avfallshantering

människor producerar stora mängder avfall—fabriker och kontor, i våra hem och skolor, och i sådana osannolika platser som sjukhus. Även den mest sofistikerade avfallsprocessenväxter, som använder plasmafacklor (Elektriskt styrda ”flammor” vidtemperaturer av tusentals grader) för att göra avfall till gas, producerarfasta avfallsprodukter som måste kasseras på något sätt. Det finns helt enkelt ingen att komma bort från avfall: vårt yttersta öde som människor är att dö ochbli avfallsprodukter som måste brännas eller begravas!

Diagram: även om det mesta av avfallet vi producerar är relativt ofarligt och lätt att kassera (blått), är cirka en femtedel av det (orange, gult och grönt) farligt eller giftigt och extremt svårt att bli av med utan att automatiskt förorena mark.

avfallshantering innebar inte alltid markföroreningar.Före 20-talet var de flesta av de material som användes av människorhelt naturliga(framställda av antingen växter, djur eller mineralersom finns i jorden) så när de bortskaffades var de avfallsprodukter de genererade också naturliga och ofarliga: mestadels organiska (kolbaserade) material som helt enkelt skulle brytas ned (bryts nedventuellt i jordliknande kompost). Det fanns egentligen inget vi kunde sätta i jorden som var mer skadligt än något vi skulle ta från det i första hand. Men under 20-talet, utveckling av plast (polymerer som vanligtvis tillverkas i kemiska växterfrån petroleum och andra kemikalier), kompositer (gjorda genom att kombineratvå eller flera andra material) och andra syntetiska (mänskliga skapade)material har producerat en ny generation onaturliga material somDen naturliga miljön har ingen aning om hur man bryter ner. Det kan ta 500 år för en plastflaska att brytas ned, till exempel. Och medandet är lätt att återvinna enkla saker som kartonger ellerstålburkar, det är mycket svårare att göra samma sak med datorkretskort gjorda av dussintals olikaelektroniska komponenter,själva gjorda av otaliga metaller och andra kemikalier, allatätt bundna ihop och nästan omöjligt att demontera.

ingenting illustrerar problemet med avfallshantering tydligare än radioaktivt avfall. När forskare upptäckte hurFör att skapa energi genom att dela atomer ikärnkraftverk skapade de också världens svåraste avfallshanteringsproblem. Kärnväxter producerar giftigt avfall som kan förbli farligt radioaktivt i tusentals år och, vad som är värre, kommer att förorena någonting eller någon som kommer i kontakt med det. Kärnkraftverk som har drabbats av katastrofala olyckor (inklusive Tjernobyl-anläggningen iUkraina, som exploderade 1986, och Fukushima-anläggningen i Japan,som skadades av en jordbävning 2011) förseglas vanligtvis medbetong och överges på obestämd tid. Inte överraskande, lokalasamhällen motsätter sig högljutt att ha kärnavfall lagrat var som helst nära dem.

Mining

foto: världens största koppargruva, Escondida Mine i Chile, är så stor att du även kan se ärret på landskapet från rymden. Men vi använder alla koppar (det är i datorn du använder just nu) så är denna faktiska ”markförorening” eller bara mycket nödvändig markanvändning? Foto av NASA/GSFC/MITI/ERSDAC/JAROS och USA / Japan Aster Science Team med tillstånd avnasa Goddard Space Flight Center (NASA-GSFC).

