Объекты экологического проектирования классификация по видам природопользования

Объекты экологического проектирования и экспертизы многопризнаковые. Они выполняют социальные, экономические, экологические функции. Они же функционируют как составные части природно-антропогенных ландшафтов. Отсюда следует, что может быть предложено зна­чительное число их классификаций. Наиболее конструктивными пред­ставляются:

• 
  по отраслям хозяйств (или виду производственно-хозяйствен­ной деятельности человека);
  
• 
  по типу обмена веществом и энергией между природными геосистемами (ландшафтами) и инженерно-техническими соору­жениями;
  
• 
  по степени экологической опасности для человека и приро­ды, т. е. по степени загрязнения.
  

Основа хозяйства — материальное производство, которое включает:

• 
  отрасли, непосредственно создающие материальные блага, — промышленность, сельское хозяйство, строительство;
  
• 
  отрасли, доставляющие созданные материальные ценности по­требителям, — транспорт и связь по обслуживанию матери­ального производства;
  
• 
  отрасли, связанные с продолжением процесса производства в сфере обращения;
  
• 
  торговлю, материально-техническое снабжение, заготовки, об­щественное питание.
  

• 
  транспорт и связь по обслуживанию населения и объекты жилищно-коммунального хозяйства;
  
• 
  предприятия и полигоны обороны;
  
• 
  отрасли культурно-социального обслуживания — просвеще­ние, здравоохранение, культура, искусство, наука и ее инф­раструктура.
  

1. Градостроение и сельские поселения.

2. Объекты энергетики с подразделением на гидроэнергетику, тепловую, атомную и нетрадиционную.

3. Промышленность с подразделением на черную и цветную ме­таллургию, химическую, лесоперерабатывающую, строитель­ных материалов, легкую, отраслей агропромышленного комп­лекса.

4. Транспортные с подразделением на объекты морского, реч­ного, железнодорожного, авиационного, трубопроводного.

5. Сельскохозяйственные объекты, в том числе мелиоративные.

6. Оборонные.

7. Рекреационные.

8. Природозащитные.

9. Культурно-исторические.

10. Природоохранные и биотехнологические.

2.2. Концепция геотехнических систем. Классификация процессов по типу обмена веществом и энергией со средой

Взаимодействие человека с природой осуществляется как непос­редственно, так и через различные технические и инженерные уст­ройства, причем роль и значение последних неуклонно возрастает. Вычленение техники как особого вида антропогенного влияния на природную среду предпринял в начале 30-х годов XX в. А. Е. Ферсман, предложивший термин «техногенез».

Понятие «техника», отражающее наиболее важные и характерные черты материальной культуры эпохи научно-технической революции XX в., несет большую смысловую нагрузку. Среди множества опреде­лений техники остановимся на двух. По Ю. С. Мелещенко (1970), «техника есть совокупность создаваемых и применяемых материаль­ных средств целесообразной деятельности людей». Близкое к приве­денному, но более развернутое определение Г. Н. Волкова (1970): «Техника — система искусственных органов деятельности общества, развивающаяся посредством исторического процесса опредмечивания в природном материале трудовых функций, навыков, опыта и зна­ния, путем познания и использования сил и закономерностей приро­ды». А. Ю. Ретеюм указывает, что лишь в процессе человеческой дея­тельности искусственный объект в силу его отношения к какой-либо цели и в связи со ставящими эту цель людьми становится объектом техники. Без этих условий он выпадает из сферы общества и уже не противостоит природной среде, а включается в нее. Так, например, частью природной среды становятся бывшие насыпи железных дорог, заброшенные дренажные канавы.

В начале 60-х годов наш соотечественник Г. Ф. Хильми отметил возрастающую роль технических средств в преобразовании неблаго­приятных свойств природной среды и пришел к выводу, что, «начав с преобразования природы, человек перейдет к ее организации и в конце концов будет вынужден создавать принципиально новую био­сферу, состоящую из физической среды, населяющих ее организмов и включенных в природу технических устройств, контролирующих фи­зическую среду и в значительной мере ее создающих».

Зародившаяся в 60-х годах XX в. в Институте географии АН СССР концепция геотехнических систем (И. П. Герасимов, Л. Ф. Куницын, В. С. Преображенский, А. Ю. Ретеюм, К. Н. Дьяконов и др.) получила широкое развитие в полевых исследованиях географов академических институтов и университетов (С. Л. Вендров, В. С. Аношко, В. И. Булатов, Л. М. Граве, Т. В. Звонкова, А. В. Дончева, А. Г. Емельянов, Л. К. Малик, П. Г. Шищенко, Г. И. Швебс и др.). Ее становление связано главным образом с изучением влияния гидротехнических систем (водохрани­лищ ГЭС), мелиоративных систем и Каракумской геотехнической системы на ландшафты окружающей территории.

