«Инженерная экология» Часть Введение в проблему инженерной экологии
| Вид материала | Реферат |
- Шилов И. А. Экология. М.: Высшая школа, 1998. Николайкин Н. И., Николайкина Н. Е.,, 25.15kb.
- Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине 03. 02., 89.09kb.
- «Московский государственный университет инженерной экологии», 355.46kb.
- Содержание программы Тема Введение (1 час) Что изучает экология. Направления экологии:, 35.05kb.
- Экология как научная, 94.09kb.
- Вопросы к зачету по дисциплине «Экология», 38.39kb.
- Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 03. 02. 08 экология, 290.05kb.
- Лекция 1 Что такое экология. Разделы экологии Термин «экология», 148.25kb.
- Использование сайта Кафедры инженерной графики в организации учебного процесса, 26.32kb.
- Методическое обеспечение студентов заочной формы обучения кафедры инженерной экологии, 119.4kb.
Содержание курса
«Инженерная экология»
Часть 1. Введение в проблему инженерной экологии.
Основные направления инженерной деятельности. Ключевые вопросы и инструменты инженерной экологии. Технологии и общество. Цикличность развития технологий. Основное уравнение антропогенного воздействия на ОПС. Концептуальная последовательность оценки взаимосвязи состояния технологического развития общества и его воздействия на окружающую среду. Экологизация производства и конечные результаты. Природно-ресурсная вертикаль. Основные направления экологизации производственной деятельности. Структурная перестройка экономики. Развитие и внедрение малоотходных и ресурсосберегающих технологий. Понятие наилучшей существующей технологии. Развитие территориально-производственных комплексов. Прямые природоохранные мероприятия.
Часть 2. Основные виды хозяйственной деятельности и их воздействие на ОПС.
Классификация видов экономической деятельности (ОКВЭД). Топливно-энергетический комплекс и окружающая среда. Горное производство: оценка воздействия способов добычи полезных ископаемых на окружающую среду. Рекультивация нарушенных земель. Экологические проблемы энергетики. Управление эмиссией парниковых газов. Внедрение экологически эффективных проектов и технологий на энергетических предприятиях. Экологические аспекты развития возобновляемых источников энергии. Транспорт и его влияние на ОПС. Трубопроводы. Морской и речной транспорт. Железнодорожный транспорт. Авиационный транспорт. Техническое совершенствование автотранспорта. Экологические требования к автотранспортным средствам в РФ.
Часть 3. Сельское хозяйство и ОПС
Основные показатели, характеризующие воздействие сельского хозяйства на окружающую среду. Состав и характеристика почв. Почвенный покров и его деградация. Оценка опасности загрязнения почв. Мероприятия по защите почв от водной и ветровой эрозии. Классификация ландшафтов. Сельскохозяйственные ландшафты и их разрушение. Разработка и внедрение почвовлагосберегающей техники для адаптивно-ландшафтного земледелия. Экологические проблемы животноводства. Обезвреживание отходов животноводческих ферм. Органическое сельское хозяйство. Экологически чистые продукты питания. Система добровольной сертификации экологического и биодинамического хозяйствования.
Часть 4. Методы и средства защиты биосферы от негативного антропогенного воздействия.
Классификация методов и средств защиты по элементам биосферы. Основные методы защиты атмосферы от химических и механических примесей. Классификация систем очистки воздуха и их параметры. Системы и аппараты пылеулавливания. Туманоуловители. Методы и системы очистки от газообразных примесей. Методы и средства защиты водных объектов от загрязнения сточными водами. Водоотведение сточных вод. Основные пути и методы очистки сточных вод. Обеспечение качества питьевой воды. Литосфера и ее защита от загрязнения. Системы экологического менеджмента на предприятиях.
Часть 5. Проектирование с учетом экологических требований.
Процесс проектирования. Отличия проектирования с учетом требований окружающей среды от традиционного соответствия экологическому регулированию. Проектирование и разработка промышленных продуктов. Концептуальные инструменты конструкторов - инструмент «Дом качества». Проектирование технологических процессов. Интегральная оценка экологичности используемых в производстве материалов. Оценка жизненного цикла изделия. Матрица оценки экологически ответственного продукта Проектирование с учетом демонтажа. Проектирование с учетом возможности рециклинга.
