Usuwanie odpadów

ludzie wytwarzają ogromne ilości odpadów—w magazynach i biurach, w naszych domach i szkołach, a także w tak nietypowych miejscach, jak szpitale. Nawet najbardziej wyrafinowane Instalacje do przetwarzania odpadów, które wykorzystują palniki plazmowe (sterowane elektrycznie „płomienie” o temperaturze tysięcy stopni) do przekształcania odpadów w gaz, produkują stałe odpady, które muszą być w jakiś sposób usuwane. Nie ma ucieczki od odpadów: naszym ostatecznym losem jako ludzi jest śmierć i stanie się odpadami, które muszą zostać spalone lub pogrzebane!

Wykres: chociaż większość wytwarzanych przez nas odpadów jest stosunkowo nieszkodliwa i łatwa do usunięcia (niebieska), około jednej piątej (pomarańczowa, żółta i zielona) jest niebezpieczna lub toksyczna i niezwykle trudna do pozbycia się bez automatycznego zanieczyszczania ziemi.

Utylizacja odpadów nie zawsze oznaczała zanieczyszczenie terenu.Przed XX wiekiem większość materiałów używanych przez ludzi była całkowicie naturalna (wytwarzana z roślin, zwierząt lub minerałów znalezionych w ziemi), więc po ich usunięciu wytworzone przez nich odpady były również naturalne i nieszkodliwe: głównie organiczne(oparte na węglu) materiały, które po prostu ulegały biodegradacji (rozkładały się zwykle na glebopodobny kompost). Naprawdę nie było nic, co moglibyśmy włożyć na ziemię, co byłoby bardziej szkodliwe niż cokolwiek, co byśmy z niej zabrali. Jednak w XX wieku rozwój tworzyw sztucznych (polimerów wytwarzanych na ogół w zakładach chemicznych z ropy naftowej i innych chemikaliów), kompozytów (wytwarzanych przez połączenie dwóch lub więcej innych materiałów) i innych materiałów syntetycznych (stworzonych przez człowieka)wytworzył nową generację nienaturalnych materiałów, które środowisko naturalne nie ma pojęcia, jak się rozbić. Na przykład biodegradacja plastikowej butelki może potrwać 500 lat. I chociaż łatwo jest poddać recyklingowi proste rzeczy, takie jak kartony lub puszki ze stali,o wiele trudniej jest zrobić to samo z płytami komputerowymi wykonanymi z dziesiątek różnych komponentów elektronicznych, same wykonane z niezliczonych metali i innych chemikaliów, wszystkie ściśle ze sobą połączone i prawie niemożliwe do demontażu.

nic nie ilustruje problemu unieszkodliwiania odpadów bardziej wyraźnie niż odpady radioaktywne. Kiedy naukowcy odkryli, jak wytwarzać energię przez dzielenie atomów w elektrowniach jądrowych, stworzyli również najtrudniejszy na świecie problem usuwania odpadów. Rośliny nuklearne wytwarzają toksyczne odpady, które mogą pozostać niebezpiecznie radioaktywne przez tysiące lat, a co gorsza, zanieczyszczają wszystko lub każdego, kto wejdzie w kontakt z nim. Elektrownie jądrowe, które przyczyniły się do katastrofalnych wypadków (w tym Elektrownia w Czarnobylu w Ukrainie, która wybuchła w 1986 r., oraz elektrownia Fukushima w Japonii,która została uszkodzona przez trzęsienie ziemi w 2011 r.) są na ogół uszczelniane betonem i opuszczane na czas nieokreślony. Nic dziwnego, że lokalne społeczności sprzeciwiają się składowaniu odpadów nuklearnych w dowolnym miejscu w ich pobliżu.

