1. Воздействие материального производства на окружающую жизненную  среду, понятие  о  техносфере, экологический мониторинг.

     Воздействие материального производства на окружающую жизненную среду. При любом виде производства взаимодействие с природной средой осуществляется опосредованно или напрямую. Интенсивность взаимодействия определяется количеством ресурсов,  которыми обмениваются предприятие и природная среда в процессе функционирования.

     Природная среда испытывает на себе влияние  материального производства, под  которым понимается процесс обмена веществом, энергией или информацией  с природными компонентами. В результате происходят качественные или количественные изменения в их составе или  свойствах функционирования.

     Результаты деятельности человека вносят изменения в химический состав воды, почвы и атмосферы; влияют на изменения  земной коры в виде подземных выработок  и  отвалов извлеченных пород; провоцируют биогеоценотические изменения, вызванные сведением лесов, распашкой земель, осушением болот, созданием водохранилищ и т.д.

     Понятие о техносфере. Техносфера – область действительности, для которой характерно широкое применение техники. В более узком смысле понятие «Техносфера», появилось в 40-50-е гг. ХХ в работах зарубежных сайентологов и социологов о технологиях, как отклик на Научно Техническую Революцию. Употребляется при характеристике современной цивилизации, которая обозначена проникновением сложной машинной техники во все сферы деятельности. Это совокупность всех функционирующих и старых, недействующих технических объектов и всех продуктов их деятельности, возникших на Земле и в космосе.

     Техносфера  создавалась и развивалась с целью обеспечения благополучного существования человека и улучшения условий его жизни. Техносфера – это пространственно-временная система общественно организованной технологической формы материи —  техники и управляемой ею технологической формы движения материи.

     Зародившись в виде технических элементов, призванных облегчить и усилить трудовые и интеллектуальные усилия человека, техносфера постепенно формирует не только искусственную среду обитания, но и становится «физиологической»  системой общества, осуществляющей вещественно-энергетический обмен  с  окружающим миром.  Теоретически техносфера  имеет    беспредельные возможности развиваться, как вглубь геосферы, так и за её пределы –  в космос. Как и любая относительно самостоятельная система (подсистема), она подчиняется  определённым  параметрам и закономерностям строения, трансформации и развития, т.е. способна к  саморазвитию.

     В дальнейшем такое развитие техносферы угрожает благополучному существованию человека. В связи с этим в ближайшем будущем необходимо научно-обоснованное развитие техносферы как составной  части  гармоничной  ноосферы.  Организация  гармоничной  техносферы вызовет положительное возрастание количества объектов технического творчества и появление принципиально новых параметров задач по оптимизации и трансформации  сложных  комплексов  технических  систем,  решаемых  с  учетом ограничений и требований нормального существования биосферы и человека.

     Экологический мониторинг – в широком смысле это система долгосрочных наблюдений, оценки  и прогноза состояния окружающей среды. Она включает специальные мероприятия по охране и защите ОС. Они становятся необходимы, когда качество окружающей среды не соответствует нормативным требованиям, а экосистема не может компенсировать антропогенные нагрузки.

      Влияние материального производства на ОС осуществляется путём оценки ущерба, наносимого  вследствие загрязнения природной среды – это фактические или возможные потери: экологические, социальные  и экономические. В мировой практике наиболее распространены методы оценки, применяемые при экспертизе проектов.

     Структурная система мониторинга включает в  себя четыре основные блока:

1. Наблюдение;
2. Оценка фактического состояния окружающей среды;
3. Прогноз состояния;
4. Оценка прогнозируемого состояния.

     В зависимости от цели и объектов наблюдения  мониторинг можно подразделить на:

     - санитарно-гигиенический – который касается контроля загрязнений окружающей природной среды, и сопоставляет её качества с гигиеническими нормами, контролирует предельно допустимые концентрации ЗВ, разработанные для защиты здоровья населения;

     - экологический – представляет систему регулярных наблюдений в пространстве и времени за источниками и уровнем загрязнений;

     - климатический -  служба контроля и прогноза колебаний климатической системы. По схеме он похож на экологический мониторинг, но охватывает только ту часть биосферы, которая влияет на формирование климата.

2. Мероприятия по снижению или предотвращению отрицательного воздействия  горного производства на воздушную среду.

