое ежегодно может быть во­влечено в пользование, называется расчетной лесосекой. Еже­годный прирост всех лесов СССР составляет около 800 млн. м3, а объем вырубаемой древесины оценивается в 400 млн. м3, т. е., казалось бы, расчетная лесосека недоиспользуется. Но это не совсем так. Общий годичный прирост складывается из приростов всех лесов: хвойных, лиственных, молодняков, средневозрастных, спелых. Но вырубаются в основном спелые насаждения с преоб­ладанием хвойных пород, где содержится максимум цепной де­ловой древесины. А молодняки и жердняки лишь через десяти­летия дадут деловую древесину.

С другой стороны, леса по естественно-историческим и антро­погенным причинам распределены по территории страны неравно­мерно. Ныне основные запасы сосредоточены восточнее Ураль­ского хребта и отчасти на Севере и Северо-Востоке европейской части. Но районы Сибири освоены недостаточно, и расчетная лесосека в ряде районов недоиспользуется, в то время как в евро­пейской части леса перерубаются.

В результате в промышленности возможен нарастающий недо­статок в этом виде сырья.

Понятно, что через условленное число лет (его называют «оборотом рубки») можно вернуться на ту же территорию за новой древесиной лишь в том случае, если после рубки здесь сразу же возникнет новый лес — естественным путем или в результате искусственного восстановления (посева или посадки).

Таким образом, первым важнейшим условием выполнения принципа неистощительного лесопользования является своевре­менное восстановление леса па вырубках путем создания искус­ственных насаждений, содействия естественному возобновлению или без вмешательства человека.

В силу объективных законов экологии после рубки леса на месте хвойных пород в большинстве случаев вырастает лес другой породы — осины, березы и др. Преодолеть смену пород па мил­лионах гектаров вырубок практически невозможно по экономи­ческим соображениям (лесовосстановление — крайне энергоем­кий процесс). Известно, что уничтожение лиственных «сорняков», якобы конкурирующих с хвойными, при помощи арбори - цидов так и не привело к созданию каких-либо запасов хвойной древесины, имеющих эксплуатационное значение. Ныне листвен­ные породы (а также и лиственница) используют в промышлен­ности крайне ограниченно, хотя вопросы технологии получения, например, целлюлозы из древесины любых пород практически решен ы.

Следовательно, второе условие выполнения принципа непре­рывности лесопользования и сокращения объемов рубок хвойных лесов и сохранения средообразующих функций лесов — это пол­ная утилизация промышленностью древесины как хвойных, так и лиственных пород. Это условие — характерный пример того, что охрана окружающей среды — задача специалистов отрасли. Например, получает широкое распространение в целлюлозно - бумажной промышленности получение в качестве полуфабриката не целлюлозы, а переработка древесины на термомеханическую и химико-термомеханическую массу. При этом, с одной стороны, используется всё вещество древесины (как известно, при полу­чении целлюлозы почти половина вещества составляет отход), а с другой — этот способ позволяет полностью использовать дре­весину лиственных пород.

Третьим условием выполнения принципа непрерывности лесо­пользования является полное использование всего отпущенного в рубку запаса древесины, а также максимальное использование всего древесного сырья, поступившего на предприятие, включая утилизацию вторичных и побочных продуктов.

Эти проблемы также в принципе решены технологически. Например, некоторые гидролизные заводы страны работают исключительно на кусковых отходах лесопиления, стружке и опил­ках. Производство 1 т картона из отходов или дровяной древесины заменяет 10—15 м3 делового сырья. Отходы древесины, измель­ченные и переработанные в стружку, древесную щепу или дроб - лепку с последующим смешением с вяжущими материалами, на­пример портландцементом или жидким стеклом, дают ценные строительные материалы. Гидравлическое прессование смеси опилок с каустическим магнезитом и раствором хлорида магния или затворение их водой в смеси с цементом, глиной, песком позволяет получать прочные огнестойкие и влагостойкие ксило­литовые, фибролитовые, арболитовые плиты.

