Качество - это характеристика состава и свойств воды, позволяющая использовать ее в хозяйственно-питьевых, культурно-бытовых, рыбохозяйственных и технических целях. Для оценки качества воды определяются ее химический состав и физические свойства. Анализы выполняют гидрогеохимические лаборатории Госкомприроды в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Определяются температура, запах, вкус, прозрачность, мутность, сухой остаток, растворенный кислород, биохимическое потребление кислорода, реакция среды, содержание вредных веществ, а также количество кишечных палочек в 1 л воды. Температура питьевой воды должна быть не выше +11 0С и не ниже +7 0С. Вода должна быть прозрачной (определяется по шрифту), без запаха и вкуса. Окраска воды не должна обнаруживаться в столбике цилиндра высотой 20 см, а для вод культурно-бытового назначения - в столбике высотой 10 см.

По сухому остатку определяют количество коллоидно-растворенных и взвешенных в воде частиц, используя для этого метод выпаривания и высушивания; возможно их найти и расчётным путем. Частицы взвешенных веществ с размерами более 1.10-4 мм задерживаются бумажными фильтрами, и по ним можно судить о загрязнении воды глиной, илом, песком. По сухому остатку определяется также количество минеральных солей в воде.

Гидрогеоэкология – это междисциплинарная наука об проблемах экологии гидросферы планеты. Наука изучает поверхностную часть подземной гидросферы, где проявляются процессы техногенеза. Предмет исследований – это процессы техногенеза, протекающие в системе: вода – порода – газ – живое вещество.

Пресная вода - самое ценное полезное ископаемое на Земле. Участник эскадрильи Нормандия - Неман, известный французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери выразил свое отношение к воде следующим образом: «Вода! Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для

жизни: ты сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами. Ты самое большое богатство на свете...». Водные ресурсы - национальное богатство нашей страны, которое требует строгого учета, охраны от загрязнения и истощения, экономного и планомерного использования в народном хозяйстве. Вода в трех своих физических состояниях, включая полярные шапки и ледники, образует на Земле сплошную оболочку, называемую гидросферой.

1) создание безотходных и малоотходных технологий и технологических средств комплексного использования сырья и утилизации отходов производства, организацию ТПК с замкнутой системой материального баланса вещества, включая отходы производства;

2) ликвидацию местных котелен и переход на централизованное обеспечение теплом от крупных ТЭЦ и ТЭС;

3) замену топлива - предпочтительнее топливо с меньшим количеством продуктов неполного сгорания (вместо угля и мазута использовать природный газ);

4) предварительную очистку сырья и топлива от вредных примесей, в частности, снижение содержания серы в топливе;

5) электрификацию производства, транспорта и быта, замену пламенного нагрева электрическим;

6) использование трубопроводов, гидро- и пневмотранспорта для пылящих материалов;

7) замену прерывистых технологических процессов непрерывными.

Высокая загазованность районов крупных предприятий и транспортных магистралей промышленных центров Урала и России в целом, где ПДК загрязненных выбросов в атмосфере превышена местами в 10-20 раз и более – результат отсутствия эффективных очистных сооружений и нейтрализаторов на выхлопных трубах автомашин /6, 71/. Работа очистных сооружений крупных ТЭЦ затруднена, поскольку общие объемы газопылевых выбросов достигают 1 млн м3/ч, хотя концентрации вредных веществ в выбросах превышают ПДК всего в несколько раз. Высока и стоимость очистки отходящих газов. И как свидетельствуют специалисты, времена дешевой электроэнергии в связи с этим ушли в далекое прошлое.

Большими выбросами вредных веществ в атмосферу объясняется и то, что в районе одного из крупнейших в мире Оренбургского газо-химического комплекса санитарная зона составляет 5 км вместо 1 км по нормативам. На предприятии сжигается огромное количество природного газа из-за несовершенства технологии его переработки. Это дорого обходится населению и предприятию, о чём свидетельствуют события в районе с. Мужицкая Павловка, которое находится в 4,6 км от завода. Под заводом имеются подземные коллекторы, куда можно закачивать газ, направляемый ныне на сжигание. То есть подземные емкости могут стать аккумуляторами той части ресурсов, которую сегодня мы не в состоянии переработать и вынуждены сжигать из-за несовершенства технологии. Создавая вторичные ресурсы, мы обеспечиваем сырьём наше будущее.

