Реферат: Экология и экономика природопользования –

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖИ

РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

ГБПОУ РК «КЕРЧЕНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ЕН.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

2021   г.

                                         Пояснительная  записка

Конспекты лекций дисциплины «Экологические основы природопользования» предназначены для студентов первого курса, обучающихся по специальности 18.02.05 Производство тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий.

Данные конспекты лекций имеют цель дать представление студентам о видах и классификации природных     ресурсов, условиях устойчивого  состояния экосистем; задачах охраны окружающей среды, природоресурсном потенциале и охраняемых природных территориях  Российской Федерации;

основных источниках и масштабах    образования отходов производства;    основных источниках техногенного  воздействия на окружающую среду,  способах предотвращения и улавливания выбросов, методах очистки промышленных сточных вод, принципах работы аппаратов обезвреживания и очистки газовых   выбросов и стоков химических    производств, основных технологии    утилизации газовых выбросов, стоков,  твердых отходов;     принципах размещения производств  различного типа, состава основных   промышленных выбросов и отходов  различных производств; правовых основах, правил и норм  природопользования и экологической   безопасности; принципах и методах рационального   природопользования, мониторинга окружающей среды, экологического  контроля и экологического          регулирования; принципах и правилах международного  сотрудничества в области   природопользования и охраны окружающей среды.                                

Конспекты лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования» позволят студентам изучить правовые вопросы экологической безопасности, основные определения экологии, единицы измерения ПДК загрязняющих веществ, помогут в работе со справочной литературой.

Данные материалы могут быть использованы на занятиях, а также при внеаудиторной подготовке студентов к зачету.

Структура:

Введение. Условия устойчивого  состояния экосистем. Определение, виды и размерность ПДК.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.1 Природные ресурсы и рациональное природопользование.

Тема 1.2  Загрязнение окружающей среды.

Тема 1.3 Природоохранный потенциал.

Раздел 2. Правовые и социальные вопросы природопользования.

Тема 2.1 Государственные и общественные организации по предотвращению разрушающих воздействий на природу.

Каждая тема лекций сопровождается набором рассматриваемых вопросов по экологическим проблемам. В целях самоконтроля и самопроверки усвоения новых информационных знаний, к каждой теме прикладываются контрольные вопросы, тесты.

Конспекты лекций помогут студентам получить системное представление о предмете, закрепить и систематизировать их для выполнения практических заданий.

Содержание

Введение. Условия устойчивого  состояния экосистем. Определение, виды и размерность ПДК.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.1 Природные ресурсы и рациональное природопользование.

Тема 1.2  Загрязнение окружающей среды.

Тема 1.3 Природоохранный потенциал.

Раздел 2. Правовые и социальные вопросы природопользования.

Тема 2.1 Государственные и общественные организации по предотвращению разрушающих воздействий на природу.

Литература

Введение. Условия устойчивого  состояния экосистем. Определение, виды и размерность ПДК.

Занятие  1

Введение. Условия устойчивого  состояния экосистем.

План:

1. значение экологических знаний;
2. понятие, задачи, структура экологии, уровни организации жизни;
3. законы экологии (по Б. Коммонеру);
4. учение о биосфере В.И.Вернадского;
5. классификацию природных ресурсов.
6. почему необходимо экологическое образование и культура;
7. определение ПДК;
8. виды ПДК;
9. размерность ПДК.

Студент должен:

Знать

–  задачи охраны окружающей среды;

1. понятия: «экология», «экосистема», «биоценоз», «популяция», «биосфера»;
2. цели, структуру, законы экологии;

–  условия устойчивого состояния экосистем.

Уметь

1. оценивать состояние окружающей среды, приводить примеры экосистем, популяций, проявлений в жизни законов Б.Коммонера;
2. высказывать суждения о роли экологического образования в современный период.

Существует образное выражение, что мы живём в эпоху трёх «Э»: экономика, энергетика, экология.

        Термин экология был введён в употребление немецким испытателем – Э. Геккелем (1866 г.).

Экология в переводе с греческого – наука о доме или домоводстве. На протяжении прошлого века до 60-70 гг. экология рассматривалась как часть науки биологии. Человек в этих системах не рассматривался. Предполагалось, что  его взаимодействие с окружающей средой подчинялось не биологическим, а социальным законам. В настоящее время термин экология существенно трансформировался, в связи с тем, что человек сильно влияет на окружающую среду. Поэтому возникла необходимость экологических знаний для всех специалистов.

Экология – наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

        Главная цель – вывести человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколений.

        Уровни организации жизни:

1. Экосистема – любая совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот веществ.

В состав любой экосистемы входят:

а) комплекс неживой природы (воздух, вода, земля, горные породы…);

б) комплекс автотрофных организмов – продуценты (растения);

в) комплекс гетеротрофных организмов – консументы (животные);

г) микроорганизмы – редуценты.

     2. Биоценоз – совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (биотоп).