Ежегодно лесная промышленность заготавливает и перевозит до 30—35 млн. м3 балласта. Этим балластом является кора де­ревьев, которую после окорки древесины вывозят па свалку или сжигают. Однако кора может быть ценным сырьем для полу­чения, например, удобрений. Ее компостируют, перерабатывают путем внесения дереворазрушающих микроорганизмов, обога­щают добавками аммиака и суперфосфата.

Экономии древесины способствует такое элементарное меро­приятие, как сбор макулатуры, которая используется в качестве сырья для получения бумаги на некоторых предприятиях целлю­лозно-бумажной промышленности.

Важнейшее условие, без которого принцип неистощительно - сти реализован быть не может, это охрана лесных массивов от огня. При этом надо подчеркнуть, что тушение лесных пожа­ров — мера дорогостоящая, часто малоэффективная. Но пожары практически всегда возникают из-за неумения или нежелания человека грамотно и ответственно пользоваться лесом. Поэтому защита леса от пожаров в максимальной степени основана на принципе «охранять лес — значит правильно им пользоваться».

В настоящее время в ресурсном цикле древесины наблюдаются большие потери сырья на всех этапах заготовки и переработки. Много древесины теряется при транспортировке, особенно при сплаве леса молем (т. е. отдельными бревнами) в период павод­ков. Снижение этих потерь и замена молевого сплава иными спо­собами транспортировки — также важное условие выполнения принципа неистощительного лесопользования.

Полезные ископаемые. Это — твердые, жидкие и газообраз­ные тела, локализованные в недрах Земли, используемые в про­мышленно-технической деятельности человека в настоящее время или предназначенные к потреблению в будущем. Они присут­ствуют в недрах в виде рудных (в основном металлических), нерудных (слюда, асбест, графит, сера и др.), энергетических (углеводородное горючее) месторождений. К ним также относят месторождения подземных вод.

Научно-технический прогресс сопровождается непрерывным увеличением темпов потребления металлов, минералов, энергети­ческих ресурсов. Полагают, что к 2000 году объем добычи основ­ных полезных ископаемых удвоится по сравнению с 80-ми годами. Известно, что многие богатые в прошлом месторождения сереб­ра, железа, нефти истощены уже сейчас. Некоторые страны покры­вают свои внутренние потребности в цветных металлах и неме­таллическом сырье за счет импорта.

Неистощительность использования полезных ископаемых в сочетании с интересами охраны окружающей среды требуют, в частности, следующих мер:

1. Опережающая добычу геологическая разведка с целью создания потенциальных запасов сырья, материалов, топлива.

2. Полное комплексное извлечение из месторождений всех полезных компонентов. Например, метод заполнения водой нефтя­ных пластов (контурное заводнение) позволяет полностью извле­кать нефть, а открытая добыча при помощи карьеров и разрезов освобождает от необходимости оставлять массу сырья в недрах, что неизбежно при шахтных способах добычи. На горнообогати­тельных предприятиях образуется так называемая «пустая поро­да», идущая в отвалы. Однако такая порода богата ценными элементами. Например, отвалы меднорудных месторождений со­держат золото, серебро, кобальт, теллур, германий, стоимость ко­торых выше стоимости меди.

3. Использование вторичных продуктов производства. Вторич­ные продукты, как правило, представляют собой отходы пере­работки минерального сырья; нередко они являются сложными химическими веществами и их дальнейшая утилизация требует разработки специальных технологических схем. Но именно эти отходы представляют собой главный источник загрязнения окру­жающей среды. По некоторым расчетам за истекшее столетие на поверхности Земли было рассеяно более 20 млрд. т шлаков, около

3 млрд. т золы, 1,5 млрд. т мышьяка, более 1 млрд. т никеля, а так­же кобальт, цинк, сурьма и др. Так называемые «хвостовые вы­бросы» промышленных предприятий содержат едва ли не все эле­менты периодической системы. Значит, эти отходы можно и нужно использовать. Это непростая задача, однако на основе новей­ших достижений науки и техники можно решить сразу две про­блемы: во-первых, сократить добычу и вовлечение в производство новых ресурсов, способствуя их неисчерпаемости, а во-вторых, с максимальной выгодой предотвратить загрязнение окружаю­щей среды, защитить жизнь и здоровье человека.