Переход на интенсивную технологию требует существенной экономии материальных и энергетических ресурсов за счет и умелого использования отходов, превращаемых во вторичные ресурсы. В России имеется небольшой опыт использования вторичных ресурсов, но в целом мы отстаем от передовых стран в переработке отходов промышленности, сельского хозяйства и быта.

В Великобритании, например, повторно используемые металлы в общем объёме от потребляемых составили еще в 1977 году: цинк – 22 %, олово - 24 %, алюминий - 29 %, медь - 32 %, свинец - 60 %, железо и сталь - 67 %. В США половина потребляемых черных металлов и свинца обеспечивается вторичными ресурсами, медь и никель - более чем на 40 %, олово и титан - 30 %, алюминий, цинк и бумага - 24 %, магний - около 15 % /3, 6, 139/. При производстве кирпичей используются смеси из золы (до 72 %), шлака угольных электростанций (до 25 %) и силиката натрия, как связующего (до 3 %). Литые изделия из шлака в виде фасонных изделий, плит для облицовки полов и тротуаров, труб, брусчатки для дорог широко применяются в США и ряде других стран. В Японии вторично используется до 60 % нефтепродуктов, 40 % автопокрышек, 35-44 % черных металлов, свинца, резины и бумаги, 21-32 % меди, цинка, алюминия, 15 % пластмасс.

Еще в 1933 году академик А.Е. Ферсман отмечал: «Комплексная идея есть идея в корне экономическая, создающая максимальные ценности с наименьшей затратой средств и энергии, но это идея не только сегодняшнего дня, это идея охраны наших природных богатств от их хищнического расточения, идея использования сырья до конца, идея возможного сохранения наших природных запасов на будущее» /175/.

Об огромных возможностях комплексного и полного использования природных ресурсов свидетельствуют отечественные разработки технологических схем переработки апатитонефелиновых руд, которые флотируются на апатит и нефелин. Нефелин перерабатывается на металлургическо-химико-цементных комбинатах. Степень переработки руды в конечные продукты не превышает пока 65 %, при более полном использовании нефелина и извлечении титаномагниевого концентрата этот показатель можно довести до 96 %. При производстве глинозема, соды, поташа и портландцемента в отходы поступает нефелиновый шлам, складирование которого обходится в 5-6 р. за каждую тонну (в ценах 1984 г.). Отвалы шлама составляют многие миллионы тонн. Шлам может быть использован при изготовлении портландцемента, в качестве тонкодисперсных наполнителей при производстве резины, сорбентов, пластмасс, линолеума, автоклавного кирпича (аналога силикатного), огнеупоров, бетона, стекла, ситаллов, включается в литейные формовочные смеси, применяется в дорожном строительстве и горно-технической рекультивации.

Решение проблемы охраны и рационального использования окружающей среды возможно только на основе внедрения безотходных и малоотходных технологий. Технология - наука, изучающая способы и процессы переработки продуктов природы (сырья) в предметы потребления и средства производства. Она традиционно делится на механическую и химическую. Механическая технология рассматривает процессы изменения формы или внешнего вида материала, а химическая - процессы коренного изменения состава, свойств и внутреннего строения вещества. Химическая технология доминирует в химической промышленности, металлургии, переработке топлива, тяжелом органическом синтезе. Эти производства наносят максимальный вред окружающей среде, особенно сжигание топлива на ТЭЦ и автотранспорте (40 %) и химические процессы на предприятиях черной и цветной металлургии (35 %). Наименьший вред природе наносят малоотходные и безотходные технологии.

Попытку классифицировать естественные науки предпринял выдающийся естествоиспытатель XIX века Ф. Энгельс. В "Диалектике природы" он изложил теорию о формах и рядах движения материи. Механической форме движения соответствуют механика и математика, физической – физика, химической – химия, биологической – биология, ботаника, зоология, общественной – обществоведение, философия и др. Как заметил Ф. Энгельс, формы движения проявляются в виде взаимосвязанных рядов движения. В таких рядах более высокоорганизованные формы движения материи, энергии и информации взаимодействуют с менее организованными. Рядам движения в структурно-организационно-иерархическом отношении соответствуют более сложные научные дисциплины: геомеханика отдельных геосфер и оболочек Земли, геофизика, геохимия, гидрохимия, гидробиология, почвоведение, лесоведение, экология человека, медицинская география и др.