Краткий конспект лекций по дисциплине «Инженерная экология»
Инженерная и сельскохозяйственная экология (ИСЭ) – прикладная дисциплина, представляющая собой систему научно-обоснованных инженерно-технических и организационных мероприятий, направленных на сохранение качества окружающей природной среды.
Для экологического обоснования строительства и иной хозяйственной деятельности выполняются инженерно-экологические изыскания, которые позволяют предотвратить, снизить или ликвидировать неблагоприятные экологические и связанные с ними социальные, экономические и другие последствия и сохранить оптимальные условия жизни населения.
Инженерно-экологические изыскания - комплексное исследование компонентов окружающей природной среды (почв, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, геофизических полей), техногенных и социально-экономических условий в районе расположения проектируемого объекта.
Инженерно-экологические изыскания должны обеспечивать:
- комплексное изучение природных и техногенных условий территории, ее хозяйственного использования и социальной сферы;
- оценку современного экологического состояния отдельных компонентов природной среды и экосистем в целом, их устойчивости к техногенным воздействиям и способности к восстановлению;
- разработку прогноза возможных изменений природных (природно - технических) систем при строительстве, эксплуатации и ликвидации объекта; оценку экологической опасности и риска;
- разработку рекомендаций по предотвращению вредных и нежелательных экологических последствий инженерно-хозяйственной деятельности и обоснование природоохранных и компенсационных мероприятий по сохранению, восстановлению и оздоровлению экологической обстановки;
разработку мероприятий по сохранению социально-экономических, исторических, культурных, этнических и других интересов местного населения;
- разработку рекомендаций и (или) программы организации и проведения локального экологического мониторинга, отвечающего этапам (стадиям) предпроектных и проектных работ.
В ходе изысканий получают информацию, необходимую для экологического обоснования проектной документации. Материалы инженерно-экологических изысканий используются для разработки:
- раздела "Оценка воздействия на окружающую среду" (ОВОС) в обосновании инвестиций;
- раздела "Охрана окружающей среды" в проекте строительства;
- ходатайства о намерениях и градостроительной документации.
По результатам инженерно-экологических изысканий составляется технический отчет. В этом отчете дается оценка воздействия хозяйственных объектов на окружающую среду и условия проживания населения, а также воздействия среды на объект.
В соответствии с Общероссийским классификатором видов экономической деятельности (ОКВЭД) различают следующие основные виды экономической деятельности:
- Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство.
- Добыча полезных ископаемых.
- Обрабатывающие производства.
- Производство и распределение электроэнергии, газа и воды.
- Транспорт и связь.
- Предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг.
На рисунках 1 и 2 представлены характеристики уровня воздействия основных видов экономической деятельности на окружающую среду.
Воздействие предприятий по добыче полезных ископаемых на окружающую природную среду
Данный вид экономической деятельности объединяет предприятия по добыче топливно-энергетических полезных ископаемых –
каменного угля, бурого угля и торфа;
сырой нефти и нефтяного (попутного) газа;
природного газа и газового конденсата,
а также других полезных ископаемых, в первую очередь, металлических руд.
Добыча полезных ископаемых характеризуется большим объемом выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, превышающим 6 млн. т, около половины которого приходится на оксид углерода, еще до 40% - на углеводороды и ЛОС.