Górnictwo

Zdjęcie: największa na świecie kopalnia miedzi, Kopalnia Escondida w Chile, jest tak duża, że można nawet zobaczyć bliznę na krajobrazie z kosmosu. Ale wszyscy używamy miedzi (jest w komputerze, którego teraz używasz), więc czy to jest rzeczywiste „zanieczyszczenie ziemi”, czy po prostu bardzo konieczne użytkowanie gruntów? Zdjęcie wykonane przez NASA / GSFC / MITI/ERSDAC/JAROS oraz zespół naukowy ASTER z USA / Japonii dzięki uprzejmości NASA Goddard Space Flight Center (NASA-GSFC).

chociaż istnieje wiele odpowiedzialnych firm wydobywczych, a prawa dotyczące ochrony środowiska ściśle ograniczają wydobycie w niektórych krajach, kopalnie pozostają jednymi z najbardziej oczywistych blizn na (I pod)krajobrazie. Górnictwo powierzchniowe (czasami nazywane kopalnictwem lub odkrywkowym) wymaga usunięcia wierzchniej warstwy gleby (żyznej warstwy materii organicznej, która jest szczególnie cenna dla środowiska), aby dostać się do cennych skał poniżej. Nawet jeśli niszczenie wierzchniej warstwy gleby jest najgorsze, co się dzieje, może przekształcić produktywny krajobraz w jałowy, który jest rodzajem zanieczyszczenia.Można by pomyśleć, że kopalnia usuwa tylko rzeczy z ziemi, powodując niewielkie lub żadne zanieczyszczenia, ale górnictwo nie jest takie proste. Większość metali, na przykład, występuje w mieszaninach skalnych zwanych rud, z których cenne pierwiastki muszą być wydobywane za pomocą procesów chemicznych, elektrycznych lub innych. Pozostawia to po sobie odpady i odpady używane do ich przetwarzania, które historycznie były po prostu wyrzucane na ląd. Ponieważ wszystkie odpady zostały pozostawione w jednym miejscu, koncentracja zanieczyszczeń często stawała się niebezpiecznie wysoka. Kiedy mineswere całkowicie wypracowane, wszystko, co pozostało było zanieczyszczone ziemi, które nie mogą być wykorzystane do innych celów. Często stare mineshave były używane jako składowiska odpadów, dodając obraza odwróconego Garbage do szkody pierwotnego uszkodzenia. Ale przynajmniej zaoszczędziło więcej ziemi gdzie indziej.

urbanizacja

ludzie tworzą stałe osady od co najmniej 10 000 lat i, bez jakiegoś poważnego wypadku lub naturalnego zagrożenia, większość miast i miasteczek, które stworzyliśmy, oraz infrastruktura, która je utrzymuje, pozostanie z nami przez kolejne lata w przyszłości. Niewielu z nas sklasyfikowałoby miasta i inne osady ludzkie jako „zanieczyszczenia ziemi”; ludzie oczywiście muszą gdzieś mieszkać i pracować. Ponadto urbanizacja oznacza niezwykle ważną zmianę krajobrazu, która może powodować zanieczyszczenie ziemi w różny subtelny i nie tak subtelny sposób.

Wykres: urbanizacja idzie w parze z innymi zmianami w użytkowaniu gruntów, takimi jak wylesianie. W 2015 r. na świecie było o 96% tyle zalesionych terenów, co w 1990 r.—co w sumie oznacza ogromną utratę lasów. Ten wykres pokazuje 15 przykładowych krajów, które zyskały Las (zielony) lub straciły go (pomarańczowy), a suma świata pokazana jest w środku (żółty). Dla każdego kraju pasek pokazuje procent powierzchni lasów w 2015 r. w porównaniu do 1990 r., więc 100 procent nie zmieniłoby się. Rysowane przez explainthatstuff.com wykorzystanie danych Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. wyżywienia i Rolnictwa / Banku Światowego, opublikowanych na licencji Creative Commons BY-4.0.

z ponad 7,8 miliardami ludzi na planecie, dziwi fakt , że ludzie zurbanizowali tylko około 3 procent całkowitej powierzchni Ziemi, chociaż około 30-40 procent całkowitej powierzchni ziemi zostało przekształcone, jeśli uwzględnimy Rolnictwo . Nasz wpływ na planetę rozciąga się znacznie dalej, niż może sugerować urbanizacja. W 1996 roku Herbert Girardet oszacował, że Londyn w Anglii ma ślad ekologiczny(powierzchnia ziemi potrzebna do jego utrzymania) około 125 razy większy niż samo miasto . Zsumuj ten efekt dla każdego większego miasta na świecie, a zrozumiesz, jak duży wpływ miała urbanizacja.Dzisiejsze dane są oszałamiające. Według Global Footprint Network, ślad ekologiczny większości krajów(z czego korzystają) znacznie przekracza ich zdolność biologiczną (co mogą produkować): w Stanach Zjednoczonych ślad ekologiczny na osobę jest 2,3 razy większy niż zdolność biologiczna; w Niemczech jest to 2.8 razy większy, w Chinach 3,7 razy większy, a w Indiach 2,2 razy większy.

