ЗНАЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

PHYSICS AND MATHEMATICS

ЗНАЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

Выставкина Е.В.

студент

Санкт-Петербургский Государственный Архитектурно-Строительный Университет THE IMPORTANCE OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING

Vystavkina E.

student

Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Аннотация

Цель данной статьи - обозначить влияние экологической инженерии на мир, рассмотреть полномочия современного инженера-эколога, а также обозначить необходимость комфортного будущего в специалистах экологах.

Abstract

The purpose of this article is to outline the impact of environmental engineering on the world, examine the credentials of the modern environmental engineer, and outline the need for a comfortable future in environmental engineers.

Ключевые слова: экологическая инженерия, твердые отходы, водоснабжение, канализация, санитария, гигиена.

Keywords: environmental engineering, solid waste, water supply, sewage, sanitation, hygiene.

1. Вступление

Человечество всегда проектировало окружающую среду вокруг себя. Мы всегда стремились максимально улучшить наши гигиенические и жизненные условия, чтобы процветать и выживать, начиная с осушения болот и необходимости иметь доступ к пресной воде, сохранения питьевой и достаточно чистой воды, строительства дренажных систем для очистки наших отходов и предотвращения загрязнения важных водоемов.

Санитария является важной частью нашего гражданского развития. Без нее мы были бы более подвержены заболеваниям, передающимся через воду, что привело бы к повышению смертности и снижению качества жизни. Поэтому всегда существовала необходимость в поиске лучших способов обработки сточных вод, очистки воды и использования природных или искусственных источников воды для нашего здоровья и окружающей среды. Со времен промышленной революции в 19 веке возникла необходимость предотвращения загрязнения окружающей среды вредными веществами предприятиями и частными лицами. Целью современного инженера-эколога является защита воздуха и воды от загрязняющих веществ и укрепление здоровья населения, а в настоящее время - защита от радиоактивных и токсичных веществ, а также изучение возможного влияния изменения климата и других экологических факторов на инфраструктуру.

2. История экологической инженерии

2.1.Древний мир индустриализации

Как давно люди знают о необходимости соблюдения гигиены? Принято считать, что респуб-

ликанский Рим был первым проектировщиком канализационных систем и первой цивилизацией, которая задумалась о том, что происходит с канализационными стоками, и разработала более сложные методы транспортировки сточных вод. Конечно, археологи, заинтересованные в изучении санитарии, часто обращаются к крупнейшей республике, а затем к крупнейшей империи, которую когда-либо знал древний мир, чтобы понять развитие городов, но этот процесс уходит корнями еще дальше, к цивилизации Хараппы в долине Инда. Среди заметных достижений - взаимосвязанные города с самыми сложными сетями водоснабжения и удаления отходов. Более крупные дома имели собственные колодцы, более бедные дома снабжались общей водой, но все они были взаимосвязаны - как и канализация, в которую сбрасывались отходы. Удивительно, но здесь также были общественные туалеты и умывальные комнаты. Чистота была чрезвычайно важна.

К тому времени, когда мы достигли Римской республики, технология превратилась в сложные системы транспортировки воды и сточных вод, которыми, как мы знаем, славился древний мир. Римляне знали, что засуха была угрозой в средиземноморском климате, который преобладал на большей части территории империи, поэтому они построили массивные каменные сети для транспортировки воды из районов, где ее было много, в районы, которые могли пострадать от засухи. Римляне не изобрели их, но они усовершенствовали эту технику и создали памятники, которые намного превзошли своих предшественников. Разветвленная канализационная сеть под Римом, которая суще-

ствует и сегодня, использовалась для осушения болот с целью создания сельскохозяйственных угодий и для отвода сточных вод от домов и предприятий города. Он был построен еще в 7 веке до н. э., задолго до имперского периода.