С появлением термина «геологическая среда» (Е. М. Сергеев), под которой понимают горные породы и почвы вместе с природными и техногенными геологическими процессами, концепцию геотехнических и природно-технических систем в 80-е годы прошлого столетия ста-ц| разрабатывать геологи (Г. К. Бондарик, А. Л. Ревзон, О. Н. Толстихин). По А.Л.Ревзону, природно-техническая система (ПТС) — совокуп­ность форм и состояний взаимодействия компонентов природной среды с инженерными сооружениями на всех стадиях функционирования, от про­ектирования до реконструкции.

Иначе, ПТС — совокупность природных и искусственных объек­тов, формирующихся в результате строительства и эксплуата­ции инженерных и иных сооружений и технических средств, взаимодействующих с природными объектами. ПТС выступает как родовое понятие. ПТС А. Л. Ревзон подразделяет на подсистемы по взаимодействию техники с конкретными компо­нентами природы — геотехнические, биотехнические, историко-архитектурные, антропотехнические, акватехнические. Однако ландшафт­ным геотехническим системам (ГТС) места не нашлось.

Целостность ГТС предопределена технологией производства и до­стигается вещественными, энергетическими и информационными потоками. В состав ГТС входят блоки или подсистемы контролирова­ния, регулирования и управления (рис. 1). Средствами контролирова­ния могут быть пилотируемые космические станции и искусственные спутники Земли, простые термометры и другие приборы, собираю­щие информацию о состоянии различных частей ГТС (геоэкологичес­кий мониторинг). Регулирование осуществляется затворами на мелио­ративных осушительных системах, сельскохозяйственной авиацией, рассеивающей минеральные удобрения, и т.д. Управляют ГТС диспет­черы ГЭС, агрономы, инженеры. В ряде случаев функцию управления могут выполнять автоматы с обязательным участием компьютеров.

ГТС — системы открытые, обменивающиеся со средой веществом и энергией. Поэтому они образуют сферу влияния, состоящую из зон, подзон и поясов, в пределах которых природные процессы в той или иной степени детерминированы функционированием ГТС. Управле­ние ГТС предусматривает учет состояния всех подсистем, в том числе природной в сфере влияния, что необходимо для реализации на прак­тике принципа оптимизации.

Модель геотехнической системы позволяет рассматривать веществен­но-энергетические и производственно-технологические аспекты взаи­модействия производства с ландшафтами. Она открывает возможность для осуществления прогноза изменения природно-территориальных комплексов под влиянием хозяйственной деятельности человека, т. е. решить одну из главнейших задач ОВОС. Концепция предусматривает экологическую, технологическую, экономическую и социальную оценки. Но не всей ГТС, а влияния на окружающую природную среду.

Модель ГТС может быть использована при проектировании значи­тельного числа объектов — нефтедобывающих комплексов, водохранилищ ГЭС, тепловых электростанций, осушительных и ороситель­ных систем, противоэрозионных, рекреационных и др.

С позиций геохимии ландшафта конструктивным оказалось поня­тие «технобиогеомы», предложенное М. А. Глазонской.

Рис. 1. Принципиальная схема геотехнической системы: I — геотехническая система, II — сфера ее влияния; 1 — блок регулирования; 2 — инженерно-технические сооружения; 3— искусственно созданная природная под­система; 4 — средства контролирования; 5 — блок управления. Потоки: а — входя­щий поток вешества и энергии; 6 — управляемый поток вещества и энергии; в — выходящий (трансформированный) поток вещества и энергии; г— информаци­онные связи (потоки)

Классификация промышленных производств по степени экологи­ческой опасности для природной среды основывается на экологичес­кой оценке землеемкости, ресурсоемкости, отходности.

Так, на 1 тыс. кВт установленной мощности Рыбинской ГЭС за­топлено 13,3 км² земель. Для Братского водохранилища этот показа­тель равен 1,2 км² на 1 тыс. кВт установленной мощности; на горном Нурекском водохранилище — 0,05 км².

При проведении сельскохозяйственных мелиорации в практику вошел коэффициент земельного использования:

кзи = F_n/F_b

где F_n — орошаемая (осушенная) площадь (нетто), F_b — вся площадь (брутто) мелиоративной системы вместе с дорогами, каналами, по­стройками и т.д.

Ресурсоемкость — количество изымаемых природных ресурсов для производства валовой продукции. Удельная ресурсоемкость - количество изымаемых и потребляемых природных ресурсов, необходимых для производства единицы конечной продукции.