Основные показатели, характеризующие воздействие
добычи полезных ископаемых на окружающую среду
| Показатель | Ед. изм. | 2005 г. |
| Выброшено вредных веществ, всего | тыс. т | 6148,1 |
| в том числе: твердых веществ | тыс. т | 500,0 |
| жидких и газообразных веществ, | тыс. т | 5648,1 |
| из них: диоксид серы | тыс. т | 201,7 |
| оксид углерода | тыс. т | 2963,8 |
| оксиды азота | тыс. т | 131,4 |
| углеводороды (без ЛОС) | тыс. т | 1405,3 |
| ЛОС | тыс. т | 939,6 |
| Уловлено и обезврежено | % | 37,2 |
| Использовано воды, всего | млн. м3 | 2026,84 |
| Объем оборотной и повторно-последовательно используемой воды | млн. м3 | 17309,92 |
| Экономия свежей воды | % | 93 |
| Водоотведение в поверхностные водоемы, всего | млн. м3 | 1979,99 |
| в том числе: | | |
| загрязненных сточных вод | млн. м3 | 1020,67 |
| из них без очистки | млн. м3 | 344,80 |
| нормативно чистых | млн. м3 | 802,38 |
| нормативно очищенных | млн. м3 | 156,94 |
Низкая степень улавливания и обезвреживания вредных веществ (37,2% против 74,2% в среднем по России) обусловлена тем, что источники выбросов на добывающих предприятиях в основном неорганизованные.
Наибольший суммарный объем выбросов в атмосферу зафиксирован для предприятий по добыче сырой нефти и нефтяного (попутного) газа – 4,1 млн. т (пятая часть общего выброса от стационарных источников по России в целом), среди которых можно выделить объекты, расположенные в Ханты-Мансийском автономном округе (тыс. т):
Добывающими предприятиями суммарно используется около 2000 млн. м3 свежей воды, в том числе при добыче каменного угля, бурого угля и торфа – 770,5 млн. м3, при добыче сырой нефти и природного газа – 701,5 млн. м3.
В структуре сброса в водные объекты превалируют загрязненные (51,2%) и нормативно чистые (40,5%) сточные воды. Доля нормативно очищенных сточных вод незначительна – около 8%.
Наибольшее негативное воздействие на водные объекты оказывают предприятия по добыче угля, бурого угля и торфа, сбрасывающие 441 млн. м3 загрязненных сточных вод, а также предприятия по добыче металлических руд (213,28 млн. м3).
Высокая доля сброса загрязненных вод в общем объеме водоотведения в целом и по ряду угольных бассейнов (месторождений) обусловлена неудовлетворительным состоянием действующих водоочистных сооружений на предприятиях, а также недостаточным вводом новых мощностей по очистке сточных вод в связи с отсутствием финансирования строительства таких сооружений. Часть сточных вод сбрасывается на рельеф местности и поля фильтрации, в накопители и подземные горизонты.
Основным видом очистки воды на предприятиях по-прежнему остается механический способ, который не обеспечивает требуемого качества воды в соответствии с установленными нормативами предельно допустимых сбросов. Зачастую объем сброса шахтных вод превышает проектную мощность действующих очистных сооружений, что не обеспечивает их нормативную очистку.
С целью повышения эффективности работы очистных сооружений на предприятиях проводится реконструкция действующих очистных сооружений и гидроизоляция канализационных сетей, а также строительство новых водоочистных сооружений. Например, в ОАО “Компания “Кузбассуголь” капитально отремонтированы первичные отстойники шахтных вод ОАО “Шахта Первомайская” (затраты составили 1,3 млн. руб.). Для этого предприятия также выполнен проект ремонта биологических очистных сооружений (стоимость проекта 0,45 млн. руб.) и проведены технологические исследования по очистке шахтных вод на очистных сооружениях (по результатам которых выбрана оптимальная технологическая схема при минимальных капитальных и энергетических затратах с применением электрокоагуляции и озонирования шахтных вод).
Угольная промышленность по воздействию на окружающую природную среду остается одной из достаточно сложных горнодобывающих отраслей.