     Горные  предприятия  (ГП) представляют собой комплексный источник воздействия на окружающую среду. Они воздействует  на все компоненты  ОС. Подземные и открытые способы разработки  месторождений твердых полезных ископаемых существенно влияют на газовый, водный, термический и геохимический режимы территорий. На микроклимат отдельных регионов и частично на глобальный климат планеты

       В процессе добычи полезных  твёрдых (рудных) ископаемых открытым  и закрытым способами происходит  выброс загрязняющих веществ  в атмосферу. Наблюдается значительная нагрузка на природную среду. Горное производство вызывает  два вида загрязнений  атмосферного воздуха:

      - запылённость (загрязнение атмосферы  твёрдыми частицами);

     - загазованность.

     Количество  выбросов, их объём и вещественный состав определяется источниками загрязнения. Источники загрязнения атмосферного воздуха на горных предприятиях следующие: 1) сжигание угля в котельных шахт (выбросы СО₂, СО, SO₂, NO, NO₂, зола); 2) аспирационные системы шахт и обогатительных фабрик (угольная и породная пыль); 3) угольные склады (угольная пыль); 4) породные отвалы (угольная и породная пыль); 5) горящие породные отвалы (СО₂, СО, SO₂, NO, NO₂, H₂S); 6) погрузочные и транспортные (пыль); 7) механический цех (сварочный аэрозоль); 8) транспорт (СО, SO₂, NO, NO₂, H₂S), и пр.

     Основные  загрязняющие вещества в зоне действия шахт:

• зола углей;
•   угольная и породная пыль
•     сажа, оксиды углерода, метан, аэрозоль сварочный, оксиды марганца.
• Мероприятия по снижению или предотвращению отрицательного воздействия  горного производства на воздушную среду.

     При строительстве природно промышленного  комплекса должны учитываться такие  показатели как: скорость, повторяемость  ветра и число штилей, их сезонная динамика, изменение температуры и влажности воздуха, количество осадков.

     В процессе выбора природоохранных мероприятий  в каждом конкретном случае необходимо решать две задачи: сокращение выбросов пыли и сокращение выброса двуокиси серы. 

     Для контроля состояния атмосферного воздуха  используются показатели охраны воздушного бассейна (2-ТП-воздух): 1) карта-схема загрязнения атмосферного воздуха в ППК; 2) инвентаризационная  ведомость источников загрязнения; 3) исходные данные для расчёта рассеивания веществ в атмосфере и результаты; 4) показатели эффективности работы пылегазоочистного оборудования; 5) план мероприятий по контролю  состояния воздушного бассейна; 6) показатели выполнения  плана по охране  воздушного бассейна.

     Исходя  из данных показателей рассчитывается  и производится установка пылеулавливающего оборудования  с необходимой степенью улавливания, создание ветрозащитных полос (ветрозащитная полоса снижает уровень пыли на 35% - зимой и 60% летом) и внедрение режимной карты работы оборудования в зависимости от  метеорологических условий.

     При совместном присутствии  в атмосферном  воздухе нескольких видов загрязняющих веществ их суммарная концентрация не должна превышать  единицу.

     Поэтому разрабатывается плановый показатель на конец реализации комплексной  схемы, разрабатывается программа  поэтапного достижения конечного результата.

1. Выбираются мероприятия, поэтапное внедрение которых обеспечит  достижение предельно допустимой  интенсивности воздействия  для каждого источника по каждому загрязняющему веществу.
2. Определяются показатели экологической эффективности каждого мероприятия, которые становятся плановыми на момент его внедрения – номер мероприятия означает конкретное инженерное решение из принятых инженерных, экологических и организационных мероприятий, внедрение которых не может быть произведено одновременно по некоторым причинам.
3. Сводный комплексный план мероприятий по охране  воздушного бассейна формируется после того, как из всех возможных инженерно-экологических мероприятий будут выбраны те, которые обеспечат предельно допустимые выбросы (ПДВ) и возможное снижение выбросов (ВСВ) после внедрения, и дают максимальный экономический эффект.

Основные  методы защиты воздушного бассейна:

     - организационный – предусматривает мероприятия по ликвидации, переносу, замене источников загрязнения, или регулирование выбросов по времени в зависимости от метео- и других условий;

     - технологические – по группам: 1) связанные с усовершенствованием  или заменой  источника выбросов (котлы, двигатели, дробилки, конвейеры,  погрузочные устройства и т.д.); 2) предполагающие улучшение использования   материалов и добавок (топлива,  коагулянтов); 3) направленные на улучшение технологии  проведения работ ( складирование  породы на закладку выработанных пространств);

     - технические – создание замкнутых  схем использования газовоздушной  смеси;  устройство аспирационных  систем и установок пылегазоулавливающего  оборудования; определение  оптимальных  для данных условий параметров  источников выброса;

     - экологические -  использование   свойств атмосферы к рассеиванию  загрязняющих веществ; использование  свойств растительности задерживать  пыль или поглощать газ.  

