Природа, климат, атмосфера

Мезосфера, располагающаяся выше стратосферы, представляет собой оболочку, в которой до высоты 80–85 км происходит понижение температуры до минимальных показателей для атмосферы в целом. Рекордно низкие температуры до –110° С были зарегистрированы метеорологическими ракетами, запущенными с американо-канадской установки в Форт-Черчилле (Канада). Верхний предел мезосферы (мезопауза) примерно совпадает с нижней границей области активного поглощения рентгеновского и наиболее коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца, что сопровождается нагреванием и ионизацией газа.

В полярных регионах летом в мезопаузе  часто появляются облачные системы, которые занимают большую площадь, но имеют незначительное вертикальное развитие. Такие светящиеся по ночам облака часто позволяют обнаруживать крупномасштабные волнообразные движения воздуха в мезосфере. Состав этих облаков, источники влаги и ядер конденсации, динамика и связь с метеорологическими факторами пока еще недостаточно изучены.

Термосфера  представляет собой слой атмосферы, в котором непрерывно повышается температура. Его мощность может достигать 600 км. Давление и, следовательно, плотность газа с высотой постоянно уменьшаются. Вблизи земной поверхности в 1 м³ воздуха содержится ок. 2,5´10²⁵ молекул, на высоте ок. 100 км, в нижних слоях термосферы, – приблизительно 10¹⁹, на высоте 200 км, в ионосфере, – 5´10¹⁵ и, по расчетам, на высоте ок. 850 км – примерно 10¹² молекул. В межпланетном пространстве концентрация молекул составляет 10⁸–10⁹ на 1 м³.

На высоте ок. 100 км количество молекул невелико, и они редко  сталкиваются между собой. Среднее  расстояние, которое преодолевает хаотически движущаяся молекула до столкновения с другой такой же молекулой, называется ее средним свободным пробегом. Слой, в котором эта величина настолько увеличивается, что вероятностью межмолекулярных или межатомных столкновений можно пренебречь, находится на границе между термосферой и вышележащей оболочкой (экзосферой) и называется термопаузой. Термопауза отстоит от земной поверхности примерно на 650 км.

При определенной температуре  скорость движения молекулы зависит от ее массы: более легкие молекулы движутся быстрее тяжелых. В нижней атмосфере, где свободный пробег очень короткий, не наблюдается заметного разделения газов по их молекулярному весу, но оно выражено выше 100 км. Кроме того, под воздействием ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца молекулы кислорода распадаются на атомы, масса которых составляет половину массы молекулы. Поэтому по мере удаления от поверхности Земли атомарный кислород приобретает все большее значение в составе атмосферы и на высоте ок. 200 км становится ее главным компонентом. Выше, приблизительно на расстоянии 1200 км от поверхности Земли, преобладают легкие газы – гелий и водород. Из них и состоит внешняя оболочка атмосферы. Такое разделение по весу, называемое диффузным расслоением, напоминает разделение смесей с помощью центрифуги.

Экзосферой   называется внешний слой атмосферы, выделяемый на основе изменений температуры и свойств нейтрального газа. Молекулы и атомы в экзосфере вращаются вокруг Земли по баллистическим орбитам под воздействием силы тяжести. Некоторые из этих орбит параболические и похожи на траектории метательных снарядов. Молекулы могут вращаться вокруг Земли и по эллиптическим орбитам, как спутники. Некоторые молекулы, в основном водорода и гелия, имеют разомкнутые траектории и уходят в космическое пространство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Переработка вторичных ресурсов

 

Новое - это не только хорошо забытое, но и хорошо переработанное старое.

Одной из главных проблем  современности является  утилизация и переработка ТБО – твёрдых бытовых отходов. До сих пор сложно говорить о кардинальных изменениях в этой области в нашей стране. Что же касается европейских стран и США, то там люди давно пришли к выводу, что ресурсный потенциал ТБО нужно не уничтожать, а использовать. Нельзя подходить к проблеме ТБО как к борьбе с мусором, ставя задачу любой ценой избавиться от него.

Уже ни для кого не новость, что на улицах западноевропейских городов  установлены разноцветные контейнеры для селективного сбора мусора (стекло, макулатура и т.д.). При этом четко распределяются обязанности, и ответственность сторон с учетом общей прибыли.