Основные направления и результаты воздействия угольных предприятий на окружающую природную среду
| Элементы окружающей среды | Направление воздействия | Результат воздействия |
| Воздушный бассейн | Организованные и неорганизованные выбросы вредных веществ в атмосферу | Запыление и загрязнение атмосферы в рабочей зоне и прилегающей территории. Сокращение срока службы зданий и оборудования. Рост заболеваемости живых организмов |
| Водные ресурсы | Осушение месторождения. Ликвидация или перенос поверхностных водоемов и водотоков. Сброс шахтных, карьерных и дренажных вод. Устройство водозаборов для технических и бытовых нужд | Истощение запасов подземных и поверхностных вод. Нарушение гидрогеологического и гидрологического режимов территорий. Ухудшение качества и загрязнение водного бассейна. Исчезновение мелких рек и ручьев |
| Земельные ресурсы | Проведение горных выработок различного назначения. Сооружение породных отвалов, шламохранилищ и инженерных коммуникаций. Промышленное и гражданское строительство | Деградация земной поверхности и формирование техногенного рельефа. Сокращение площадей и продуктивности земельных угодий. Усиление эрозионных процессов. Загрязнение и засоление почв и грунтов. Ухудшение условий обитания живых организмов |
| Недра | Извлечение полезного ископаемого и сопутствующего минерального сырья. Выемка вскрышных пород. Дренаж горного массива. Самовозгорание горючих ископаемых и углевмещающих пород. Захоронение отходов производства и вредных веществ. Сброс сточных вод | Истощение минерально-сырьевых ресурсов. Нарушение геологического строения и геодинамического состояния массива горных пород. Снижение уровня и истощение запаса подземных вод. Загрязнение недр. Ускорение карстовых процессов. Потери полезных ископаемых при добыче и обогащении |
Перспективы повышения экологической безопасности в угольной промышленности теснейшим образом связаны со стратегией ее развития, принятыми приоритетами и технической политикой и реализуются в следующих направлениях:
- наращивание производственных мощностей на стабильно работающих и рентабельных предприятиях, строительство шахт и разрезов на новых месторождениях с благоприятными горно-геологическими условиями при обоснованной ликвидации убыточных и нерентабельных предприятий;
- обновление технического потенциала действующих предприятий на базе новых современных экологически чистых технологий и оборудования, целенаправленного внедрения научно-технических достижений;
- оптимальное сочетание открытого и подземного способов добычи, освоение новых технологий гидродобычи и подземной газификации угля;
- глубокая комплексная переработка добываемого угля с полным использованием органической и минеральной составляющих в разнообразную промышленную продукцию, с утилизацией отходов добычи и обогащения, в том числе остающихся после ликвидации угольных предприятий, с получением товарных продуктов;
- становление новых методов хозяйствования, базирующихся на экологически ориентированных приемах управления и массовом применении ресурсо- и энергосберегающих технологий;
- широкомасштабное извлечение метана из угольных пластов действующих шахт и промысловая его добыча за границами шахтных полей с использованием для энергетических целей в качестве самостоятельного топливно-энергетического ресурса.
Производство и распределение электроэнергии, газа и воды
По объему выбросов в атмосферу данный обобщенный вид экономической деятельности занимает 3 место после обрабатывающих производств и добычи полезных ископаемых.
Почти 4 млн. т вредных веществ распределяются следующим образом: диоксид серы – 32,6%, твердые вещества – 28,8%, оксиды азота – 23,1%, оксид углерода – 13,2% .
Основные показатели, характеризующие воздействие
производства и распределения электроэнергии,
газа и воды на окружающую среду
| Показатель | Ед. изм. | 2005 г. |
| Выброшено вредных веществ, всего | тыс. т | 3982,6 |
| в том числе: твердых веществ | тыс. т | 1146,4 |
| жидких и газообразных веществ, | тыс. т | 2836,2 |
| из них: диоксид серы | тыс. т | 1299,9 |
| оксид углерода | тыс. т | 525,5 |
| оксиды азота | тыс. т | 918,2 |
| углеводороды (без ЛОС) | тыс. т | 21,3 |
| ЛОС | тыс. т | 6,3 |
| Уловлено и обезврежено | % | 85,0 |
| Использовано воды, всего | млн. м3 | 39124,26 |
| Объем оборотной и повторно-последовательно используемой воды | млн. м3 | 67009,49 |
| Экономия свежей воды | % | 70 |
| Водоотведение в поверхностные водоемы, всего | млн. м3 | 34938,12 |
| в том числе: | | |
| загрязненных сточных вод | млн. м3 | 9195,69 |
| из них без очистки | млн. м3 | 1174,47 |
| нормативно чистых | млн. м3 | 24367,25 |
| нормативно очищенных | млн. м3 | 1375,17 |
Класс экономической деятельности “Производство и распределение электроэнергии, газа и воды” – крупнейший водопользователь: на его долю приходится 63,8% общего объема свежей воды, используемой в стране.