3. Воздействие  горного производства на  водную среду.

     Водопотребление  при добыче и переработке полезных ископаемых обычно связано с хозяйственно-бытовыми и коммунальными нуждами, производственными  или техническими, а также с  пожаротушением.

     При подземном способе добычи отрицательные  изменения  связаны  со сдвижением и деформацией горных пород и  земной поверхности. В результате,  в подработанной  горными работами толще пород образуются  многочисленные  зоны водопроводящих трещин, на дневной  поверхности проявляются провалы, прогибы, затопленные и заболоченные участки, изменяется водно-солевой баланс зоны аэрации. Из-за постоянной откачки вод из шахт нарушается естественное состояние и режим подземных вод, находящихся в непосредственной близости от горных выработок. В зоне геологических нарушений могут изменяться водотоки, происходить уменьшение давления воды, смешение вод различных горизонтов. Образуются депрессионные воронки, размеры которых зависят от  местных геологических условий, масштаба горных выработок. Порой одновременная откачка шахтных вод на многих участках приводит к объединению отдельных воронок в одну крупную, охватывающую большую территорию.

     Производственные  сточные воды, полученные при использовании в различных технологических процессах, разделяют на три группы: загрязнённые минеральными примесями; органическими примесями; минеральными и органическими примесями. Воздействие горного производства  на водные ресурсы проявляется в изменении химического состава, водного режима, засорении и загрязнении вод.

     Загрязнение вод представляет собой  насыщение  их такими веществами и  в таких  количествах или сочетаниях, при  которых ухудшается качество вод  и водный объект признаётся загрязнённым в соответствии с принятыми нормами. Понятие загрязнения  является широким  и охватывает практически все  виды ухудшения качества природных  запасов воды (виды загрязнений –  тепловое, ядовитое, болезнетворное и  т.д.).

     Воды, попутно извлекаемые при добыче полезных ископаемых, разделяют на шахтные, карьерные и дренажные. Горное производство оказывает существенное влияние на поверхностные и подземные воды,  зачастую трансформируя последние в шахтные. Шахтные и карьерные воды различают по способу добычи полезных ископаемых и образуются  в результате попадания подземных и поверхностных природных вод в горные выработки. Там они подвергаются загрязнению при ведении различных работ по добыче полезных ископаемых.

     Шахтные воды – это дренируемые горными  выработками и откачиваемые  в  процессе производства на поверхность  подземные воды. В них содержатся растворённые металлы, органические и  химические соединения, а также минеральные  взвеси. Основной загрязняющей примесью в шахтных водах являются взвешенные вещества: угольная и породная пыль. Помимо взвешенных веществ имеют место загрязнения нефтепродуктами; сульфатами железа и кальция; нитритами; хлоридами; растворами металлов: кальция, магния, железа, цинка, меди; азотными соединениями; фосфатами.

     Дренажные воды образуются за счёт попадания  подземных и поверхностных в  гарные выработки, но  в отличие от шахтных и карьерных они не подвержены сильному загрязнению, и в большинстве случаев считаются нормативно-чистыми.  Дренажные воды образуются в тех горных выработках, где не ведутся горные работы, поэтому они не подвергаются загрязнению взвешенными частицами и нефтепродуктами. Наиболее вероятно бактериальное загрязнение дренажных вод.

     Главными  источниками загрязнения водной среды являются: вода, выдаваемая из шахт и с обогатительных фабрик; вода бытовой и дождевой канализации; породные отвалы, золонакопители, шламонакопители, хвостохранилища, золоотвалы.

     Значительными источниками загрязнения подземных  и поверхностных вод также  являются обогатительные фабрики: они  потребляют и  сбрасывают в окружающую среду большие объёмы воды. На таких фабриках образуются следующие источники производственных сточных вод: 1) технологические хвосты (твёрдые и жидкие отходы обогащения); 2) сливы и фильтрат от сгущения и обезвоживания концентратов; 3) смывные стоки (мойки); 4) сточные воды (скрубберов) после водной очистки.