Обогатительные предприятия сбрасывают в отвалы (зани­мающие иногда большие площади ценных земель) различные отходы, в частности безрудные роговики или кристаллические сланцы, являющиеся дешевым материалом для строительного и дорожного щебня. Подобные примеры можно умножить. На этих отходах могут работать целые производства. Пылевидная зола и шлаки, образующиеся на ТЭС ежегодно в количестве мно­гих миллионов тонн и занимающие сотни гектаров плодородных земель, являются сырьем для производства строительных мате­риалов. Есть расчеты, показывающие, что строительство завода по переработке золы и шлаков, например, на стекловату стоит дешевле, чем мероприятия по охране окружающей среды. Подоб­ные заводы уже существуют. Так, в Польше и ГДР построены заводы, перерабатывающие продукты неполного сгорания камен­ного и бурого угля (пылевидную золу) в строительный материал с высокими тепло - и звукоизолирующими свойствами — агло - норит.

Известна значимость использования металлического лома. На­пример, в США половину каждой загрузки плавильной печи со­ставляют металлические отходы — скрап, а 1 т чугунного или стального лома освобождает от необходимости добывать 3,5 т минерального сырья. Большое значение имеет использование бытовых отходов, включающих строительные материалы, мусор, металлические и синтетические емкости и др. Для этого в на­стоящее время построен ряд мусороперерабатывающих заводов.

4. Использование «бедных месторождений», т. е. месторож­дений, в которых содержание полезных компонентов в горной породе ниже того уровня, при котором затраты на его перера­ботку (например, обогащение) экономически целесообразны при данном уровне техники.

В недалеком прошлом предприятия по обогащению полезных ископаемых считали невыгодным перерабатывать руду с низким содержанием полезного компонента, называя ее «бедной». Теперь благодаря новой технике стало экономически выгоднее перераба­тывать руды, содержащие менее 1 %, например, меди. И оказа­лось, что запасы доступных полезных ископаемых (с учетом «бедных» руд) сразу как бы возросли в количестве. Некоторые ученые оценивают срок их эксплуатации в 800—1000 и более лет. Впереди сложная, но реально осуществимая задача: научиться вновь концентрировать рассеянное вещество и повторно его ис­пользовать, т. е. воспроизводить природные ресурсы.

5. Поиск и освоение новых источников полезных ископаемых. До настоящего времени большую часть ископаемых ресурсов, за исключением нефти и газа, добывали из недр суши. Но морское дно также хранит несметные богатства. В глубинах океана сосре­доточены так называемые железо-марганцевые конкреции, содер­жащие по ориентировочным оценкам 358-109 т марганца, 207X X Ю9 т железа, 43* 109 т алюминия, 25* 109 т магния, около 15* 109 т никеля. В морской воде растворены такие ценные вещества, как золото, магний, кобальт, медь и др. Освоение этих запасов — задача технически осуществимая. Есть мнение, что в глубинах океана происходят процессы новообразования железо-марганце - вых конкреций, т. е. их компоненты могут рассматриваться в ка­честве возобновимых ресурсов.

Интересные перспективы обещает микробиологический метод получения металлов путем погружения руды в питательную сре­ду, заселенную микроорганизмами. Необходимые человеку веще­ства содержатся практически в любых горных породах. Счита­ется, например, что каждые 100 т обыкновенного гранита содер­жат в среднем 8 т алюминия, 5 т железа, 540 кг титана, 80 кг марганца.

6. Поиск новых источников энергетических ресурсов. В на­стоящее время 85 % мирового производства энергии обеспечива­ют тепловые электростанции и устройства, сжигающие невозоб­новимые исчерпаемые ресурсы — твердое, жидкое и газообразное топливо.

Нефть, газ, каменный уголь — безусловно ограниченные и исчерпаемые ресурсы. Но вправе ли сегодняшнее общество счи­тать их преимущественно энергетическими? Известно их важней­шее сырьевое значение. Еще Д. И. Менделеев считал, что топить нефтью — это то же, что сжигать в топках ассигнации. В распо­ряжении общества уже имеются нетрадиционные, практически неисчерпаемые, а главное — экологически безопасные источники энергии.