Вклад предприятий, занимающихся сбором, очисткой и распределением воды, в основной объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, составляет 8,4 км3, или 47,5% суммарного значения по стране.
Предприятиями, к основным функциям которых относится деятельность по производству, передаче и распределению электроэнергии, газа, пара и горячей воды, в 2005 г. сброшено в водные объекты 816,46 млн. м3 загрязненных сточных вод,
Общие выбросы парниковых газов при производстве электроэнергии. Энергетика вносит наибольший вклад в общий выброс парниковых газов в Российской Федерации. Выбросы СО2 в энергетическом секторе в период 2000–2005 гг. увеличились на 5,5%, СН4 – на 7,1%, N2O – на 5,5%. Технологические выбросы и утечки СH4 увеличились более чем на 7% в результате роста добычи, транспортировки и потребления газа и угля.
Вклад отдельных парниковых газов (по категориям источников) в общие выбросы в данном секторе в 2005 г. составил, тыс. т СО2-экв/год:
-
- сжигание топлива, СО2
– 1 597 931;
- сжигание топлива, СH4
– 127,3;
- сжигание топлива, N2O
– 11,8;
- технологические выбросы и утечки, СО2
– 24 255,0;
- технологические выбросы и утечки, СH4
– 8 696,8;
- технологические выбросы и утечки, N2O
– 0,2.
- сжигание топлива, СО2
Доля отдельных парниковых газов в их общем выбросе (СО2-экв) в энергетическом секторе в 2005 г. составила: СО2 – 89,6%, СH4 – 10,2%, N2O – 0,2%.
Вклад отдельных источников в общий выброс парниковых газов (СО2-экв), связанный с технологическими выбросами и утечками в 2004 г., оценен следующим образом: добыча угля – 68,2%, природный газ – 20,0%, попутный газ – 11,8%.
В соответствии с федеральными законами от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ “О промышленной безопасности опасных производственных объектов” и № 117-ФЗ “О безопасности гидротехнических сооружений” обязательным страхованием охвачены все опасные производственные объекты ТЭС, на которых могут произойти аварии с экологическими последствиями.
Международные обязательства Российской Федерации по Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979 г.) по выбросам диоксида серы и оксидов азота на Европейской территории России, относящиеся к тепловой энергетике, выполняются.
Воздействие сельского хозяйства на окружающую природную среду
Сельское хозяйство по уровню воздействия на окружающую среду не относится к отраслям экономики с повышенной экологической опасностью. В то же время в современных социально-экономических условиях, обусловивших повсеместное падение культуры земледелия, сельское хозяйство является одним из основных факторов негативного воздействия на плодородие почв на значительных по площади территориях.
В текущем десятилетии из всех экологических проблем агропромышленного производства России на первое место выдвинулись задачи сохранения и восстановления плодородия почв и биоресурсов, устранения негативных последствий техногенного воздействия на сельскохозяйственные угодья, обеспечения устойчивого производства экологически чистой продукции. Вложение дополнительных средств в улучшение плодородия почв пока не обеспечивает эквивалентный прирост продукции.
Значительный ущерб агропромышленному комплексу наносят чрезвычайные ситуации природного характера: в 2005 г. ущерб составил 29,45
млрд. руб., из них 99,2% приходится на растениеводство.