även om det finns många ansvarsfulla gruvföretag, och miljölagar nu stramt begränsar gruvdrift i vissa länder, är gruvor fortfarande bland de mest uppenbara ärren på (och under)landskapet. Ytbrytning (ibland kallad stenbrott eller öppen castmining) kräver avlägsnande av matjord (det bördiga jordskiktet och organiskt material som är särskilt värdefullt förjordbruk) för att komma till de värdefulla klipporna nedan. Även omförstörelsen av matjord är det värsta som händer kan det göra ettproduktivt landskap till ett kargt landskap, vilket är en slags förorening.Du kanske tror att en gruva bara skulle ta bort saker från landet och orsaka liten eller ingen förorening,men gruvdrift är inte så enkelt. De flesta metaller förekommer till exempel i steniga blandningar som kallas malmer, från vilkade värdefulla elementen måste extraheras genom kemiska, elektriska eller andra processer. Det lämnar avfallsprodukter och kemikalier som används för att bearbeta dem, som historiskt helt enkelt dumpades tillbaka på marken. Eftersom allt avfall lämnades på ett ställe, koncentrationen av föroreningar blev ofta farligt hög. När Miner var helt utarbetade var allt som lämnades kvar förorenat land som inte kunde användas för något annat ändamål. Ofta gamla gruvorhar använts som deponier, vilket ger förolämpningen av ett inverterat skräpberg till skadan av den ursprungliga skadan. Men åtminstone räddade det skada mer mark någon annanstans.

urbanisering

människor har gjort permanenta bosättningar i minst 10 000 år och, om det inte finns någon större olycka eller en naturlig katastrof, kommer de flesta städer och städer som vi har skapat, och den infrastruktur som håller dem igång, att förbli hos oss tusentals fler år in i framtiden. Inte många av oss skulleautomatiskt klassificera städer och andra mänskliga bosättningar som ”landförorening”; människor behöver uppenbarligen bo och arbeta någonstans. Även urbaniseringen markerar en oerhört viktig förändring av landskapetsom kan orsaka markföroreningar på olika subtila och inte så subtila sätt.

Diagram: urbanisering går hand i hand med andra förändringar i markanvändning, såsom avskogning. År 2015 hade världen cirka 96 procent så mycket skogsområde som det hade 1990—en enorm förlust av skog totalt. Detta diagram visar 15 exempelländer som antingen har fått skog (grön) eller förlorat den (orange), med världens totala visas i mitten (gul). För varje land visar fältet andelen skogsareal 2015 jämfört med 1990, så 100 procent skulle inte vara någon förändring. Dras av explainthatstuff.com använda data från FN: s livsmedels-och jordbruksorganisation/Världsbanken, publicerad under en Creative Commons BY-4.0-licens.

Med över 7,8 miljarder människor på planeten kan det komma som en överraskning att finna att människor bara har urbaniserat cirka 3 procent av jordens totala markyta , även om cirka 30-40 procent av den totala markområdet har förvandlats om vi inkluderarjordbruk . Vår påverkan på planeten sträcker sig mycket längre änurbanisering kan föreslå. Redan 1996 uppskattade Herbert Girardet att London, England har ett ekologiskt fotavtryck (areal som behövs för att stödja det) ungefär 125 gånger större än själva staden . Lägg upp den effekten för varje större stad i världen och du får en uppfattning om hur stor inverkan urbaniseringen har haft.Dagens siffror är häpnadsväckande. Enligt Global Footprint Network överstiger det ekologiska fotprintav de flesta länder (vad de använder) enormt deras biokapacitet(vad de kan producera): i USA är det ekologiska fotavtrycket per person 2,3 gånger större än biokapaciteten; i Tyskland är det 2.8 timesbigger; i Kina, 3,7 gånger större; och i Indien, 2,2 gånger större.

ett av problemen med urbanisering är att genom att koncentrera människor koncentrerar den sina avfallsprodukter vid samma tidpunkt. Så, till exempel, grovt bortskaffande av avloppsvatten från en storstad skapar automatiskt vatten eller markförorening, där sammaantal människor och samma mängd avloppsvatten kanske inte skapar ett problem om det skapades i 10 mindre städer eller 100 små städer.Koncentration är alltid en nyckelfaktor när vi pratar om föroreningar.Med det sagt är det viktigt att komma ihåg att urbanisering, närdet fungerar, kan också hjälpa människor att leva mycket effektivt. Således har New York det lägsta ekologiska fotavtrycket av någon stat i USA, till stor del för att människor där har mindre Hem och görstörre användning av kollektivtrafik .

foto: Greenfield till brownfield: detta en gång gröna fält kommer snart att bli ett stort bostadsområde. Människor behöver bostäder att bo i, men de behöver också grönområden—och jordbruksmark för att mata dem.