Огромный энергетический резерв представляет собой глубин­ное тепло Земли, аккумулированное в подземных термальных водах. В настоящее время на территории СССР выявлено свыше 60 крупных геотермальных районов [4] с суммарным дебитом более 2,7• 106 м3/год. Тепло этих вод используют преимущественно для коммунально-бытовых целей: горячего водоснабжения жи­лых кварталов, тепличного хозяйства. В 1967 г. была создана первая в нашей стране ГеоТЭС на Камчатке с суммарной мощ­ностью 3,2 МВт. По мнению ученых, 10—12 термальных сква­жин, дающих 300 млн. м3 воды с температурой +80° могли бы удовлетворить более половины всей потребности города Тбилиси в горячей воде, в то время как сегодня на это затрачивается 355 млн. м3 природного газа [13].

Перспективной считают также ветроэнергию, пока не полу­чившую широкого распространения. В этом направлении ведется интенсивный поиск с целью создания ветровых электростанций (ВЭС). Полагают, что мощность ветровых потоков над террито­рией СССР составляет около 103 млрд. кВт [18].

Огромный поток солнечной энергии (5-1020 ~24 кал/год) может быть использован для энергообеспечения. Для этого созда­ются специальные установки, в том числе и способные преобра­зовывать солнечную энергию в электрическую. Есть расчеты, что использование в южных районах солнечных установок приводит к экономии в 15—20 млн. т топлива в год. Предложены конструк­ции электрогенераторов, использующих энергию океанических течений, приливов и отливов. Приливно-отливная электростанция уже функционирует в нашей стране. Освоена атомная энергия и доказана возможность управления термоядерными процессами.

В настоящее время значительное внимание уделяется разра­ботке нового направления — биоэнергетики. Миллионы тонн ор­ганических веществ, образующихся ежегодно в виде отходов животноводства, являются субстратом для анаэробных микро­организмов, осуществляющих брожение с выделением метана и углекислоты. Например, установка, созданная в Латвийской ССР, дает на одной из ферм в сутки 280 м3 метана, используемого на обогрев помещения. Отходы после их переработки бактериями могут служить в качестве удобрения, поскольку в них сохраняются основные элементы почвенного плодородия — азот и фосфор.

Новые источники энергии не только решат энергетическую проблему, но и позволят с максимальной целесообразностью использовать отходы и полезные ископаемые. Так что даже при исчерпании углеводородного топлива энергетический кризис обще­ству, в принципе, не угрожает.

Почвенные ресурсы. Почвы — одно из главных богатств. Основным свойством, определяющим их значимость и ценность, является способность производить урожай, т. е. плодородие. Академик В. Р. Вильямс определял почву как рыхлый поверх­ностный горизонт суши, способный производить урожай расте­ний. Почва является биокосным телом, образованным совместно климатическими факторами и живыми организмами в результате сложных и медленных почвообразовательных процессов.

В мире обрабатывается чуть больше 10 % поверхности суши, которая обеспечивает человека всем необходимым. На душу на­селения в мире приходится в среднем 3,8 га земельной площади,

В том числе 0,4 га пашни (в США соответственно 4,6 и 0,87, в СССР — 9,5 и 0,94).

В мире постоянно утрачивается часть земельных угодий как по объективным, так и субъективным причинам. Одна из глав­ных причин — водная и ветровая эрозия. Толщина плодород­ного горизонта почвы невелика: от 0,2—0,3 м в условиях тундры и граничащих с ней районов до 1 —1,5 м в черноземной зоне. Растительный покров, покрывая почву и пронизывая ее корнями, обеспечивает защиту плодородных гумусовых частиц от смыва паводковыми и осадочными водами и предохраняет почвенные микроорганизмы от губительного влияния ультрафиолетового излучения Солнца. При уничтожении растительного покрова и неправильном использовании почв плодородный горизонт ока­зывается беззащитным, основная масса воды не уходит в грунт (грунтовый сток), а стекает по поверхности, унося плодород­ные частицы, размывая склоны и образуя небольшие ручейки. Таким образом, плоскостная водная эрозия переходит в ручьевую, а последняя — в овражную. Скорость роста оврагов достигает 20—25 м в год, причем значительная доля не тронутых оврагами земель превращается в сельскохозяйственные неудобья. Особая форма водной эрозии — селевые потоки.