Практически во всех странах запрещена  продажа продуктов питания в  не разлагающейся пластиковой оболочке. В США в 1998 г., например, состоялся день «Америка перерабатывает». Призом, за наиболее эффективное участие, стал дом, стоимостью 200000 долларов, полностью изготовленный из вторичных материалов. С 1990 г. правительство Великобритании проводит в жизнь общеевропейскую директиву: не менее 70 % пищевых пластиковых емкостей (бутылок, стаканов, пакетов, блистерных упаковок и др.) должно подвергаться переработке. Одно из последних решений - добиться в 2000 г. переработки всех производимых бытовых и промышленных отходов пластмасс. [5, с.56]

В Японии с середины 80-х  годов в условиях роста масштабов  и темпов развития экономики и  потребительской активности произошло  резкое увеличение объемов выброшенного мусора. Концепция Министерства внешней  торговли и промышленности «Общество  без отходов» (с нулевыми отходами) способствовала реализации двух начальных программ, призванных ознаменовать вступление японского общества в новую эру. В 1992 г. в стране начал действовать закон «О стимулировании использования вторичного сырья». Вторая программа - закон «О стимулировании сортировки при сборе и повторном использовании тары и упаковочных материалов», который вступил в действие в апреле 1997 г. Способствует эффективному использованию отходов за счет разграничения сфер ответственности. Потребители  выбрасывают сортированный мусор, местные власти организуют сортировку при его сборе, а на предпринимателей ложится ответственность за повторное использование тары и упаковочных материалов. Интересно решается проблема утилизации  полиэтилена (ПЭ) в Японии. К примеру, компания «Нэгдю Санге» с начала 80-х годов начала производить из старых полиэтилентерефталатовых изделий (ПЭТ) полиэфирные волокна. Процесс вторичного использования ПЭТ бесконечен. Изготовив однажды из отходов ПЭТ-коврик, его после износа можно переработать в ковровое покрытие для багажников автомобилей, и так далее. Японская фирма «Мидзуно» из вторичного полиэфира (содержание более 50%) производит спортивную одежду для школьников, кроссовки из искусственной кожи (40% вторичного полиэфира). Фирма «Гундзэ» из эфирного материала производит скатерти, кухонные рукавицы, колпачки для чайников, циновки, подставки и т.д. Компания «Одзаки Седзи» из пряжи, состоящей из 70% полиэфира и 30% шерсти, изготовляет школьную форму, причем на изготовление взрослого комплекта формы уходит около 15 пластиковых бутылок. Корпорация «Лайон Оффис Профктс» пошла дальше - она производит тканевые покрытия и материал подушек для офисных стульев, полки для папок и книг из стопроцентно вторичной пластмассы. Причем стулья легко разбираются, и большинство их деталей можно использовать вторично.

Конечно, опыт каждой страны в своем роде уникален. В каждом случае решения проблем, связанных  с утилизацией ТБО, должны соответствовать  специфике региона. Здесь важно  учитывать положение дел в экономике государства, состояние уже имеющейся инфраструктуры по сбору и утилизации ТБО и, в конце концов, умение и желание общества воплощать политические решения в реальную жизнь.

Но и в России уже  созданы и технологические линии, где вторичное сырье моется, измельчается, сушится, сплавляется и превращается в гранулы. Используя возрожденный полимер в качестве связующего, можно изготавливать, в том числе и из самых много тоннажных и неудобных для переработки отходов - фосфогипса и лигнина, прекрасные кирпичи, тротуарную плитку, черепицу, декоративные заборы, бордюры, скамейки, различные товары бытового назначения и конструкционные материалы.

Как показали первые месяцы эксплуатации, качество «реанимированного» полимера бывает не хуже, чем первичного, и его даже можно использовать в «чистом» виде. Это существенно расширяет сферу его применения.

По мнению ученых, института и специалистов СКТБ, решать острейшую проблему утилизации полимеров, доля которых в массе отходов стремительно увеличивается, надо уже сегодня, причем на государственном уровне. Дело в том, что задача эта не только научная и техническая, но и законодательная, психологическая, социально-нравственная, поэтому усилия отдельных энтузиастов, пытающихся «пристроить к делу» бросовое сырье, в принципе, остроту ситуации не снимают. Ведь нужно уметь не только перерабатывать различные пластики, но и так воспитать людей, так их заинтересовать, создать такие условия, чтобы рачительное отношение к полимерным материалам было естественной и необременительной нормой для каждого. Другими словами, нужно привить экологическое мышление, чтобы каждый ребенок, опуская в специальный контейнер пластиковую бутылку из-под напитка или шампуня, знал, что тем самым он сберегает нефть и газ, которые пришлось бы потратить на производство новой бутылки. Он должен знать, что тем самым он сохраняет  природу, поскольку, в отличие от первичного производства, переработка вторичных полимеров - так называемый рециклинг - почти не причиняет ущерба окружающей среде. Выгодность использования вторичных полимеров должен ощущать и сам производитель, которого следует поощрять специальными льготами.

Иного пути нет, и это  понимают во всех развитых странах, где  существуют национальные программы  рециклинга полимеров и где захоронение  бионеразлагаемых пластиков запрещено законом. Ничего подобного пока нет у нас, хотя по производству полимеров мы уступаем развитым странам совсем немного.