В отечественной и зарубежной практике накоплен значительный опыт по регламентации выбросов предприятий в окружающую среду: атмосферу, водоемы, почву. В России этот опыт апробирован на местном уровне, например, в форме проектов ПДВ (предельно-допустимых выбросов).

На региональном уровне разработки предпринят ряд попыток количественной оценки баланса химических компонентов в пределах естественных (природных) и техногенных циклов миграции веществ, включая важнейшие загрязнители. Наиболее информативен модульный принцип оценки баланса компонентов загрязнителей. В качестве единиц измерения используются модульные оценки в тоннах или килограммах загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу и рассеивающихся на один квадратный километр территории. Аналогичные модули применимы при оценке веществ, выпадающих на единицу площади поверхности земли: на почву, в водоемы и просачивающихся в горизонты поземных вод. При этом рассматриваются и валовое содержание вещества, и его фазовые состояния: механическая (твердая и жидкая), химическая, газовая фазы.

С давних времен человечество осваивало литосферное пространство для решения самых различных социальных и хозяйственных нужд, Но особенно интенсивно оно начало использоваться с XX столетия. Под землей издавна устраивались жилища, обустраивались холодильники, хранилища, культовые сооружения, места погребения и т.д. Сегодня значение подземного пространства для жизни людей, масштабы и разнообразие форм, методов и способов подземного строительства исключительно возросли. Основное литосферное строительное пространство приходится на горные выработки, создаваемые в процессе разведки и разработки полезных ископаемых, но все более интенсивно строятся подземные переходы, гаражи, склады, производственные цехи, предприятия, транспортные инженерные коммуникации, лечебные, рекреационные, социальные, культурные, спортивно-туристические, военно- стратегические и иные объекты. Та часть геологической среды, которая используется для размещения указанных объектов, рассматривается нами в качестве "литосферного строительного пространства". Ряд типов подземных резервуаров сформировался естественным путем, в частности, при участии карстовых и палеокарстовых процессов. Эти резервуары широко используются для складирования нефти, нефте- и газопродуктов, природных и сжиженных газов, пресных вод, отходов производства, организации мест отдыха, лечения, туризма и т.д. На пороге XXI столетия подземное строительство осуществляется в различных горно-геологических условиях. Способы строительства, обустройства и технологии эксплуатации резервуаров зависят от особенностей геолого-тектонического строения территории. В районах развития растворимых пород используются как естественные полости, так и создаваемые искусственно.

Термин "безотходная технология " предложен академиками Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым и широко распространен у нас и за рубежом, однако сама идея безотходной технологии была изложена еще в 1885 г. Д.И. Менделеевым в статье "Письма о заводах", опубликованной в журнале "Новь" /24/. Под безотходной технологией понимается идеальная модель производства, ее теоретический предел, который может быть реализован лишь частично. Теория безотходных технологических процессов базируется на двух предпосылках:

а) природные ресурсы должны добываться один раз для комплексного производства всех возможных продуктов;

б) создаваемые продукты должны иметь такую форму, которая позволила бы после использования рентабельно превращать их в исходные элементы нового производства.

Однако каждый новый цикл технологии в цепи "сырье – готовый продукт - сырье" связан:

а) с износом материалов;

б) требует новых затрат энергии, а следовательно, дополнительных природных ресурсов вне замкнутой системы. Признавая прогрессивность концепции "безотходной технологии", необходимо учитывать ее ограниченность и условный характер. Ее применение способствует снижению уровня загрязнения и глубины вторжения технологии в окружающую среду.

Реализация идеи ноосферы предполагает продвижение в следующих фундаментальных направлениях:

1) разработка и внедрение безотходных и малоотходных технологий;

2) освоение литосферного строительного пространства и многофункциональное использование недр;

3) создание системы ограничений и экологических квот на местном, региональном и глобальном уровнях с соответствующими системами мониторинга;

4) разработка научных основ геоэкологизации жизнедеятельности с целью формирования принципиально нового менталитета у профессионалов и населения.

Для выполнения таких сложных задач необходимо создать и внедрить программу непрерывной экологической и геологической подготовки с дошкольного возраста. Основная трудность при этом заключается не в разработке концепции устойчивого развития человечества, а в формировании принципиально нового менталитета у специалистов и населения.