     Состояние поверхностных, почвенных и подземных  вод с экологических позиций  определяется  средообразующим эффектом данного компонента окружающей среды. Здесь контролю подлежат показатели  динамические и вещественного состава, характеризующие  прямое воздействие и процессы, происходящие в конкретном контакте с источником изменений.

       При добыче полезных ископаемых  между горными выработками и  гидрогеологическими объектами  развиваются определённые гидравлические  связи. Изменение параметров подземного  стока приводит к смене режима (типа) водного питания биогеоценозов,  нарушению  обмена минеральных  веществ в экосистемах суши  и баланса притоков и расходов в водных биогеоценозах, а также к истощению водных ресурсов. 
 

4. Правовые  основы охраны окружающей среды

     Под охраной окружающей среды понимают совокупность международных, государственных и региональных правовых актов, инструкций и стандартов, доводящих общие юридические требования до каждого конкретного загрязнителя и обеспечивающих его заинтересованность в выполнении этих требований,

     Охрана  окружающей природной среды складывается из:

     - правовой охраны, формулирующей научные экологические принципы в виде юридических законов, обязательных для исполнения;

     - материального стимулирования природоохранной деятельности, стремящегося

сделать ее экономически выгодной для предприятий;

     - инженерной охраны, разрабатывающей природоохранную и ресурсосберегающую технологию и технику.

     Под экологической безопасностью понимается состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества, государства, а также окружающей природной  среды от угроз, возникающих в  результате антропогенных и природных  воздействий на нее.

     Экологические функции государства можно определить так:

     - деятельность по распоряжению  в интересах общества природными  ресурсами, находящимися в собственности  государства;

     - деятельность, направленная на обеспечение  рационального использования природных  ресурсов с целью предупреждения  их истощения;

     - охрана окружающей среды от  деградации ее качества, охрана  экологических прав и законных  интересов физических и юридических  лиц;

     - обеспечение экологической безопасности.

     В соответствии с законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной  среды» охране подлежат следующие объекты: 1) естественные экологические системы, озоновый слой атмосферы; 2) земля, ее недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, леса и иная растительность, животный мир, микроорганизмы, генетический фонд, природные ландшафты.

     Особо охраняются государственные природные  заповедники, природные заказники, национальные природные парки, памятники природы, редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных и места их обитания.

     Главными принципами охраны окружающей природной среды являются:

     - приоритет обеспечения благоприятных экологических условий для жизни, труда и отдыха населения;

     - научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества;

     - учет законов природы и возможностей самовосстановления и самоочищения ее ресурсов;

     - недопущение необратимых последствий для охраны природной среды и здоровья человека;

     - право населения и общественных организаций на своевременную и достоверную информацию о состоянии окружающей среды и отрицательном воздействии на нее  и на здоровье людей различных производственных объектов;

     - неотвратимость ответственности за нарушение требований природоохранительного законодательства.

     Природоохранной является любая деятельность, направленная на сохранение качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы. К ней относится крупномасштабная, осуществляемая на общегосударственном уровне деятельность по сохранению эталонных образцов нетронутой природы и сохранению разнообразия растительности и животных видов на Земле. Также организация научных исследований, подготовка специалистов-экологов и воспитание населения.  А также деятельность отдельных предприятий по очистке от вредных веществ отходящих газов и сточных вод, снижению норм использования природных ресурсов и т. д. Такая деятельность осуществляется в основном инженерными методами.

     Заботясь  о совершенствовании инженерной охраны окружающей природной среды (ПС), надо помнить, что никакие очистные сооружения и безотходные технологии не смогут восстановить устойчивость биосферы, если будут превышены допустимые (пороговые) значения сокращения естественных, не преобразованных человеком природных систем, в чем проявляется действие закона  незаменимости  биосферы.

     Таким порогом может оказаться использование более 1% энергетики биосферы и глубокое преобразование более 10% природных территорий (правила одного и десяти процентов). Поэтому технические достижения не снимают необходимости решения проблем изменения приоритетов общественного развития, стабилизации народонаселения, создания достаточного числа заповедных территорий и других, рассмотренных ранее.

     Система стандартов и нормативов. Одной из важнейших составных частей природоохранительного законодательства является система экологических стандартов. Ее своевременная научно обоснованная разработка является необходимым условием практической реализации принимаемых законов, так как именно на эти стандарты должны ориентироваться предприятия-загрязнители в своей природоохранной деятельности. Несоблюдение стандартов влечет за собой юридическую ответственность.