    3. Популяция – группа особей одного вида, занимающая однородное пространство, находящихся во взаимодействии и воспроизводящих себя в поколениях.

    4. Природные ресурсы – компоненты и свойства природной среды, которые используются или могут быть использованы для удовлетворения разнообразных потребностей человеческого общества.

Природные ресурсы:

1. Неисчерпаемые – солнечная радиация, воздух, энергия ветра, приливов, Мировой океан.
2. Исчерпаемые: а) невозобновимые – полезные ископаемые;

                               б) возобновимые – чистый воздух, пресная вода, растения и                 животные,   плодородная почва.

        Структура современной экологии:

1. Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы.
2. Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального природопользования.
3. Социальная экология изучает взаимоотношения в системе «человеческое общество – природа».

Законы экологии (Б. Коммонер):

1. Всё связано со всем — отражает всеобщую связь процессов и явлений в природе.
2. Всё должно куда-то деваться – базируется на положении сохранения вещества и энергии.
3. Природа «знает» лучше – ориентирует на действия, согласующиеся с природными процессами, сотрудничество с природой.
4. Ничто не даётся даром – всё, что извлечено из природы, должно быть возмещено.

Учение о биосфере создано В.И.Вернадским. Биосфера – это окружающее Землю пространство, в котором существует или когда-либо существовала жизнь, то есть где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности (например, полезные ископаемые органического происхождения). Главным компонентом биосферы является живое вещество – совокупность всех живых организмов, выраженная через массу, энергию и химический состав и составляет 0,01% от массы всей биосферы.

В нашей стране экологическая обстановка в некоторых районов оказалась катастрофической.

Причины:

        Создание быстрыми темпами военного и промышленного потенциалов. Ради этой цели пренебрегали не только природными ценностями, но и интересами граждан страны (низкая заработная плата, уменьшение и сокращение товаров народного употребления).

        ПДК – предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества или группы веществ, превышение которой приводит к негативному влиянию на ОПС, здоровье человека и последующих его поколений.

Виды ПДК:

ПДК рабочей зоны;

ПДК максимально-разовая;

ПДК среднесуточная.

Размерность ПДК:

ЗВ в почве     – мг/г, мг/кг

ЗВ в воде       – мг/л

ЗВ в воздухе  – мг/м куб.

        Как устанавливается ПДК?

        Проще всего с веществами, которые непосредственно влияют на здоровье человека (ртуть, угарный газ, мышьяк). Их концентрации устанавливаются достаточно уверенно.

        Как быть с веществами, которые не сразу влияют на здоровье человека?

        Методом лабораторных  исследований и набором статистики. Радиационное заражение  (Чернобыль (АЭС) – 1986 г.)

        При установлении ПДК ЗВ необходимо учитывать возможность круговорота элементов и веществ в пищевых цепях и возможность накопления. Например: рыба, выловленная в реке, содержит намного больше ртути, чем ртути содержится в самой воде.

                                     Задание по занятию  1:

1. Определение ПДК (выбрать правильный ответ):

А) предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ и охрана окружающей среды или группы веществ на всех этапах использования их человеком;

Б) предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества;

В) предельно-допустимая концентрация различного вещества;

Г) предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ, повышение которой приводит к негативному воздействию на ОПС, здоровье человека и последующих поколений.

2. Виды ПДК (выбрать правильный ответ):

А) максимально-разовая;

Б) среднесуточная;

В) рабочей зоны;

Г) имитирующий показатель вредности;

Д) биологическая потребность кислорода.

3. По справочной литературе дать характеристику по ПДК (мг/л) загрязняющих веществ  для водных объектов следующим веществам:

              – ацетон

– нефть

– сероуглерод

– цинк

Указать вещества с наибольшей и наименьшей концентрацией

4. Размерность ПДК (указать соответствие):

5. Как устанавливается ПДК загрязняющих веществ, которые не оказывают вредного воздействия на организм человека?

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.1 Природные ресурсы и рациональное природопользование.

Занятие  2

Природные ресурсы и их классификация. Задачи охраны окружающей среды, природоресурсный потенциал и охраняемые природные территории  Российской Федерации. 

ПЛАН:

1. определение природных ресурсов;
2. классификация природных ресурсов;
3. энергетические природные ресурсы;
4. перспективные виды энергии

Студент должен:

Знать

– виды и классификацию природных ресурсов;

– задачи охраны окружающей среды;

– природоресурсный потенциал и охраняемые природные территории Российской Федерации.

Уметь

–  анализировать и прогнозировать экологические последствия различных видов производственной деятельности.

Природные ресурсы – это средства существования людей, которые не созданы их трудом, но находятся в природе.

        К ним относятся вода, почва, полезные ископаемые, минералы, растения, животные. Природные ресурсы дают людям пищу, одежду, кров, сырьё для промышленности.