Акведуки и канализация позволили Риму расширить свои города до огромных размеров, которые преследуют нас и по сей день, поэтому неудивительно, что спустя 1400 лет после падения Рима мало что изменилось. Истоки экологической инженерии восходят к серии общественных зданий в Лондоне 19 века. Джозеф Базэлджет был назначен ответственным за строительство огромной канализационной системы после того, что историки сегодня называют "Великой вонью". В городе вспыхнула эпидемия холеры, а трубы, составлявшие основу канализационной системы, оказались несостоятельными, что привело к тому, что неочищенные сточные воды попадали в Темзу, которая также обеспечивала большую часть питьевой воды в городе. Премьер-министр Бенджамин Дизраэли добился от парламента выделения 3,5 миллионов на этот проект. Выполненный проект заменил все трубы и улучшил существующую сеть, значительно улучшив здоровье города, положив конец эпидемии холеры (болезнь, которая больше никогда не возвращалась в Лондон) и послужив толчком к реализации подобных проектов в промышленных городах по всему миру. Это было время, когда капитализм свободного рынка не подвергался экологическому регулированию и не заставлял думать об общественном здоровье.

2.2. С 20-го по 21-й век

Еще один шаг вперед - поставить под сомнение роль некоторых пестицидов, используемых в сельскохозяйственной практике. Когда Рейчел Карсон опубликовала книгу "Безмолвная весна", она была высококвалифицированным биологом, но не знаменитостью. Это было долгое и тщательное исследование роли пестицидов и их воздействия на окружающую среду с момента появления интенсивного сельского хозяйства после Второй мировой войны. Карсон представила доказательства того, что чувствительная экология исчезает и может быть утрачена в будущем без изучения роли некоторых пестицидов, особенно ДДТ, и правильных действий, предпринятых в случае их вреда. В то время было доказано, что этот химикат необходим для борьбы с малярией, но оказалось, что он вреден для растений и другой дикой природы. Что еще более тревожно, Карсон заметила, что по мере расширения использования ДДТ малярийные комары становились устойчивыми к этому химикату.

Ее книга побудила правительства обратить внимание на опасность промышленной деятельности - президент Джон Ф. Кеннеди и его преемник Джонсон сосредоточили свое внимание на растущей заботе об окружающей среде. В 1970 году, когда Никсон объявил 1970-е годы "десятилетием экологических перемен" и принял законы о качестве воздуха и воды, было создано EPA (агентство по охране окружающей среды США). Сочетание

этого с экологической осведомленностью населения в целом и (тогда) растущим пониманием последствий изменения климата означало, что экологическая инженерия родилась в эту эпоху. С тех пор экологическое законодательство стремится установить экологические стандарты в отношении чистой воды, качества воздуха, управления твердыми отходами и контроля загрязнения (токсичными и радиоактивными веществами) на государственном и национальном уровнях, а также установить международные стандарты. Мы потребляем все большее количество химикатов и токсичных отходов, и ответственность инженера-эколога заключается в поддержании среды, безопасной для человека и других живых существ.

3. Компетенция экологической инженерии

3.1. Управление твердыми отходами

Мы являемся, и уже очень давно, обществом потребления, а общество потребления производит много отходов. Упаковка от продуктов питания, бытовая техника, сломанные электронные устройства и все остальное, что мы перерабатываем, является твердыми отходами. Мы перерабатываем много твердых материалов, но недостаточно, и новые технологии принесут свои собственные проблемы в восстановлении, переработке или утилизации этих материалов. Это может стать большой проблемой в развивающихся странах, где переработка отходов ограничена или вообще отсутствует, поскольку эти страны пытаются индустриализироваться до такой степени, чтобы догнать развитые страны. Изменение климата сегодня является одним из основных факторов, влияющих на темпы развития этих стран. Ответы и стратегии для этой формы управления отходами должны быть предоставлены инженерами-экологами будущего.

Для некоторых материалов свалка иногда является единственным выходом, и инженеры-экологи ежедневно работают над тем, чтобы управлять этими свалками и материалами, которые на них попадают. Переработка — это большой бизнес, и мы учимся перерабатывать материалы (и делать это безопасно), чтобы лучше использовать наши ресурсы.

