Начать

Урок экологии

Промышленная (инженерная) экология

 

Человечество непрерывно совершенствует способы воздействия на природу. Усложняются методы, и увеличиваются масштабы этого воздействия. Развитие технологии часто осуществляется при полном пренебрежении к природе.



Инженерно-технологическое решение какой-то задачи до недавнего времени рассматривало только два параметра: достижение конкретной цели (выпуск необходимой продукции, выработка энергии и др.) и экономический эффект. Такое отношение к технологии складывалось веками, оно исключало из рассмотрения вопросы взаимодействия производства и общества с окружающей средой.

Взаимодействие в системе «производство – окружающая среда»

Следует отметить, что

каждые 7–8 лет

общее количество полезных ископаемых, используемых человеком, удваивается.

Потребности современного человека обеспечиваются расходом 20 –30 т/год различных видов минерального сырья, из которых в лучшем случае 1–2% переходят в конечную продукцию. Следовательно, при существующей технологии пятимиллиардное увеличивается в 10 раз быстрее роста населения.

население планеты должно «производить» не менее 100 млрд. т производственных отходов. К этому количеству следует добавить немалую долю отходов потребления, среди которых только бытовые отходы индустриально развитых стран Запада составляют более 13 млрд. т, и их объем

Взаимодействие в системе «производство – окружающая среда»

Где же выход из создавшейся обстановки?

М. Монтень в работе «Опыты» подчеркнул, что «в природе нет ничего бесполезного».

Известный эколог Б. Коммонер почти афористично ответил на этот вопрос: «Природа знает лучше».

Водооборотные циклы

Современные подходы к созданию малоотходных, энерго- и ресурсо сберегающих технологий – Экологизация производства

c ложный и длительный процесс.

Его первый этап предусматривает усовершенствование технологии, что должно привести к экономии природных ресурсов, сокращению вредных выбросов, минимизации отходов.

развитию и модернизации очистных сооружений,

Современные подходы к созданию малоотходных, энерго- и ресурсо сберегающих технологий Основные принципы создания малоотходных, энерго- и ресурсосберегающих технологий.



Комплексная переработка сырья.



Сокращение энергетических затрат.



Замкнутые водооборотные циклы.



Внедрение новых технологических процессов получения традиционных материалов.



Внедрение технологических процессов переработки отходов.



Водооборотные циклы



Рациональное размещение промышленных предприятий.

Загрязнение окружающей среды

Н.Ф.

По определению Реймерса, « одного

загрязнение

из ведущих

окружающей

экологов

среды

» России – это «

привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических факторов, или превышение естественного уровня содержания данных факторов в среде, приводящих к негативным последствиям

».

Иначе говоря, это все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, что естественно для природы, выводит ее из состояния равновесия.

Основные загрязнители окружающей среды

Виды загрязнителей 1 Основные источники загрязнения 2 Оксид серы (IV), сернистый газ, SO 2

Сжигание топлива, металлургия

Взвешенные частицы, содержащие тяжелые металлы

Разработка полезных ископаемых, вспашка почвы, металлургия

Озон, О 3 Оксиды азота, NO x

Фотохимические реакции в атмосфере Сжигание топлива, транспорт, азотсодержащие минеральные удобрения, авиация

Возможное влияние на состояние атмосферы 3

Изменение климата, образование «кислотных осадков», обострение респираторных заболеваний у человека, вред растениям, разъедание строительных материалов и некоторых тканей, усиление коррозии металлических конструкций Изменение климата, состояния озонового слоя, увеличение концентрации тяжелых металлов в цепях питания Изменение климата, негативное влияние на здоровье человека Изменение климата, состояния озонового слоя, образование «кислотных осадков». Увеличение концентрации нитратов (нитритов) в пищевых цепях, усиление коррозии, создание смога и др.