Основные показатели, характеризующие воздействие
сельского хозяйства, охоты и лесного хозяйства
на окружающую среду
| Показатель | Ед. изм. | 2005 г. |
| Выброшено вредных веществ, всего | тыс. т | 134,1 |
| в том числе: твердых веществ | тыс. т | 38,9 |
| жидких и газообразных веществ, | тыс. т | 95,2 |
| из них: диоксид серы | тыс. т | 7,2 |
| оксид углерода | тыс. т | 47,7 |
| оксиды азота | тыс. т | 10,1 |
| углеводороды (без ЛОС) | тыс. т | 7,5 |
| ЛОС | тыс. т | 2,7 |
| Уловлено и обезврежено | % | 21,7 |
| Использовано воды, всего | млн. м3 | 9560,21 |
| Объем оборотной и повторно-последовательно используемой воды | млн. м3 | 605,41 |
| Экономия свежей воды | % | 77 |
| Водоотведение в поверхностные водоемы, всего | млн. м3 | 4690,43 |
| в том числе: | | |
| загрязненных сточных вод | млн. м3 | 1035,52 |
| из них без очистки | млн. м3 | 732,01 |
| нормативно чистых | млн. м3 | 3640.88 |
| нормативно очищенных | млн. м3 | 14,03 |
Антропогенное воздействие на земельные ресурсы интенсивно возрастает, усиливается опасность дальнейшего развития эрозионных процессов, подтопления, опустынивания земель, переуплотнения почв.
В основных природно-сельскохозяйственных районах России (Центрально-Черноземный, Поволжье, Северный Кавказ, Урал, Западная Сибирь) успешно прошли производственную апробацию типовые региональные модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Применение этих систем земледелия на площади 166,5 тыс. га способствовало выведению из интенсивного землепользования наиболее деградированных земель (3–7% площади пашни), увеличению на 20–30% площади лесополос и посевов многолетних трав и, в итоге, устойчивому повышению урожайности зерновых культур на 25–30%. Внедрение ресурсосберегающих технологий возделывания зерновых культур и сахарной свеклы (технологии разработаны во ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии Российской академии сельскохозяйственных наук) обеспечивает значительное снижение (на 19%) интенсивности механического воздействия на почву. При этом есть все основания ожидать снижения экологических рисков земледелия и повышения стабильности функционирования агроландшафта в целом.
Установлено, что из-за нарушений технологий и работы технических средств 60–95% вносимых пестицидов и фунгицидов не достигают объектов подавления, нанося вред окружающей среде. В этой связи разработка новых технологий, базирующихся на экологически безопасных, ресурсосберегающих способах применения удобрений, в частности, технологии локального инъекционного и дифференцированного внесения удобрений является одной из важнейших задач.
Контроль загрязнения сельскохозяйственной продукции остаточным количеством пестицидов осуществляют 97 контрольных токсикологических лабораторий станций защиты растений Минсельхоза России. На содержание остаточных количеств пестицидов проверено 10,4 млн. т растениеводческой продукции: 0,5% образцов (всего 87 тыс.) загрязнено сверх нормы. Выявлено 243 случая нарушений технологий и регламентов применения пестицидов, приведших к загрязнению продукции остатками пестицидов выше допустимых уровней. Основными загрязняющими продукцию веществами, как и в прошлые годы, являлись пестициды группы пиретроидов, феноксиуксусных кислот, симм-триазинов, фосфорорганических кислот. Установлено превышение ПДК остаточных количеств пестицидов в почве и воде в 3,3% образцов (всего 3 тыс.).
В связи с проведением сертификационных испытаний 29 лабораторий службы защиты растений определяли содержание солей тяжелых металлов в растениеводческой и другой пищевой продукции. Из проанализированных 5756,9 тыс. т продукции 0,05 тыс. т содержали соли тяжелых металлов в концентрациях выше МДУ.
Большую опасность представляет загрязнение почвы и сельскохозяйственной продукции горюче-смазочными материалами (ГСМ).
Вместе с тем, такие технологии, как фиторемедиация позволяют восстановить качество ранее загрязненных земель, увеличить производство продукции растениеводства. Фиторемедиация – комплекс мероприятий по восстановлению плодородия, экологической безопасности посредством введения в севооборот сельскохозяйственных культур, характеризующихся высокой биопродуктивностью, интенсивным выносом биогенных и токсических веществ из почвы. Фиторемедиация считается наиболее перспективной технологией, малозатратной, высокопроизводительной, эффективной, основанной на природных закономерностях очистки ценозов.