     Под стандартизацией понимается установление единого и обязательного для  всех объектов данного уровня системы управления норм и требований. Стандарты могут быть государственными (ГОСТы), отраслевыми (ОСТы) и заводскими. Системе стандартов по охране природы присвоен общий номер 17, который включает несколько групп в соответствии с охраняемыми объектами. Например, 17.1 означает «Охрана природы. Гидросфера», а группа 17.2 — «Охрана природы. Атмосфера» и т. д. Этот стандарт регулирует различные стороны деятельности предприятий по защите водных и воздушных ресурсов, вплоть до требований к аппаратуре для наблюдения за качеством воздуха и воды.

     Важнейшими  экологическими стандартами являются нормативы качества окружающей среды — предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в природных средах.

     ПДК утверждается для каждого из наиболее опасных веществ в отдельности и действует на территории всей страны. В последнее время ученые утверждают, что и соблюдение ПДК не гарантирует сохранения качества среды на достаточно высоком уровне хотя бы потому, что влияние многих веществ в перспективе и при взаимодействии друг с другом еще слабо изучено. На основе ПДК разрабатываются научно-технические нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу и сбросов (ПДС) в водный бассейн. Эти нормативы устанавливаются индивидуально для каждого источника загрязнения с таким расчетом, чтобы совокупное воздействие на окружающую среду всех источников в данном районе не приводило к превышению ПДК.             

     Природоохранительное  законодательство — это система законов и других юридических актов (постановлений, указов, инструкций), которая регулирует природоохранные отношения в целях сохранения и воспроизводства природных богатств, рационализации природопользования, сохранения здоровья населения.

     Так, в законе «Об охране окружающей природной среды» устанавливается общая схема достижения совпадения интересов общества и отдельных природопользователей через лимиты, платежи, налоговые льготы. Конкретные параметры в виде точных значений нормативов, размеров ставок, платежей конкретизируются в постановлениях Минприроды, отраслевых инструкциях и т. д. Объектами природоохранительного законодательства являются как природная среда в целом, так и ее отдельные естественные системы (например, озеро Байкал) и элементы (вода, воздух и т. д.), а также международное право.

     Международно-правовая охрана  ОС опирается на общепризнанные  нормы международного права. Основные правовые принципы были выработаны  совместными усилиями членов международного сообщества (государств, международных организаций и конференций). Эти принципы изложены во многих документах. Основными из них являются:

     - Решения Генеральной Ассамблеи ООН - 1962, 1968, 1980 годов.

     - Решение Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде - 1972 г.

     - Заключительный акт совещания   по безопасности и сотрудничеству  в Европе. Хельсинки - 1975 г.

     - Конференция  ООН по окружающей  среде и развитию – Рио-Де  Жанейро – 1972 г.

     - Встреча в Киото – 1997 г. (Киотский протокол – первое глобальное соглашение  об охране ОС, основанный на рыночных механизмах регулирования международной торговли  квотами на выбросы ЗВ) и др.

     В общем и кратком виде эти принципы выглядят так:

1. Приоритетность  экологических прав человека.
2. Суверенитет государства на природные  ресурсы своей территории.
3. Недоступность экологического  благополучия  одной страны за счёт нанесения экологического вреда другой.
4. Экологический контроль на всех уровнях.
5. Свободный международный обмен экологической информацией.
6. Взаимопомощь государств в чрезвычайных обстоятельствах.
7. Разрешение  эколого-правовых  проблем мирными средствами.

Объектами международного экологического сотрудничества являются: Космос, Воздушный бассейн, Мировой  океан,  Антарктида, разделяемые  природные ресурсы.

       Основные международные организации, занимающиеся  природоохранной деятельностью: ЮНЕСКО (культура, наука, образование - 1948 г); ФАО (сельское хозяйство и мировые продовольственные  ресурсы); МСОП (международный союз охраны природы - 1948 г. – инициатор создания Красной книги); ВОЗ (всемирная организация здравоохранения - 1948 г.); МАГАТЭ (международная организация по атомной энергетике – 1957 г.); ВМО (всемирная метеорологическая организация – 1947 г.); ИМО (интернациональная морская организация – проблемы судоходства и защиты  водных пространств от загрязнений – 1948 г.)