jednym z problemów urbanizacji jest to, że poprzez koncentrację ludzi, koncentruje się ich odpady w tym samym czasie. Tak więc, na przykład, brutalne usuwanie ścieków z dużego miasta automatycznie powoduje zanieczyszczenie wody lub ziemi, gdzie taka sama liczba ludzi i ta sama objętość ścieków może nie stworzyć problemu, gdyby powstały w 10 mniejszych miastach lub 100 małych miasteczkach.Koncentracja jest zawsze kluczowym czynnikiem, gdy mówimy o zanieczyszczeniu.Powiedziawszy to, ważne jest, aby pamiętać, że urbanizacja, gdyjest to działa, może również pomóc ludziom żyć bardzo wydajnie. Tak więc Nowy Jork ma najniższy ślad ekologiczny ze wszystkich stanów w USA, głównie dlatego, że ludzie tam mają mniejsze domy i lepiej korzystają z transportu publicznego .

Zdjęcie: Greenfield to brownfield: to niegdyś zielone pole będzie wkrótce dużym osiedlem mieszkaniowym. Ludzie potrzebują domów do życia, ale potrzebują także terenów zielonych – i gruntów rolnych, aby je wyżywić.

chemia rolnicza

Ci z nas, którzy mają szczęście żyć w bogatych krajach, traktują nasze podstawowe przetrwanie za pewnik: oprócz wycieczek do sklepu spożywczego, nie martwimy się o to, skąd pochodzi nasze jedzenie ani jak do nas dociera. W rzeczywistości siedem miliardów głodnych ludzi spożywa ogromną ilość jedzenia. Karmienie świata na taką skalę jesttylko możliwe, ponieważ rolnictwo działa obecnie w sposób przemysłowy, z gigantycznymi maszynami, takimi jak ciągniki i Kombajny zbożowe, wykonującymi pracę, którą wykonałyby setki ludzi w przeszłości, oraz chemicznymi, takimi jak nawozy i pestycydy (herbicydy zabijające chwasty i insektycydy zabijające owady) zwiększającymi ilość żywności, która może być uprawiana na każdym kawałku ziemi. Niestety, większość pestycydów to trucizny definicyjne, a wiele z nich pozostaje w glebie lub gromadzi się przez lata. Jeden niesławny i obecnie szeroko zakazany pestycyd, DDT, nie jest zwykle biodegradowalny, więc pozostał w środowisku odkąd został po raz pierwszy użyty w połowie XX wieku, a nawet rozprzestrzenił się na takie miejsca, jak Antarktyda . DDT jest tylko jednym z wieluorganicznych (węglowych) chemikaliów, które pozostają w środowisku przez lata lub dziesięciolecia, znane jako trwałe zanieczyszczenia organiczne.

osadzanie się atmosfery

zanieczyszczenie powietrza nie pozostaje zanieczyszczeniem powietrza. Idealnie się rozprasza, więc stężenie problematycznych substancji chemicznych staje się tak niskie, że nie stanowi już zanieczyszczenia.Czasami jednak spada z powrotem na ziemię i staje się zanieczyszczeniem wody (jeśli wejdzie do oceanów, rzek i jezior) lub zanieczyszczeniem ziemi. Zanieczyszczenie powstałe („zdeponowane”) w wodzie lub na lądzie zistniejącego zanieczyszczenia powietrza (atmosfery) jest znane jako atmosphericdeposition. Ziemia może zostać zanieczyszczona przez odkładanie się w bardzo bardzoodkrywane sposoby. Na przykład korytarz lądowy po obu stronach drogi autostradowej lub autostradowej jest z czasem systematycznie zanieczyszczany wszelkimi szkodliwymi produktami ubocznymi podróży drogowej—od paliw i okładzin hamulcowych po pył zużyty z chodnika i osady metali ciężkich (takie jak ołów) wymyte z silników. Te substancje chemiczne gromadzą się w glebie, gdzie mogą ulegać reakcjom ze sobą i tworzyć substancje, które są jeszcze bardziej toksyczne .