Например, удельная водоемкость для производства 1 т чугуна — 5 т, стали — 30 т, на 1 т целлюлозы необходимо 500 т воды.

Степень экологической опасности при контроле за размерами извлеченных из природы веществ для технологических целей (минераль­ных, органических, воды, воздуха и т.д.) может быть оценена превы­шением абсолютных показателей ресурсопотребления над норматив­ными. Вероятность экологической опасности будет тем больше, чем ближе к единице будут значения коэффициента экологического ис­пользования ресурса ландшафта или региона, при соотнесении коли­чества изымаемого ресурса к его запасу в ландшафте (регионе).

В практике создания и эксплуатации мелиоративных ороситель­ных систем давно используется коэффициент полезного действия оро­сительной системы, равный отношению воды, израсходованной на транспирацию растений, мерой которой выступает урожай, к общему водозабору из источника орошения.

• 
  разнообразие выбрасываемых веществ;
  
• 
  объемы выбросов отдельных примесей;
  
• 
  класс токсичности веществ и их ПДК в атмосфере.
  

Предельно допустимые концентрации и ориентировочные безопас­ные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ установлены для 1925 веществ. Действуют нормативы для 53 сочетаний веществ, для которых присуща «суммация действия». ПДВ устанавливаются согласно ГОСТу 17.2.3.02.78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями».

Для классификации отраслей промышленности по токсичности сбрасываемых стоков используют следующие данные: общий объем сбрасываемых загрязненных вод, характерные для каждой отрасли за­грязнители в стоках, соотношение долей отраслей в валовой продук­ции промышленности и общем объеме стоков.

В ряде производств существуют специфические виды воздействия на человека. В первую очередь к ним следует отнести промышленные шумы и вибрации. Они характерны для предприятий металлообработки и машиностроения. Источники шумов и вибраций — вентиляционные системы, насосы, компрессорные установки, автомагистрали.

Шум в 50-60 дБ, а в ночное время в 30-40 дБ — негативный фак­тор, влияющий на состояние нервной системы человека и его здоровье. Между тем уровни звукового давления составляют (в дБ): при произ­водстве проката 118—122, в литейном производстве — 105—115, кузнечно-прессовом — 115—130, при сварочных работах — 100—105; металлорежущие станки дают уровень шума в 100—106 дБ.

Сельское хозяйство также обладает рядом особенностей, которые влияют на экологичность производства. Это:

• 
  органическая связь ведения производства с использованием земли и природной среды (ландшафтов);
  
• 
  зависимость ритма и результатов производства, сроков и ме­тодов технологий от региональных и местных природно-климатических условий;
  
• 
  сезонность производства и воздействия на природную среду;
  
• 
  устойчивость к длительной антропогенной нагрузке на при­родную среду, техногенному загрязнению;
  
• 
  исторически сложившиеся местные и региональные традиции в жизни и деятельности населения.
  

Все многообразие систем земледелия можно разделить на два боль­ших класса: химико-техногенный и ландшафтно-адаптивный. В первом классе ведущую роль играет энергоемкость и материалоемкость про­изводства, химизация (минеральные удобрения, пестициды). Во вто­ром ведущая роль принадлежит гибкому планированию в простран­стве и во времени в соответствии с неоднородностью почв, рельефа, ландшафтных условий. Приоритетным является применение биологи­ческих и биоценотических приемов интенсификации, максимальное использование органических отходов, почвоулучшающих компонен­тов севооборотов, разработка систем машин и механизмов с мини­мальным травматическим воздействием на почву; сведение к мини­муму химических влияний на почвы, поверхностные и грунтовые воды.

Эти два класса систем земледелия объединяются в один при осуще­ствлении комплексных мелиорации сельскохозяйственного назначения, базирующихся на концепции программированных урожаев. Ее основные положения были разработаны еще в 70-е годы XX в. И. С. Шатиловым, Б. С. Масловым, Н. С. Петиновым, А. И. Усковым, В. В. Шабановым и др. Базовым понятием выступает «агробиогеоценоз» — антропогенные при­родные системы с блоками контроля, регулирования и управления.

Концепция программированных урожаев предусматривает учет всех существенных географических, биологических и экономических факто­ров формирования урожая: прихода фотосинтетически активной радиа­ции, водного и воздушного режима почвы и атмосферы, органического и минерального питания растений, оптимального подбора сельскохо­зяйственных культур и их чередование во времени и в пространстве (теория и практика севооборотов), повышение генофонда, совершен­ствование агротехники, создание внутрихозяйственной устойчивой до­рожной сети, сохранение экологического каркаса территории и т.д.