В Институте механики металлополимерных систем разработан и изготовлен комплекс соответствующего оборудования. Однако возможности производственной базы института гораздо шире, там вполне можно создать центр по разработке технологий рециклинга пластмасс и созданию комплекса необходимого для этого оборудования. Для этого уже создана специальная лаборатория по переработке пластмасс, призванная разрабатывать научные основы технологии  рециклинга полимерных отходов в полезные продукты с соблюдением норм экологической безопасности и фундаментальных принципов ресурсов и энергосбережения. Ведь технически возможно организовать с помощью, например, спектрального анализа автоматическую сортировку сырья, научиться определять разумные пределы его очистки, при которых будут обеспечиваться и необходимое качество, и приемлемая цена. Широкое поле деятельности - поиск новых областей применения для вторичных полимеров, разработка биоразлагаемых материалов.

Очевидно, что подобная проблема должна решаться на государственном  уровне, так как современные технологии, связанные с переработкой ТБО, требуют  значительных материальных вложений, да и осуществление таких масштабных проектов невозможно без соответствующей организации и координации со стороны государства. Способы решения проблем удаления, переработки и обезвреживания коммунальных отходов предопределяют системный подход, включая:

- раздельный сбор отходов;

- утилизацию вторичных  ресурсов и складирование отходов   на инженерно обустроенных полигонах 

- контрольную сортировку  и биомеханическую переработку  отходов с максимальной утилизацией  вторичных ресурсов;

- термическое разложение (сжигание) балласта отходов;

 Но на сегодняшний день  наиболее распространенным способом  обезвреживания коммунальных отходов  в нашей стране остается их  захоронение на полигонах или  не обустроенных свалках. Эксплуатация  свалок, не имеющих элементарных  природоохранных сооружений, (гидрозащитных экранов, систем сбора и контроля фильтрата и т. д.) с социальной точки зрения противопоказана, с природоохранной - опасна. Полигонный метод обезвреживания ТБО технологически несложен, однако требует больших земельных площадей, значительных капиталовложений, эксплуатационных и транспортных затрат. В связи с этим одним из эффективных способов обращения с отходами (ТБО) является создание сортировочно-полигонных комплексов (СПК) и биомеханических заводов (БМЗ). [8, с.84]

Особого внимания заслуживает проблема утилизации полимерных бытовых отходов, так как этот материал в большинстве своем не подвержен саморазложению, а при сжигании выделяет крайне ядовитые вещества. Полимеры составляют порядка 10% с прогрессирующим ростом до 20% от общей массы коммунальных отходов страны.

Что ж, следует поговорить о достоинствах и недостатках существующих способов утилизации и переработки отходов.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Складирование  отходов

Достоинства	Недостатки
Не требует постоянных и крупных капиталовложений.	Затраты на борьбу с последствиями  губительного влияния свалок, т.е. на  охрану природы, здравоохранение,  во много раз превышают расходы  на строительство заводов по переработке  ТБО.
2.  Места складирования отходов  могут не обновляться десятилетиями	2.    Под всё разрастающиеся  свалки, уходят  новые огромные  территории. Количество            свалок непрерывно увеличивается.
3.  Позволяют единовременно избавиться  от большого количества  ТБО  или промышленных отходов	3. Разлагающиеся на свалках ТБО и промышленные отходы  проникают в почву, тем самым, заражая её. Ядовитые испарения загрязняют воздух. Попадающие в водоемы остатки ТБО губительно сказываются на состоянии воды, вредят флоре и фауне этих водоёмов. Все эти последствия негативно влияют на здоровье человека, нарушают обменные процессы в природе
4.   Результаты  разрушительного  влияния свалок на природу  не видны сразу.	4. Последствия разрушительного  влияния свалок на природу  могут оказаться необратимыми  в будущем.

 

Захоронение отходов

Достоинства	Недостатки
Позволяет забыть о проблеме утилизации отходов. Создаётся видимость - если закопать ТБО, то они исчезнут.	1. Находящиеся в почве   отходы  отравляют её, попадая через подземные  воды в водоёмы, представляют  огромную опасность для человека и животных.
2.   Не требуются новые огромные  территории.	2. Подземные свалки не заметны,  на первый взгляд, но на поверхности  земли над ними почва отравлена  и разрыхлена, она не пригодна  ни для строительства, ни для  земледелия, ни для выпаса скота. Более того с поверхности почв над свалками часто испаряются едкие токсичные вещества.
3. Не требует постоянных и  крупных  капиталовложений.	2. Затраты на борьбу с последствиями  губительного влияния захоронений  отходов, т.е. на  охрану природы,  здравоохранение,  во много раз превышают расходы на строительство заводов по переработке ТБО.