Основные загрязнители окружающей среды

1 Оксид углерода (IV), углекислый газ СО Ртуть Hg Свинец Pb 2 2

Сжигание топлива, транспорт

3

Изменение климата, «парниковый эффект» Разработка ртутьсодержащих руд, производство хлора, соды, ряда пестицидов, свалки Накопление в организмах по пищевым цепям Транспорт, металлургия Накопление в организмах по пищевым цепям

Кадмий Cd, цинк Zn, медь Cu и др. тяжелые металлы

Химическая промышленность, металлургия Накопление в организмах по пищевым цепям

Оксид углерода (II), угарный газ СО Асбест Нефть

Сжигание топлива, транспорт Строительные материалы Нефтехимическая промышленность Изменение климата, нарушение теплового баланса верхней атмосферы Влияние на здоровье человека Нарушение теплообмена гидросферы с атмосферой, гибель морских организмов

Основные загрязнители окружающей среды

1 Полициклические углеводороды (бензопирен) Фосфаты 2

Химическая промышленность, сжигание топлива, транспорт, курение

3

Изменение климата, состояния озонового слоя, негативное влияние на здоровье человека Химическая промышленность, производство фосфорных удобрений Экологическое состояние вод в реках и озерах

Пестициды

Химическая промышленность, производство пестицидов Накопление в организмах по пищевым цепям

Фторхлорпроизводные углеводородов (фреоны) Радиация

Холодильная промышленность, производство аэрозольных упаковок Естественный (в основном, радоновый фон) и искусственный фон (медицинское обслуживание, испытание ядерного горючего, АЭС) Разрушение озонового слоя планеты, изменение климата Злокачественные новообразования и генетические мутации

Классификация загрязнений экосистем

Существует много самых разных классификаций загрязнений окружающей среды. Г.В. Стадницкий и А.И Родионов выделяют следующие виды загрязнений экосистем:    

ингредиентное

и мусора и др.; (от лат. ingredientis – составная часть соединения или смеси) заключается в поступлении чуждых естественным экосистемам веществ, например, отходов различных производств, бытовых стоков

параметрическое

(параметр – величина, характеризующая свойства процесса, явления) связано с изменением характеристик окружающей среды, например, уровня освещенности, шума, радиационного фона, интенсивности электромагнитного излучения и др.;

биоценотическое

заключается браконьерство, перепромысел и др.; в воздействии человеческой деятельности на состав и функционирование популяций живых организмов, например, нерегулируемый отлов, отстрел животных,

стациально-деструктивное

(от лат. statio – местопребывание, destructio и экосистем в процессе природопользования, например, урбанизация, осушение – разрушение) состоит в изменении природных ландшафтов земель, эрозия почв, вырубка лесов, пожары, мелиоративные работы и др.

Факторы, определяющие уровень загрязнения

Уровень загрязнения окружающей среды зависит от очень многих факторов, например, величина загрязненности воздуха золой и сажей зависит главным образом от следующих факторов:   

Величина выброса.

Чем больше выброс в единицу времени, тем больше загрязненность воздуха. Но эта зависимость не прямая, так как влияют и другие факторы.

Например, при снижении коэффициента очистки с 99,8 до 99,2% выброс увеличивается в 4 раза в связи с нелинейной зависимостью.

Направление и скорость ветра.

Чем выше скорость ветра, тем в большем объеме будет разбавляться поступающие в воздух загрязнения, тем меньше будет их концентрация.

Разность температур (температурный градиент).

Чем выше разность температур, тем сильнее вертикальные потоки воздуха, больше угол раскрытия дымового факела, имеющего конусообразную форму, больше перемешивание загрязнений с воздухом.

Факторы, определяющие уровень загрязнения

  

Влажность воздуха.

Отмечается прямая зависимость между концентрацией дыма и относительной влажностью воздуха. Частички загрязнений, являясь ядрами конденсации для водяных паров, отягченные водяной оболочкой, опускаются вниз и увеличивают загрязнение воздуха.

Расстояние от источника выброса.

Степень разбавления дыма находится в прямой зависимости от расстояния, которое дым прошел до данной точки.

атмосферным воздухом

Высота выброса.

Чем выше труба, тем меньше концентрация золы и сажи в воздухе у земли: дымовой факел позднее касается земли, и его сечение в месте соприкосновения с землей больше; скорость ветра с высотой увеличивается, а соответственно увеличивается и объем воздуха, с которым перемешиваются эти загрязнения в точке выброса.

Экологическое нормирование качества окружающей среды

Экологическое нормирование предусматривает:

  учет множественности путей загрязнения и самоочищения элементов биосферы антропогенного воздействия; при оценке последствий выявление наиболее чувствительных к антропогенному воздействию, «критических», компонентов биосферы;  развитие научного подхода к нормированию антропогенных воздействий с учетом их влияния на природные экосистемы.