Ветровая эрозия бывает повседневной и заключается в посте­пенном перевевании высохших плодородных частиц, обнажении корней растений, а также кратковременной — в виде пыльных («черных») бурь, возникающих при сильных ветрах, смерчах, ураганах.

Существенный ущерб почвам наносит инженерно-строитель­ная и промышленно-техническая деятельность. Любое строитель­ство, добыча полезных ископаемых (особенно открытая), созда­ние водохранилищ связаны с отчуждением земель, причем в ряде случаев — ценных в сельскохозяйственном отношении.

Человек стремится к сглаживанию рельефа, что приводит к затуханию естественных физико-химических процессов в поверх­ностных и материнских горизонтах почвы; в районах шахтной добычи полезных ископаемых возникают просадочные и проваль­ные формы рельефа, а также образуются конусообразные отвалы (терриконики) высотой до 30—50 и даже до 90 м с крутыми (30— 45°) склонами, каждый из которых занимает значительную пло­щадь и является источником загрязнения атмосферы вследствие присутствия химически активных и агрессивных соединений. Тер­риконики способны самовозгораться. Крупный горнообогатитель­ный комбинат может ежегодно направлять в отвалы до 200 млн. м3 пустой породы. В зонах влияния загрязнений воздуха токсичными веществами, содержащимися в отвалах и террикониках, урожаи сельскохозяйственных культур снижаются на 20—30 %.

Ежегодно под городскую и промышленную застройку отчуж­даются сотни тысяч гектаров земель. Общая протяженность дорог в мире с твердым покрытием составляет около 11 млн. км, что при ширине дорожного полотна хотя бы равной 20 м превра­щается в 22 млн. га. Строительство дорог способствует процессам эрозии, заболачивания.

Из изложенного ясно, что защита почвенных угодий всецело зависит от их грамотного и рационального использования, кото­рое в конечном счете должно быть направлено на достижение высокой продуктивности сельскохозяйственного производства и обеспечение населения пищевыми ресурсами.

Основные направления рационального использования почвен­ных ресурсов следующие:

1. Предотвращение эрозионных процессов. Защита почв от эрозии — сложная и многогранная система мероприятий, вклю­чающая организационно-хозяйственные меры, агротехнику, лесо­мелиорацию, создание гидротехнических сооружений. В частности, эффективными способами защиты почв являются безотвальная плоскорезная вспашка, многопольные севообороты с занятыми парами, террасная обработка склонов, снегозадержание и др. Универсальный способ защиты почв — полезащитное лесоразве­дение. Создание лесных полос в России началось еще в XVIII веке, а ныне они занимают только в пределах Русской равнины более 2 млн. га. Полосы способствуют накоплению влаги в почве, смяг­чают перепады температуры. Прибавка урожая на защищенных землях достигает 50—52 %. Подсчитано, что 1 пог. км лесной полосы дает экономический эффект 3 тыс. руб. в год. Большое значение имеют (приовражные посадки леса и насаждения вокруг водоемов и оросительных систем. 4Для борьбы с подвижными песками успешно применяют выставление щитов, битумизацию поверхности, посев засухоустойчивых трав и посадку черенков некоторых ив (шелюгование).

2. Использование переувлажненных и неудобных земель путем их мелиорации, причем не только с помощью осушительных сетей, но и с применением методов двустороннего регулирования влаж­ности созданием сети закрытых труб-каналов, снабженных регу­лирующими шлюзами и связанных с насосными станциями. Этот способ позволяет повысить влажность почв в засушливые периоды и отводить избыток влаги с пашни весной. Тем самым предотвра­щается эрозия торфяных почв, которая возникает в засушливые годы из-за пересыхания поверхностных горизонтов. Существенным резервом для освоения в качестве сельскохозяйственных земель являются заболоченные и закустаренные площади. Однако важная гидрологическая роль болот, почвозащитная роль кустарников в сочетании с их рассредоточенностью требует весьма вдумчивого и осторожного их вовлечения в сельское хозяйство.