В целях своевременного и квалифицированного реагирования на экологическую обстановку в том или ином регионе, а также принятия оперативных и эффективных мер по предотвращению и устранению негативных для агропромышленного комплекса экологических последствий необходимо широко использовать автоматизированные базы данных о загрязнении почв и сельскохозяйственной продукции пестицидами, тяжелыми металлами, нитратами, нефтью и нефтепродуктами.
Органами Гостехнадзора проводится контроль технического состояния тракторов, самоходных дорожно-строительных и иных машин и прицепов к ним: из проверенных 525,3 тыс. машин около 2 тыс. (3,9%) не отвечали требованиям охраны атмосферного воздуха. Кроме того, ежегодно проводимые профилактические операции “Трактор” и “Снегоход” показали, что из 334 тыс. тракторов 11,4 тыс. (3,4%) не соответствовали установленным государственным стандартам в области охраны атмосферного воздуха, из 12,2 тыс. внедорожных мотосредств – 146 ед. (1,2%).
Работа мобильной сельскохозяйственной техники сопровождается мощным и разнообразным воздействием на окружающую среду, в том числе выбросами вредных продуктов сгорания топлива в атмосферу. Замена зерноуборочных комбайнов при раздельном уборке и кошении зерновых колосовых легкими жатвенными агрегатами возможна при поставке сельскому хозяйству разработанных и рекомендованных в производство реверсивных тракторов или специализированных энергосредств. Внедрение широкозахватных жаток и хедеров (8–12 м) в зонах Поволжья, Алтая, Западной Сибири не только сократит в 1,5–2 раза сроки уборки, потери зерна, но и будет способствовать сохранению плодородия почвы, так как резко уменьшится количество проходов уборочных агрегатов по полю. Поэтому остаются актуальными разработки экологически безопасных механизированных технологий и технологических средств, обеспечивающих минимальное механическое разрушение почвенного покрова рабочими и ходовыми органами и тем самым сохраняющих структуру, естественные условия существования почвенных микроорганизмов, улучшающих плодородие почвы.
Большое внимание уделяется разработкам в области почвовлагосбережения и защиты почв от эрозии, созданию перспективного технологического комплекса почвовлагосберегающей техники нового поколения для адаптивно-ландшафтного земледелия. Ряд машин нового комплекса уже в производстве, в том числе комбинированные агрегаты со сменными рабочими органами для мелкой и мульчирующей обработки почвы, многофункциональные культиваторы для обработки стерневых и отвальных агрофонов, полевой стеблеизмельчитель, комбинированный плуг для послойной ярусной отвально-безотвальной обработки почвы, зернотуковая сеялка с однодисковыми сошниками для отвальных и стерневых агрофонов, плоскорез-щелеватель и другие устройства.
Согласно Федеральному закону “О техническом регулировании” (от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ), новые ГОСТы на методы испытаний сельскохозяйственной техники в обязательном порядке должны содержать показатели экологической безопасности.
Основное внимание при испытаниях и внедрении сельскохозяйственной техники уделяется повышению производительности всех видов сельскохозяйственных работ. Оценка экологической безопасности начинается с испытаний машинных технологий в растениеводстве; введены показатели, характеризующие уплотнение и разрушение структуры почвы, загрязнение почвы ГСМ, вредные выбросы в атмосферу, экологическую чистоту конечной продукции. На машиноиспытательных станциях Минсельхоза России применяются современные средства контроля токсичности отработавших газов автомобилей и тракторов с бензиновыми и дизельными двигателями.
Рядом научно-исследовательских и конструкторских организаций Минсельхоза России ведутся исследования с целью выполнения требований Евро-3, Евро-4 на токсичность дизелей отечественных тракторов, обеспечения экологической безопасности последних. Так, необходимо исключить применение асбеста при производстве тормозных и фрикционных устройств из полимерных материалов, оборудовать гидросистему автоматической системой защиты от аварийных выбросов масел. Во ВНИТИ ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Россельхозакадемии разработаны и проходят испытания опытные образцы каталитических нейтрализаторов отработавших газов для двигателей внутреннего сгорания, которые в температурном интервале 500–900оС обеспечивают степень очистки отработавших газов дизельных двигателей от оксида углерода на 70–90%, углеводородов – на 60-90, оксидов азота – на 60–80%, сажи – на 60–80% и снижение шума от работающего двигателя.