jordbrukskemikalier

de av oss som har turen att bo i rika länder tar vår grundläggande överlevnad för givet: bortsett från resor till mataffären oroar vi oss inte för var vår mat kommer ifrån eller hur det kommer till oss. Verkligheten är att sju miljarder hungriga människorkonsumerar en stor mängd mat. Att mata världen i en sådan skala är bara möjligt eftersom jordbruket nu fungerar på ett industriellt sätt, med gigantiska maskiner som traktorer ochkombinera skördare som gör det arbete som hundratals människor skulle ha gjort tidigare, och kemikaliersom gödselmedel och bekämpningsmedel (herbicider som dödar ogräs och insektsmedel som dödar buggar) Ökar mängden mat som kan odlas på varje mark. Tyvärr är de flesta bekämpningsmedel avdefinition gifter, och många förblir i jorden eller ackumuleras däri år. En ökänd och nu allmänt förbjuden bekämpningsmedel, DDT, är inte vanligtvis biologiskt nedbrytbar så det har varit kvar i miljön sedan det först användes i mitten av 20-talet och till och med spridatill sådana platser som Antarktis . DDT är bara en av mångaorganiska (kolbaserade) kemikalier som förblir i miljön i år eller årtionden, kända som persistenta organiska föroreningar.

atmosfärisk deponering

luftföroreningar förblir inte luftföroreningför alltid. Idealiskt sprids det, så koncentrationen av problematiskkemikalier blir så låga att det inte längre utgör förorening.Ibland faller den dock tillbaka till marken och blir antingenvattenförorening (om den kommer in i hav, floder och sjöar) eller landförorening. Förorening skapad (”deponerad”) i vatten eller mark frånexisterande förorening i luften (atmosfär) är känd som atmosphericdeposition. Mark kan bli förorenad genom deponering på vissa mycketoväntade sätt. Till exempel blir en korridor av mark på vardera sidan av en motorväg eller motorväg systematiskt förorenad över tiden med alla typer av skadliga biprodukter från vägresor—allt från bränslespill och bromsbelägg till damm som bärs från trottoaren och tungmetallavlagringar (som bly) tvättas från motorerna. Dessa kemikalier ackumuleras i jorden där de kan genomgå reaktioner med varandra och formasubstanser som är ännu mer giftiga .

två viktiga saker är värda att notera omatmosfärisk deponering. För det första betyder det att inget land på jorden—inte ensDen mest isolerade ön—kan anses vara helt säker från förorening: även om det är hundratals eller tusen mil från den närmaste fabriken eller mänskliga bosättningen, även om ingen människa någonsin har bott där,kan den fortfarande förorenas från luften. För det andra, om du görnågot som orsakar förorening (kanske sprider weedkiller på din trädgård eller kanske driver en fabrik där aska släpps ut från en rökstack), kommer effekterna inte nödvändigtvis att blikonfinerade till den plats där föroreningen först produceras. Det är viktigt att komma ihåg att föroreningar inte känner till några gränser.

jorderosion

foto: jorderosion förvandlar fält till öknar. Foto av Jack Dykinga med tillstånd AVUS Department of Agriculture / Agricultural Research Service (USDA/ARS).

om du definierar ”markförorening” som irreversibelskada på marken måste du också inkludera jorderosion som en typ av förorening. Många tror att jorden är jord, alltid där, aldrig förändras, någonsin redo att odla vilka grödor vi väljer att begrava i den. IVerkligheten är Jord en mycket mer komplex växande livsmiljö somförblir produktiv endast när den vårdas och vårdas. För mycketvind eller vatten, förstörelse av markstrukturen genom överdriven plöjning, överdrivna näringsämnen, överbetning och överproduktion av grödor erodesoil, skadar dess struktur och drastiskt minskar dessproduktivitet tills det är lite mer än damm. I värsta fall blir jorderosion ökenspridning: en gång produktiva jordbruksområden blir karga, värdelösa öden. Hur allvarligt är problemet? År 2001 varnade FN: s tidigare generalsekreterare Kofi Annan för världen att: ”torka och ökenspridning hotar försörjningen för över 1 miljard människor i mer än 110 länder runt om i världen.” .Avskogning skadar inte bara platsen där träden skärs ner.En studie från 2013 av Princeton University forskare fann att omamazon regnskog var helt förstörd, skulle det ha en dramatiskeffekt på atmosfären, som skulle överföra till platser som Förenta staterna, vilket orsakar torka och potentiellt ökenspridning där också .