3. Прекращение нецелесообразного отчуждения земель под несельскохозяйственные нужды. Реальные условия развития промышленности и строительства таковы, что изъятие некоторой части сельскохозяйственных угодий под эти нужды — процесс неизбежный. Однако темпы могут быть существенно замедленны, что, вероятно, является единственным способом разрешения противоречий промышленности и сельского хозяйства. В нашей стране принят ряд постановлений, запрещающих практику отчуж­дения плодородных земель в иные пользования без особого раз­решения высших руководящих органов. В первую очередь речь идет о том, чтобы полностью устранить многочисленные случаи отвода земель под строительство без действительной на то надоб­ности. Намечаются следующие пути снижения удельного веса отчуждаемых сельскохозяйственных земель:

А) более интенсивное использование территории в пределах населенных пунктов, сокращение удельной землеемкости объек­тов; это сложная инженерная задача, связанная с концентрацией производства, совместным использованием вспомогательных объектов и коммуникаций, повышением этажности зданий и т. д.;

Б) освоение под застройку земель, непригодных для сель­ского хозяйства, например трудных для освоения мелких уча­стков, необратимо эродированных и каменистых земель, намыв­ных и сложнорельефных территорий и т. д.;

В) ограничение развития землеемких производств в районах с ценными сельскохозяйственными угодьями;

Г) использование метода оценки земли при отчуждении ее под какие-либо объекты; в данном вопросе решающее значение имеют «Основы земельного законодательства» и «Государствен­ный земельный кадастр», т. е. комплексная информация обо всех земельных угодьях страны.

4. Повышение продуктивности земельных угодий. Повысить продуктивность сельскохозяйственных земель, т. е. культурных экологических систем,— это в значительной мере компенсиро­вать убыль этих земель в связи с развитием промышленности.

Здесь, в частности, большой эффект может дать дальнейшее совершенствование агротехнических приемов, применение удоб­рений, включая внекорневую подкормку, интенсивная механиза­ция сельскохозяйственного производства, селекционно-генети­ческие работы, развитие теплично-парникового хозяйства, в том числе и с использованием гидропоники и энергии термаль­ных вод.

5. Рекультивация земель. Это наиболее эффективный способ возвращений в сельскохозяйственное пользование территорий, выходящих из-под других видов пользования, в первую очередь после открытых разработок полезных ископаемых.

Согласно ГОСТ 17.5.01—78 под рекультивацией земель пони­мают комплекс работ, направленных на восстановление про­дуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также улучшение условий окружающей среды. Первым этапом рекультивации является раскисление отвалов, т. е. нейтра­лизация известкованием вредных химических веществ (в основ­ном, кислот), возникающих в результате соединения оксидов с осадочными водами. Следующий этап заключается в грубой планировке поверхности, т. е. срезании отвалов, засыпании наибо­лее глубоких впадин. Часть карьеров может заполняться водой, а по берегам образующихся водоемов высеваются травы, дре­весные породы (наиболее перспективны сосна и береза). Озеле­нению территории предшествует так называемая чистая пла­нировка, т. е. формирование конечного рельефа, лишенного не­удобных участков. В результате на месте карьеров образуются зо­ны отдыха (рекреация), а сами карьеры перестают быть отрица­тельным фактором воздействия на прилегающие сельскохозяй­ственные земли. Восстановление плодородия земель начина­ется фактически одновременно с началом создания карьера и связано с селективным принципом вскрышных работ. При этом плодородный гумусовый слой почвы, снимаемый первым, не захо­ранивается под отвалами последующих горизонтов, а сгребается бульдозерами в валы и бурты и хранится там до окончания раз­работок. После этого вслед за раскислением, грубой и чистой пла­нировкой осуществляется возвращение плодородного слоя на места его первоначальной локализации.