С целью повышения эффективности применения минеральных удобрений и значительного уменьшения отрицательного их воздействия на окружающую среду проводятся испытания современных способов внесения твердых минеральных удобрений, жидких комплексных удобрений, а также ядохимикатов. Испытаны машины для внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений, жидких органических удобрений и аммиака. Подобный способ внесения удобрений существенным образом снижает вредное воздействие на окружающую среду, однако, он имеет один недостаток – смежные проходы агрегата должны быть строго выдержаны по ширине, что может быть достигнуто только путем применения следоуказательных устройств (пенных следоуказателей, механических маркеров, радиомаркеров). Проведены исследования почвообрабатывающих машин (одно- и многооперационных) с позиций сохранения структуры почвы. Внедряются машины, наносящие минимальный экологический ущерб, – ультра-объемные опрыскиватели, культиваторы с вертикальным расположением фрезерных рабочих органов.
Ежегодно в сельском хозяйстве страны образуется до 250 млн. т органических отходов, из них 150 млн. т приходится на животноводство и птицеводство. Уровень заболеваемости населения в районах функционирования крупных животноводческих предприятий и птицефабрик в 1,6 раза превышает средний показатель по России.
Районы расположения крупных животноводческих и птицеводческих объектов являются экологически неблагополучными, наибольшую опасность представляют поля утилизации бесподстилочного навоза, помета. Игнорирование экологического подхода к утилизации полужидкого, жидкого навоза, помета, навозных, пометных стоков обусловило резкое снижение качества продукции растениеводства, опасное загрязнение грунтовых, поверхностных вод, воздушного бассейна.
Обезвреживание отходов животноводческих ферм является важнейшей задачей обеспечения экологического благополучия пригородных территорий. Из 1 т сухого вещества навоза при оптимальных условиях анаэробного метанового сбраживания можно получить 340 м3 биогаза с калорийностью до 6 тыс. ккал/м3, без сероводорода. Получаемые жидкие, концентрированные органические удобрения не содержат патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, семян сорняков, нитратов и нитритов. При применении подобных удобрений урожайность сельскохозяйственных культур повышается в 2–2,5 раза, срок окупаемости таких установок не превышает полгода.
Всероссийским научно-исследовательским, конструкторским и проектно-технологическим институтом органических удобрений и торфа разработана технология производства органоминеральных удобрений с использованием биопрепаратов направленного действия. Получаемый биокомпост отличается высокой степенью разложения полимерных соединений, обогащен агрономически полезной микрофлорой, при внесении в почву значительно активизирует развитие почвенных микроорганизмов и тем самым увеличивает доступность для растений почвенных элементов питания.
В Центральной машиноиспытательной станции проведены испытания цеха переработки отходов сельскохозяйственного производства в высокоэффективное органическое удобрение (биокомпосты). Процесс производства биокомпоста заключается в перемешивании навоза КРС или куриного помета с торфом, соломой и другими отходами с добавлением микробиологических препаратов с последующей ферментацией массы в течение 3–5 суток с одновременным насыщением кислородом. При этом происходит увеличение содержания в биокомпосте азота, фосфора и калия. Доза внесения высокоэффективных органических удобрений существенно снижается, что, в свою очередь, уменьшает нагрузку ходовых систем транспортно-технологических агрегатов на почву.
Биогазовые технологии, особенно с применением термофильных режимов обработки биомассы позволяют одновременно решать три проблемы: экологическую (полное обезвреживание органических отходов), энергетическую (получение газообразного топлива с дальнейшим преобразованием в электрическую и тепловую энергию) и агрохимическую (получение экологически чистых органических удобрений).
Появление в России индивидуальных крестьянских и фермерских хозяйств поставило на повестку дня вопрос о создании небольших рентабельных и эффективных биогазовых установок. Всероссийским институтом электрификации сельского хозяйства разработан ряд биогазовых установок, которые в небольших количествах внедряются в различных регионах.