tyvärr, eftersom jorderosion hittills har påverkatutveckla länder mer än den utvecklade världen, är det ett problem som får relativt liten uppmärksamhet. Accelererande climatechange kommer snart att ändra det. I en framtid med varmare väder och mer intensiva stormar blir det allt svårare att underhålla jorden i ett bördigt och produktivt tillstånd, medan kraftiga regnstormar och översvämningar kommer att tvätta bort matjorden lättare. Under tiden kan jordbruket bli omöjligt i kustområden översvämmade avsaltvatten som transporteras in av stigande havsnivåer. Vi kanske tänker på globalvärmning som ett exempel på luftföroreningar (eftersom det orsakas mestadels avmänniskor som släpper ut gaser som koldioxid i atmosfären).Men om det leder till dramatisk havsnivåhöjning och kusterosion, kan du hävda att det också kommer att bli ett exempel på markföroreningar.

effekter av markföroreningar

med tur och rätt atmosfäriska förhållanden sprids luft-och vattenföroreningar och försvinner. Det som gör landförorening till ett sådant problem är att marken är statisk, så markförorening stannar exakt där den är tills och om inte någon rensar upp den. Mark som är förorenad stannar förorenad; mark som är urbaniserad nästan oföränderligt förblir urbaniserad. Som vi redan har sett tar plasthundratals år att försvinna medan strålning kan förorena markför tio gånger längre. Det betyder att deponier och radioaktiva avfallsdumpar förblir på det sättet ganska mycket på obestämd tid.

den enklaste effekten av markförorening är att dentar mark ur omlopp. Ju mer mark vi använder, desto mindre har vi kvar. Det kanske inte låter ett problem där det finns gott om mark på landsbygden, men det är verkligen en oro när det gäller produktivjordbruksmark, särskilt som världens befolkning fortsätter att öka. Det största problemet kommer när förorenadmark återförs till användning, antingen som byggnads-eller jordbruksmark.Hus kan byggas på brownfield (tidigare industriella) webbplatsersom inte har rengjorts ordentligt, vilket riskerar framtida ägare och deras familjer. Eller människor kan få sitt vatten från floderlevereras av grundvatten förorenat av deponier, mineworkings, eller på annat sätt förorenat land något avstånd bort. Sjukdomar som cancer utvecklas under år eller årtionden av olika skäloch det är extremt svårt att bevisa att de har orsakats avnågot som lokal miljöförorening, särskilt när människor flyttar hem under sin livstid. Ingen vet hur mycket mark som är förorenat, hur föroreningar varierar från en plats till en annan, eller hur markföroreningar reagerar med varandra när de kommer in i vattenkurser och blir vattenföroreningar. Så omfattningen av problemoch dess slutliga effekter är omöjliga att bestämma.

vi vet dock vilken effekt enskilda föroreningar har. Vi vet till exempel att bly är en giftig tungmetall som har alla slags obehagliga effekter på människors hälsa; det är inblandat i utvecklingsunderskott (såsom minskningar iintelligens) hos barn . Vi vet att vissa kemikalier är cancerframkallande (cancerframkallande) medan andraorsaka medfödda defekter som hjärtsjukdomar . Åtminstone verkar det klokt att inte införa farliga kemikalier, såsom långlivade organiska föroreningar, i miljön där de kan skada människors hälsa i många år in i framtiden.