Рекультивация — дорогостоящее мероприятие. Слой гумусово­го горизонта толщиной 20 см, который надо переместить при вскрытии, весит около 3000 т/га. Рекультивация 1 га обходится в 2,0—2,5 тыс. руб. Тем не менее этот путь экономически оправ­дан, так как затраты окупаются стоимостью сельскохозяйствен­ной продукции в течение 5—6 лет и рекультивированные земли дают урожаи пшеницы, ржи, кукурузы и других культур, не усту­пающие урожаям этих культур на соседних ненарушенных угодьях.

6. Защита почвы от загрязнения. Обезвреживание промыш­ленных отходов, в том числе утилизация осадков, скопов, шла - мов очистных сооружений,— одна из труднорешаемых задач. Основой решения этой проблемы является [создание малоотход­ных технологий, энерго - и ресурсосберегающих производств. Однако создание и внедрение таких процессов — сама по себе сложная и требующая времени задача. Многие мало - и крупно - тоннажные отходы не находят применения, и поэтому предприя­тия вынуждены избавляться от них теми или иными способами. Определенную часть отходов собирают организации Главвторчер - мета и Главвторсырья, но обычно значительная часть неутили - зируемых отходов поступает на захоронение или складируется на специально отведенных полигонах.

Наиболее простым и распространенным сооружением для обез­вреживания отходов являются усовершенствованные свалки (по­лигоны), где происходит анаэробное саморазложение отходов в их толще в течение десятков лет. В результате разложения обра­зуются токсичные газы и фильтраты, загрязняющие водный и воздушный бассейны. Образующиеся метан, сероводород, сво­бодный водород дают взрывоопасные смеси.

Сток из-под свалок чрезвычайно опасен в санитарном отно­шении вследствие присутствия микроорганизмов. Поэтому есте­ственная или специально созданная гидроизоляция является обязательной при выборе или подготовке участка под полигон.

В последние годы развивается новое направление — уско­ренное обезвреживание отходов: вместо десятков лет бытовые отходы утилизируются в течение 4—18 месяцев при специальном полевом компостировании или в течение 1—3 недель — на мусоро­перерабатывающих заводах. В результате возникающих при компостировании анаэробных процессов органические вещества разлагаются с образованием подвижных форм хорошо усвояемого азота. Температура в буртах может достигать +50...+ 70 °С. В этих процессах ведущую роль играют бактерии, источником энергии для которых служат органические соединения. Мусор при этом преобразуется в гомогенную гумусированную массу, т. е. в ценные азотные удобрения.

При химической и термической переработке мусора на спе­циальных заводах возможно не только ускоренное получение удоб­рений, но и производство этилового спирта из отходов, содержа­щих, например, целлюлозу.

Для наиболее токсичных неутилизируемых отходов, преиму­щественно малотоннажных (отходы гальваники, кубовые остатки ректификационных колонн, соли и гидроксиды тяжелых металлов, четыреххлористый углерод и др.), обладающих жидкой консистен­цией или высокой влажностью, устраивают особые полигоны, пер­вый из которых был создан под Ленинградом. Этот полигон зало­жен на участке четвертичных отложений нижнего кембрия, пред­ставляющих собой водоупорные синие глины, с мощностью пласта около 70 м. Ниже этих глин расположены слабоводоносные гори­зонты. Для перехвата поверхностного стока построен специальный кольцевой вал. Многолетний опыт эксплуатации полигона пока­зал, что загрязнения окружающей среды не происходит.

Наряду с рассмотренными способами следует назвать систему рационального использования земли в строительстве, в том числе повышение этажности зданий вверх и вниз от нулевой отметки, устройство подземных транспортных магистралей и складских помещений, создание крупных бытовых комплексов взамен раз­розненных мастерских, а вместо обособленных предприятий — промышленных узлов с единой топливно-энергетической и сырье­вой базой и др.

Рациональное использование и повышение продуктивности почвенных ресурсов тесно связано с рациональным использова­нием водных ресурсов, с неистощительным лесопользованием.