warto zwrócić uwagę na dwie ważne rzeczy. Po pierwsze, oznacza to, że żaden ląd na Ziemi – nawet najbardziej odizolowana wyspa-nie może być uważana za całkowicie bezpieczną z punktu widzenia zanieczyszczenia: nawet jeśli znajduje się setki lub tysiące mil od najbliższej fabryki lub osady ludzkiej, nawet jeśli żaden człowiek nigdy tam nie mieszkał,nadal może być zanieczyszczony z powietrza. Po drugie, jeśli robisz coś, co powoduje zanieczyszczenie (może rozprzestrzenianie chwastobójcy na Twoim ogrodzeniu lub być może prowadzenie fabryki, w której popiół jest odprowadzany z komina), efekty niekoniecznie zostaną przeniesione do miejsca, w którym zanieczyszczenia są po raz pierwszy wytwarzane. Ważne jest, aby pamiętać, że zanieczyszczenie nie zna granic.

erozja gleby

Zdjęcie: erozja gleby zamienia pola w pustynie. Zdjęcie autorstwa Jacka Dykinga dzięki uprzejmości US Department of Agriculture / Agricultural Research Service (USDA / ARS).

Jeśli zdefiniujesz „zanieczyszczenie ziemi” jako nieodwracalne uszkodzenie ziemi, musisz również uwzględnić erozję gleby jako rodzaj zanieczyszczenia. Wielu ludzi uważa, że gleba jest glebą, zawsze tam, nigdy się nie zmienia, nigdy nie jest gotowa do uprawy, niezależnie od tego, co w niej zakopiemy. W rzeczywistości gleba jest znacznie bardziej złożonym siedliskiem, które zachowuje produktywność tylko wtedy, gdy jest pielęgnowana i pielęgnowana. Zbyt dużo wiatru lub wody, niszczenie struktury gleby przez nadmierne orki, nadmierne składniki odżywcze, nadmierne trawienie i nadprodukcja roślin eroduje olej, uszkadzając jego strukturę i drastycznie zmniejszając jego produktywność, aż będzie niewiele więcej niż pył. W najgorszym przypadku gleba staje się pustynnieniem:niegdyś produktywne obszary rolnicze stają się jałowe, bezużyteczne. Jak poważny jest problem? W 2001 roku były sekretarz generalny ONZ Kofi Annan ostrzegł świat: „susza i pustynnienie zagrażają życiu ponad miliarda ludzi w ponad 110 krajach na całym świecie.” .Wylesianie nie tylko szkodzi miejscu, w którym wycinane są drzewa.Badanie przeprowadzone w 2013 roku przez naukowców z Uniwersytetu Princeton wykazało, że gdyby Las deszczowy Amazon został całkowicie zniszczony, miałby dramatyczny wpływ na atmosferę, która przenosiłaby się do miejsc takich jak Stany Zjednoczone, powodując suszę i potencjalnie pustynnienie .

Niestety, ponieważ erozja gleby dotyczyła do tej pory krajów rozwijających się bardziej niż krajów rozwiniętych, jest to problem, który otrzymuje stosunkowo mało uwagi. Przyspieszenie zmiany klimatu wkrótce to zmieni. W przyszłości, w czasie gorętszej pogody i bardziej intensywnych burz, utrzymanie gleby w stanie żyznym i produktywnym będzie coraz trudniejsze, podczas gdy ulewne burze i gwałtowne powodzie łatwiej zmyją wierzchnią warstwę gleby. Tymczasem Rolnictwo może stać się niemożliwe w obszarach przybrzeżnych zalanych wodami wodnymi przenoszonymi przez podnoszenie się poziomu mórz. Globalwarming może być przykładem zanieczyszczenia powietrza (ponieważ jest to spowodowane głównie przez ludzi uwalniających gazy, takie jak dwutlenek węgla do atmosfery).Ale jeśli doprowadzi to do dramatycznego wzrostu poziomu morza i erozji wybrzeży, można argumentować, że stanie się również przykładem zanieczyszczenia ziemi.