Основным экологической критерием нагрузки при является определении отсутствие продуктивности, стабильность и разнообразие экосистем.

допустимой снижения

Экологическое нормирование качества окружающей среды

Санитарная охрана окружающей соблюдение предельных нормативов содержания загрязнителей в воздухе, воде и почве, называемых среды предусматривает

предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

(толерантности).

Значение ПДК устанавливается органами здравоохранения. В основе установления ПДК лежат известные экологические законы: закон Либиха (минимума) и закон Шелфорда В системе экологического нормирования выделяют также

предельно допустимый выброс (ПДВ)

– норматив, установленный для разовых выбросов загрязняющих веществ в воздух, и

предельно допустимый сброс (ПДС)

условия, рельеф, – норматив для разовых сбросов загрязнителей в водоемы. При выработке этих нормативов требуется учет большого числа факторов, таких, как гидрометеорологические распределение в ведется экологическими службами города.

пространстве и времени подверженных воздействию организмов, чувствительности этих организмов к воздействиям и т.д. Изучение данных параметров

ПДК рз (в воздухе рабочей зоны)

Подход к определению ПДК

ПДК (вредных веществ в воздушной среде) ПДК пп (на площадке предприятия) 0,3 ПДК рз ПДК нп (в атмосфере населенного пункта) ПДК мр (максимальная разовая) ПДК сс (среднесуточная)

Методы очистки сточных вод

В схеме очистки сточных вод первым этапом обычно является их освобождение от твердых частиц. При этом используются следующие методы:     

механический

, основанный на действии гравитационных сил (сепарация, отстаивание); центробежных и

фильтрование

(применение специальных сит, тканей, волокнистых материалов, мембран и др.);

флотация

(получение системы «загрязняющая частица – воздушный пузырек» и ее удаление с образовавшейся пеной – пенная флотация, или прилипание частицы загрязнителя к поверхности жидкости – пленочная флотация);

коагуляция

удаление); (укрупнение дисперсных частиц и их механическое

флокуляция

(укрупнение взвешенных высокомолекулярных соединений).

частиц с помощью Флотация, коагуляция и флокуляция связаны с применением химических веществ. На первом этапе могут найти свое место и отдельные физические методы, например, использование магнитного поля и ультразвука.

Методы очистки сточных вод

На втором этапе используются главным образом химические и физико-химические методы очистки, такие, как нейтрализация, сорбционные например, методы (адсорбция концентрированной – серной поглощение загрязняющего вещества поверхностью адсорбента, например, активированного угля; абсорбция – поглощение загрязнителя всей массой абсорбента, кислоты), ионный обмен, экстракция, окисление – восстановление, электрические и электромагнитные методы, плазменный метод и др.

термические методы, сжигание, каталитическое окисление, жидкофазное окисление, выпаривание,

Методы очистки сточных вод

И наконец, биохимический или биологический метод очистки, который основан на способности микроорганизмов использовать многие органические и неорганические вещества для питания в ходе своей жизнедеятельности. Естественная биологическая очистка сточных вод осуществляется на полях фильтрации, (от аэро... + tank – резервуар, бак) и др.

полях орошения, в биологических прудах и т. п. Для искусственной биологической очистки применяют специальные сооружения: первичные отстойники, аэротенки

Методы очистки сточных вод

Методы очистки газовых выбросов

Методы, используемые в схеме очистки газовых выбросов, в основном аналогичны методам, включенным в систему очистки сточных вод, однако имеются некоторые особенности.

Первый этап очистки осуществляют аппараты, принцип работы которых основан на использовании центробежных и гравитационных сил (циклоны – мокрые золоулавливающие аппараты), фильтрующей способности некоторых материалов (рукавные фильтры), действии электрического поля (электрофильтры).

Циклоны улавливают частицы загрязнителя за счет центробежной силы, действующей на частицы, которые осаждаются на поверхности пленки воды, стекающей по стенкам циклона (гравитационные силы); степень очистки – 95–96%.

Также используются и сухие золоулавливающие аппараты, очистка газов в которых достигается в результате действия на частицы сил инерции; степень очистки доходит до 92–95%.

Выход

Дополнительные материалы

Дополнительная информация на сайте:

http://www.eko_prakt.ru