lösningar

varför betyder markföroreningar? Även om jorden kan tyckas vara en ganska stor plats, bara om atredje av dess yta är täckt av mark, och det finns nu över sju miljarder människor som försöker överleva här. Det mesta av vår energi (cirka 85 procent över hela världen ) kommer fortfarande från fossila bränslen begravda under marken och eftersom vi ännu inte har funderat på hur vi ska bryta i rymden,så gör alla våra mineraler. Mycket av vår mat odlas på planetens yta; vattnet vi behöver kommer också från planetens yta eller från stenbegravas bara under jord. Kort sagt, våra liv är lika intimt bundet till jordens yta som växterna som växer från marken.Allt som försämrar, skadar eller förstör landet har i slutändan en inverkan på människans liv och kan hota vår förmåga att överleva.Det är därför vi behöver lösningar på problemet.

vilken typ av lösningar? Helst skulle vi titta på varje aspekt av markföroreningar i sin tur och försöka hitta ett sätt att antingen stoppa det eller minska det. Med problem som avfallshantering är lösningar relativt enkla. Vi vet att återvinning som candramatiskt minskar behovet av att skicka avfall till deponier; det minskar också behovet av förbränning, som kan producera ”flygaska”(giftigt luftburet damm) som blåser kan mil tills det faller tillbaka tillland eller vatten. Vi behöver alltid gruvor, men återigen kan återvinning av gamla material minska vårt behov av nya. I vissa länder är det nu vanligt att kräva gruvoperatörer att städa upp gruvor ochåterställa landskapet efter att de har slutat arbeta dem.ibland måste ägarna till och med lämna in finansiella obligationer för att säkerställa att de har pengar på plats för att göra detta. Större intresse oorganisk mat och jordbruk kan en dag leda till en minskning av användningen av skadliga jordbrukskemikalier,men det är osannolikt att det händer när som helst snart. Trots detta har allmänhetens oro över livsmedels—och kemikaliesäkerheten lett till att de mer skadliga bekämpningsmedlen har tagits bort-i vissa länder, åtminstone. Samtidigt bidrar internationella ansträngningar, såsom FN: s konvention för att bekämpa ökenspridning (UNCCD), till att fokusera uppmärksamhet på stora problem som jorderosion.

helst behöver vi inte bara sluta förorenarland: vi måste också städa upp de många förorenade platserna somfinns redan. Många tidigare kärntekniska platser har redan rensats uppså mycket som möjligt; i Storbritannien, till exempel, nucleardecommissioning Authority spenderar för närvarande cirka 117 miljarder (146 000 miljoner dollar)för att städa upp 17 tidigare kärntekniska platser—och siffran fortsätter att stiga . I USA har ett program som heter Superfund dekontaminerat hundratals förorenade platser sedan 1980. Där webbplatser inte kan återställas helt är det möjligtatt ”återvinna” dem och gynna miljön på andra sätt; till exempel har ett antal förorenade platser och tidigare gruvor i USA nu blivit vindkraftparker eller platser för stora områden av solpaneler .

ny teknik kommer nästan säkert att göradet lättare att” återvinna ” förorenat land i framtiden. Till exempel, den relativt nya formen av avfallshantering som kallas plasmaförgasning gör det möjligt att ”bryta” tidigare deponier, omvandla det gamla avfallet till en energirik gas och ett relativt säkert fast avfall som kan användas som byggmaterial. Bioremediering är en annanmycket lovande markrengöringsteknik, där mikrober av olika slag äter och smälter avfall och förvandlar det till säkra produkter.fytoremediering är ett liknande koncept meninnebär att man använder växter, såsom pilträd, för att dra föroreningar från jorden.

alla dessa saker erbjuder hopp om en bättre framtid—en framtid där vi värderar miljön mer,skadar landet mindre—och inser slutligen att jorden själv är en begränsad och dyrbar resurs.

foto: bioremediering. Tack och lov har mikroorganismer inget emot att ta itu med den typ av avfall vi föredrar att dumpa och ignorera. Här testar forskare vid Oak Ridge National Laboratory i Tennessee om jordar som är förorenade med giftiga kemikalier som PCB (polyklorerade bifenyler) kan rengöras av bakterier. Foto med tillstånd av Usavdelningen för energi.