skutki zanieczyszczenia ziemi

dzięki szczęściu i odpowiednim warunkom atmosferycznym zanieczyszczenie powietrza i wody rozprasza się i zanika. To, co sprawia, że zanieczyszczenie ziemi jest takim problemem, to to, że ziemia jest statyczna, więc zanieczyszczenie ziemi pozostaje dokładnie tam, gdzie jest, dopóki ktoś go nie wyczyści. Ziemia zanieczyszczona pozostaje zanieczyszczona; Ziemia zurbanizowana niemal niezmiennie pozostaje zurbanizowana. Jak już zauważyliśmy, Tworzywa sztuczne znikają po wielu latach, podczas gdy promieniowanie może zanieczyszczać ziemię dziesięciokrotnie dłużej. Oznacza to, że wysypiska śmieci i radioaktywne wysypiska odpadów pozostają w ten sposób praktycznie w nieskończoność.

najprostszym skutkiem zanieczyszczenia ziemi jest to, że powoduje ona wycofanie ziemi z obiegu. Im więcej ziemi zużywamy, tym mniej pozostajemy. Może to nie brzmi problem, gdy na obszarach wiejskich jest dużo ziemi, ale z pewnością jest to problem, gdy chodzi o produkcję rolną, zwłaszcza że populacja na świecie stale rośnie. Największy problem pojawia się, gdy zanieczyszczona ziemia jest zwracana do użytku, zarówno jako ziemia budowlana, jak i rolna.Domy mogą być budowane na terenach poprzemysłowych, które nie zostały odpowiednio oczyszczone, narażając przyszłych właścicieli i ich rodziny na ryzyko. Albo ludzie mogą czerpać wodę z rzek zasilanych przez wody gruntowe zanieczyszczone składowiskami odpadów, pracami górniczymi lub w inny sposób zanieczyszczonymi terenami w pewnej odległości. Choroby takie jak rak rozwijają się przez lata lub dziesięciolecia z różnych przyczyn i niezwykle trudno jest udowodnić, że zostały spowodowane przez coś takiego jak lokalne zanieczyszczenie środowiska, zwłaszcza gdy ludzie w ciągu swojego życia zmieniają domy. Nikt nie wie, ile ziemi jest zanieczyszczonych, jak zanieczyszczenia różnią się w zależności od miejsca lub jak zanieczyszczenia reagują ze sobą, gdy wejdą do kanałów i staną się zanieczyszczeniem wody. Tak więc skala problemu i jego ostateczne skutki są niemożliwe do określenia.

jednak wiemy, jaki efekt mają poszczególne substancje. Wiemy na przykład, że ołów jest toksycznym metalem ciężkim, który ma wszelkiego rodzaju nieprzyjemny wpływ na ludzkie zdrowie; jest on zaangażowany w deficyty rozwojowe (takie jak zmniejszenie inteligencji) u dzieci . Wiemy, że niektóre substancje chemiczne są rakotwórcze (rakotwórcze), podczas gdy inne powodują wady wrodzone, takie jak choroby serca . Co najmniej wydaje się rozsądne, aby nie wprowadzać niebezpiecznych chemikaliów, takich jak trwałe zanieczyszczenia organiczne, do środowiska, w którym mogą szkodzić zdrowiu ludzi przez wiele lat w przyszłości.

rozwiązania

Dlaczego zanieczyszczenie terenu ma znaczenie? Chociaż Ziemia może wydawać się dość dużym miejscem, tylko około trzecia jej powierzchnia jest pokryta lądem, a obecnie żyje tu ponad siedem miliardów ludzi. Większość naszej energii (około 85 procent na całym świecie) nadal pochodzi z paliw kopalnych zakopanych pod ziemią,a ponieważ jeszcze nie zorientowali się, jak wydobywać w kosmosie, tak jak wszystkie nasze minerals. Większość naszego pożywienia jest uprawiana na powierzchni planety; woda, której potrzebujemy, pochodzi również z powierzchni planety lub z skał zakopanych tuż pod ziemią. Krótko mówiąc, nasze życie jest tak samo ściśle związane z powierzchnią ziemi, jak rośliny, które wyrastają z ziemi.Wszystko, co degraduje, niszczy lub niszczy ziemię, ostatecznie ma wpływ na ludzkie życie i może zagrozić naszej zdolności przetrwania.Dlatego potrzebujemy rozwiązania problemu.

