РОЗДІЛ 5. Дослідження геотехсистем різного призначення

У цьому розділі будуть розглянуті особливості геоекологічного проектування геотехсистем різного функціонального призначення, а саме: промислових, транспортних, міських, сануючих, сільськогосподарських, лісогосподарських, рекреаційних, природоохоронних. Так, промислові ГТС є найбільш сильними та небезпечними джерелами впливу на природу, до яких належать різні технічні об'єкти промислового призначення (підприємства, комбінати, виробничі комплекси), пов'язані з природним середовищем, в яке вони поміщені. Кожен тип промислових ПТГС має свою специфіку впливу на природу, обумовлену насамперед галузевим видом виробництва.

Геотехсистеми транспортного призначення як складові елементи інфраструктури будь-якої освоєної території негативно впливають на природне середовище, особливо наземний транспорт і пов'язані з ним системи. Що стосується міських геотехсистем (урбогеотехсистем), то їхня єдність визначається єдністю функцій, які вони виконують, і насамперед функцією соціальною. Тобто місто можна назвати геотехсистемою специфічного виду з інтенсивною взаємодією суспільства і природи. З урбогеотехсистемами тісно пов'язані ГТС, призначені для знешкодження відходів. Якщо звалища будь-яких відходів розташовуються на спеціально відведених для них ділянках, вони виступають своєрідними геотехсистемами, які можуть бути названі "сануючими".

Особливістю ПТГС сільськогосподарського призначення є те, що вони формуються для цілей і під впливом сільськогосподарського виробництва. Основним їхнім завданням є забезпечення населення продуктами харчування та промисловості - біоорганічною сировиною. При цьому основу цих ГТС становлять природні елементи як засоби сільськогосподарського виробництва. Водогосподарські геотехсистеми відрізняються тим, що основу їхнього функціонування становить взаємодія керованої техніки з водними ресурсами. Ці системи безпосередньо пов'язані з енергетикою (особливо з гідроенергетикою), промисловим і комунальним водопостачанням, водно-меліоративним і рибним господарством, а також водним транспортом. Меліоративні ГТС як підтип водогосподарських проектуються для регіонів, ландшафти яких потребують коригування деяких властивостей і динамічних процесів, що утруднюють використання їхнього біотичного потенціалу. Основне їхнє призначення - це підвищення біопродуктивності геосистем і забезпечення регуляції їхніх біопродукційних процесів.

Головним призначенням лісогосподарських ГТС є управління раціональним використанням лісів, а також забезпечення їхнього відновлення та охорони. Лісові ресурси, які становлять основу лісогосподарських ГТС, є не лише постачальником деревини, не лише джерелом багатьох інших цінніших продуктів рослинного і тваринного походження, але й дуже важливим компонентом біосфери, що виконує цілу низку найважливіших середовищетвірних і природоохоронних функцій. І, нарешті, геотехсистеми природоохоронного призначення являють собою як природні, так і слабозмінені людиною ландшафти, основними функціями яких є збереження еталонних ландшафтів або окремих їхніх компонентів і генофонду всіх систематичних груп організмів. У територіальному проектуванні доводиться мати справу не з простим сполученням декількох типів геотехсистем, а зі складними комплексними системами, які функціонують на одній або суміжних територіях. Тоді окремі типи геотехсистем виступають у них як підсистеми, або елементи.

5.1. Геоекологічне обґрунтування проектування промислових геотехсистем

Промислові ПТГС є найбільш сильними та небезпечними джерелами впливу на природу. До них належать різні технічні об'єкти промислового призначення (підприємства, комбінати, виробничі комплекси), пов'язані з природним середовищем, в якому вони розміщені. Це можуть бути як окремі спеціалізовані підприємства (напр., шахти, рудники з видобування корисних копалин, фабрики з первинної обробки сировини, підприємства з випуску готової продукції та ін.), так і складні виробничі комплекси, що складаються з декількох підприємств, пов'язаних між собою тісними виробничо-технологічними зв'язками (напр., лісопромислові комплекси, які включають підприємства: лісозаготівельні, механічної обробки деревини і целюлозно-паперового виробництва тощо).

5.1.1. Особливості взаємодії природних і технічних підсистем у промислових природно-технічних геосистемах

5.1.2. Специфіка впливу промислових геотехсистем різних видів виробництв

Кожен тип промислових ПТГС має свою специфіку впливу, обумовлену насамперед галузевим видом виробництва. Найбільш різноманітний характер впливу притаманний підприємствам добувної промисловості з початковими стадіями обробки сировини (шахти, рудники з видобування корисних копалин і фабрики збагачення і первинної обробки сировини), де відбувається не тільки вилучення і порушення земель, але й забруднення відходами виробництва всіх компонентів ландшафту. У наш час в силу техніко-економічних переваг головним є відкритий спосіб видобування корисних копалин - вугілля, залізної руди, фосфоритів тощо. Розміри територій, що зазнали впливу відкритих розробок, у 10-15 разів перевищують площі самих кар'єрів і відвалів. Найбільше забруднення повітря і води відбувається за рахунок шкідливих викидів відходів збагачувальних фабрик. У результаті впливу гірничо-металургійного комбінату змінюється весь природний комплекс: порушується літогенна основа (вилучення речовин), а водним і повітряним шляхами постійно привносяться чужі для ландшафту речовини в підвищених для його природного стану концентраціях.