3.2. Водоснабжение

По мере роста населения нам требуется все больше и больше доступа к воде - будь то питьевая вода, вода для выращивания сельскохозяйственных культур или вода для защиты местной фауны и флоры, и хрупких экосистем - вода необходима для жизни. За последнее десятилетие мы узнали пределы того количества воды, которое можно получить и сохранить. Европа пострадала от засухи и наводнений, и оба сценария создают свои собственные проблемы для инженерной защиты окружающей среды. Засухи влияют на поставки продовольствия и повышают риск пожаров в городах. Наводнения также влияют на поставки продовольствия и экономику. Предприятия не могут работать, а местным и национальным правительствам приходится оплачивать высокие счета за восстановление после наводнений, что ложится тяжелым бременем на общественные службы.

Инженеры-экологи уже играют важную роль в управлении водными ресурсами - как в районах засухи и наводнений, так и за пределами районов, пострадавших от стихийных бедствий, когда речь идет о выявлении проблемных зон, не получающих достаточного количества воды.

3.3. Управление водными отходами

Инженеры-экологи следят за тем, чтобы водоснабжение было бесперебойным и поступало в наши дома и предприятия. Как упоминалось раннее, людям всегда было необходимо как можно быстрее и эффективнее избавляться от сточных вод. Это полезно для нашего здоровья и окружающей среды, а сегодня мы производим очень много сточных вод из туалетов, душевых и ванн, из бассейнов, из выстиранной одежды и посуды - и это только для бытовых нужд. Мы также производим много промышленных отходов, и утилизация этих веществ может происходить по-разному; опасные вещества могут просачиваться в окружающую среду и в питьевую воду, поэтому с ними необходимо обращаться осторожно.

Большая часть воды, поступающей на очистные сооружения, фильтруется, регенерируется и после тщательной очистки перекачивается обратно к нам. Большая часть того, что мы пьем и используем, уже много раз использовалась для тех же целей, и именно благодаря специалистам в этой области наша вода такая чистая. Они также занимаются вопросами загрязнения воды во всех ее формах.

3.4. Борьба с загрязнением воздуха

Загрязнение воздуха является серьезной проблемой с 1960-х годов, и во многих странах был принят Закон о чистом воздухе или его эквивалент. Некоторые из крупнейших городов мира до тех пор были крупными загрязнителями окружающей среды. Обязанности инженера-эколога изменились за десятилетия. Ранее это был контроль и управление токсичными веществами и их воздействием на окружающую среду - в 1980-х годах большой проблемой были кислотные дожди. Эксперты в категории загрязнения воздуха необходимы для повышения осведомленности о причинах проблем и для консультирования по вопросам законодательства,

ограничивающего выброс соответствующих газов в атмосферу. В настоящее время кислотные дожди все еще могут наносить ущерб, но их количество в некоторых частях мира сократилось на 70%.

В настоящее время они также обеспокоены проблемой парниковых газов, таких как углекислый газ, пытаясь снизить их глобальную выработку, чтобы мы могли ограничить рост температуры в будущем. Но это не единственная их область - промышленное загрязнение не ограничивается выбросами парниковых газов.

4. Будущее экологической инженерии

В будущем нас, вероятно, ожидает более интенсивное технологическое развитие, рост населения и увеличение потребности в достаточном количестве продовольствия для растущего населения, жилья и сооружений для удовлетворения растущих потребностей, новых методов ведения сельского хозяйства и т.д. Вероятно, увеличится количество территорий, которыми необходимо будет управлять для предотвращения загрязнения или нанесения ущерба окружающей среде, появятся новые потенциальные загрязнители, условия в некоторых районах должны будут измениться, чтобы справиться с изменением климата. Еще больше возрастет потребность в инженерах-экологах, которые помогут нам справиться с потенциальными проблемами, которые принесет это будущее.

Список литературы

1. EPA. URL: Агентство по охране окружающей среды - EPA - Финансовая энциклопедия (nesrakonk.ru) (дата обращения 23.10.2021)

2. Системы канализации. URL: История систем канализации - история человеческой цивилизации - Environment Brooklyn (NY) (brooklynenvironmental.com) (дата обращения 23.10.2021)

3. Рэйчел Карсон «Безмолвная весна». URL: Рэйчел Карсон - биолог, борец против применения пестицидов - She-Win (дата обращения 23.10.2021)

4. Экологическая инженерия. URL: Инженерная защита окружающей среды — Википедия (wikipedia.org) (дата обращения 23.10.2021)