Jakie rozwiązania? Najlepiej byłoby przyjrzeć się z kolei każdemu aspektowi zanieczyszczenia ziemi i spróbować znaleźć sposób, aby je zatrzymać lub zmniejszyć. W przypadku problemów,takich jak usuwanie odpadów, rozwiązania są stosunkowo proste. Wiemy, że recykling, który candramicznie zmniejsza potrzebę wysyłania odpadów na składowiska; zmniejsza również potrzebę spalania, które może wytwarzać „popiół lotny” (toksyczny pył unoszący się w powietrzu), który wieje, dopóki nie opada z powrotem do ziemi lub wody. Zawsze będziemy potrzebować kopalni, ale recykling starych materiałów może zmniejszyć nasze zapotrzebowanie na nowe. W niektórych krajach powszechne jest wymaganie od operatorów kopalni, aby sprzątali kopalnie i przechowywali Krajobraz po zakończeniu ich pracy; czasami właściciele kopalni muszą nawet złożyć obligacje finansowe, aby upewnić się, że mają na to pieniądze. Większe zainteresowanie nieorganiczną żywnością i rolnictwem może pewnego dnia doprowadzić do ograniczenia stosowania szkodliwych chemikaliów rolniczych, ale jest mało prawdopodobne, aby miało to miejsce w najbliższym czasie. Mimo to obawy społeczeństwa dotyczące bezpieczeństwa żywności i chemikaliów doprowadziły do wyeliminowania bardziej szkodliwych pestycydów—przynajmniej w niektórych krajach. Tymczasem międzynarodowe wysiłki, takie jak Konwencja Narodów Zjednoczonych o zwalczaniu pustynnienia (UNCCD), pomagają skupić uwagę na głównych problemach, takich jak erozja gleby.

najlepiej, żeby nie tylko powstrzymać zanieczyszczenie: musimy również oczyścić wiele zanieczyszczonych miejsc, które już istnieją. Na przykład w Wielkiej Brytanii NuclearDecommissioning Authority wydaje obecnie około 117 miliardów funtów (146 000 milionów dolarów)na oczyszczenie 17 byłych elektrowni jądrowych—a liczba ta stale rośnie . W Stanach Zjednoczonych program o nazwie Superfund od 1980 roku odkaża setki zanieczyszczonych miejsc. Tam, gdzie nie da się całkowicie odrestaurować terenów, można je „poddać recyklingowi” i korzystać z innych korzyści dla środowiska; na przykład wiele zanieczyszczonych miejsc i byłych kopalń w Stanach Zjednoczonych stało się obecnie farmami wiatrowymi lub terenami dla dużych obszarów paneli słonecznych .

nowe technologie prawie na pewno ułatwią w przyszłości „recykling” zanieczyszczonych gruntów. Na przykład stosunkowo nowa forma unieszkodliwiania odpadów zwana gazowaniem plazmowym umożliwia „wydobywanie” dawnych składowisk, przekształcanie starych odpadów w gaz bogaty w energię i stosunkowo bezpieczne odpady stałe, które mogą być wykorzystywane jako materiał budowlany. Bioremediacja jestinną bardzo obiecującą technologią czyszczenia gruntów, w której drobnoustroje różnego rodzaju zjadają i trawią odpady i zamieniają je w bezpieczne produkty; fitoremediacja jest podobną koncepcją, ale polega na wykorzystaniu roślin, takich jak wierzby, do usuwania zanieczyszczeń z gleby.

wszystko to daje nadzieję na lepszą przyszłość-przyszłość, w której bardziej cenimy środowisko, mniej szkodzimy ziemi-i wreszcie zdajemy sobie sprawę, że sama ziemia jest ograniczonym i cennym zasobem.

fot. bioremediacja. Na szczęście mikroorganizmy nie mają nic przeciwko usuwaniu odpadów, które wolelibyśmy wyrzucać i ignorować. Naukowcy z Oak Ridge National Laboratory w Tennessee badają, czy gleby zanieczyszczone toksycznymi substancjami chemicznymi, takimi jak PCB (polichlorowane bifenyle) mogą być usuwane przez bakterie. Zdjęcie dzięki uprzejmości USDepartment of Energy.