Що стосується переробної промисловості, то практично всі її виробничі об'єкти є безпосередніми джерелами забруднення атмосферного повітря і вод. Забруднення ґрунтів, пригнічення і знищення рослинності, деградація структури ландшафту частіше відбувається опосередковано - через повітряне та водне середовище.

Найбільш шкідливими з екологічного погляду є промислові об'єкти металургійного профілю та підприємства хімічної і нафтохімічної промисловості, які забруднюють повітря і воду різноманітними високотоксичними викидами. Основні забруднювачі, що містяться у викидах металургійних заводів, - це пил, окис вуглецю, сірчаний ангідрид, окиси азоту тощо. На долю підприємств чорної металургії припадає близько 15 % усіх промислових викидів в атмосферу пилу, 10 % - викидів сірчаного ангідриду, 40 % - окису вуглецю, 15 % - окисів азоту та 10-15 % - загального об'єму споживання свіжої води і відповідно стічних вод, що скидаються. До цього ще треба додати не менше 200 млн. т твердих відходів (шлаків, шламів) щорічно. Дуже небезпечними є стоки коксохімічного виробництва, які містять такі токсичні речовини, як аміак, феноли, ціаніди, канцерогенні сполуки та ін.

Серед специфічних особливостей підприємств кольорової металургії можна виділити такі:

- дуже великий вихід відходів на одиницю продукції (у більшості випадків для отримання 1 т металу треба переробити до 200 т руди і більше, причому більша частина сировини переходить у тверді та газоподібні відходи);

- високий відсоток вмісту токсичних речовин у відходах, які навіть у малих кількостях є отрутою (це, напр., сполуки сірки, арсену, свинцю, цинку, міді тощо).

Для підприємств кольорової металургії найбільш характерні викиди в атмосферу сірчаного ангідриду, що утворюється в процесі плавлення кольорових металів із сульфідних руд. На 1 т виплавленого металу утворюються такі кількості сірчаного ангідриду; свинець - 0,54 т; мідь - 8,8 т; цинк - 0,88 т; олово - 0,94 т. Підприємства кольорової металургії є джерелами забруднення атмосферного повітря аерозолями різної природи - сульфідами та окислами металів. При виробництві кольорових металів також витрачається величезна кількість води. Так, на отримання 1 т металу потрібно від 146 (алюміній) до 2420 м3 (нікель). Забруднені стічні води містять кислоти, солі, іони кольорових металів.

Підприємства хімічної та нафтохімічної промисловості викидають у середовище такі забруднювачі, як окиси вуглецю (особливо від нафтопереробних заводів), сірчаний ангідрид (при виробництві сірчаної кислоти, фосфорних добрив та ін.), окиси азоту (азотно-тукові виробництва), сірководень (при виробництві синтетичних волокон), вуглеводні (в основному від нафтопереробних заводів). Виробничі стоки їх містять нафтопродукти, феноли, важкі метали, складні хімічні сполуки тощо.

Найбільшого забруднення повітряне середовище зазнає від теплоелектростанцій (ТЕС), у викидах яких присутній весь набір забруднювальних речовин (пил, попіл, сажа, окис вуглецю, сірчаний ангідрид тощо), об'єктів промисловості будівельних матеріалів, а також деяких підприємств машинобудування та целюлозно-паперової промисловості. Особливо високою є концентрація пилу навколо цементних заводів. Атмосферне повітря забруднюють, насамперед, підприємства важкого машинобудування з ливарним виробництвом; також вони мають сильно забруднені стічні води, які містять такі токсичні речовини, як нафтопродукти, неорганічні кислоти, іони важких металів, піаністі сполуки (табл. 1). Целюлозно-паперові підприємства на сульфатному варінні деревини є основними джерелами забруднення водойм. Вони потребують великої кількості води на виробничі цілі, будуються на берегах великих річок і озер, забруднюючи їх при цьому відходами виробництва. Унаслідок цього відбуваються негативні зміни водного режиму (зміна фізико-хімічних і біологічних властивостей води, ц складу, температури), утворюються нові речовини, які негативно впливають на водні організми.

Значно забруднюють води підприємства легкої і харчової промисловості (залежно від профілю і технологічного способу виробництва). Виробничі стоки текстильної промисловості містять у великій кількості дуже токсичні органічні сполуки, барвники, хлориди, фосфати тощо. У стоках харчової промисловості (напр., м'ясокомбінатів, масло-комбінатів) головним чином містяться нетоксичні органічні сполуки (жири, білки), мінеральні завислі речовини, хлориди тощо.

Таблиця 2.