        Классификация природных ресурсов:

1. По использованию:

1. Производственные
2. Здравоохранительные
3. Эстетические
4. Научные

2. По принадлежности к тем или иным компонентам природы:

1. Земельные
2. Водные
3. Лесные
4. Минеральные
5. Энергетические

Энергетические ресурсы:

Несмотря на большое количество видов ресурсов человек использует только некоторые из них: мускульная сила людей и животных, энергия ветра, древесина были основными источниками энергии 150-170 лет назад; сейчас: каменный уголь, нефть, природный газ, гидроэнергия, ядерная энергия.

Классификация природных ресурсов:

Природные ресурсы делятся на не возобновляющиеся и возобновляющиеся:

Ресурсы и последствия их использования:

Реферат «Источники энергии»

Например: запасы урана, доступные извлечению из недр, оцениваются в 66,16 млн. тонн. В воде морей и океанов содержится 4 млрд. тонн урана, но добыча его из воды в пять раз дороже, чем из руды.

Если каждый год добывается 7 млрд. тонн условного топлива и каждые 20 лет темпы добычи удваиваются, то расчёты показывают, что к 2050 году практически все рентабельные запасы горючих ископаемых будут исчерпаны.

Есть виды энергии, которые использовались человеком издавна (вода и ветер)

Бесконечные источники энергии.

Солнце – бесконечный источник энергии (основа всего живого), дающий свет, тепло, обеспечивающий образование угля, сланцев, нефти, газа, гидроресурсов. Из всей энергии, посылаемой Солнцем на Землю, только половина достигает земной поверхности. Использование солнечной энергии связано с получением тепловой и химической энергии. Практическое использование солнечной энергии ограничивается уровнем развития инженерно-технических средств (улавливания, аккумулирования, преобразования, использования энергии).

Ветер – движение масс воздуха относительно земной поверхности в результате разности температур в разных местах. Оптимальная скорость ветра для работы ВЭС 10-15м/с. Первая в мире ВЭС была построена в СССР, в г. Курске (1929-1930гг) мощностью 8 кВТ.

Перспективно использование энергии моря, связанное с различием температур водных слоёв. Подсчитано, что количество энергии, которую можно получить от преобразования тепловой энергии океана, в 300 раз превышает современный объём мирового использования энергии всех видов и эквивалентна потреблению 18 млрд. тонн нефти в год.

Ресурсы геотермальной энергии очень большие, но используются мало. Для получения водяного пара с высокой температурой и давлением необходимо бурить скважины на большую глубину. В некоторых районах земного шара (Япония, Калифорния, Исландия) есть доступ к водяному пару с температурой 200-400 градусов, необходимую для получения энергии. В основном большинство термальных вод имеют температуру 100-200 градусов.

В процессе фотосинтеза солнечная энергия преобразуется в химическую энергию растений, которая затем может быть превращена в тепловую форму энергии. Например: Обще годовая мировая продукция фотосинтеза на Земле оценивается в 80 млрд. тонн, что примерно в 14 раз больше добываемого за год условного топлива.

Реферат               РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ.

        Значение растительности в природе и жизни человека велико и разнообразно. Зелёные растения благодаря фотосинтезу и выделению кислорода обеспечивают существование жизни на Земле. Из всех растительных ресурсов самое важное значение  имеют леса. Они больше всего пострадали от хозяйственной деятельности и раньше всего стали объектами охраны.

        Лес – совокупность земли, древесной, кустарниковой и травяной растительности, животных, микроорганизмов и других компонентов окружающей среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своём развитии.

Значение      ЛЕСа:

1. Древесина:

2. Недревесные продукты: грибы, ягоды, плоды, живица, пастбища, продукция охоты, лекарственное сырьё, растительное сырьё.
3. Средообразующие функции: санитарно-гигиеническая, почвозащитная, водоохранная и водорегулирующая, климаторегулирующая, рекреационная.

ГРУППЫ ЛЕСОВ:

1. Первая группа – леса с защитными экологическими функциями (водоохранные, полезащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные) – лесопарки, заповедники, городские и пригородные леса, санитарно-защитные зоны). Разрешены только рубки ухода.
2. Вторая группа – леса районов с недостаточными лесосырьевыми ресурсами, а также леса районов, где наблюдается высокая концентрация населения, производства и транспортных путей. Разрешены рубки в размере годичного прироста, ухода.
3. Третья группа – леса многолесных районов, имеющие в основном эксплуатационное значение и предназначенные для удовлетворения потребностей народного хозяйства в древесине. Осуществляются промышленные рубки.

Факторы воздействия человека на растительность:

1. Прямые:  сплошная вырубка лесов, лесные пожары, уничтожение лесов при создании хозяйственных объектов.
2. Косвенные: изменение условий произрастания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений.

Лесами покрыто 28% суши. Леса планеты объединяют в 2 лесных пояса:

1. Северный (в сев.п.) – преобладают хвойные породы (Россия, Канада, США).
2. Южный (в юж.п.) – преобладают влажные субтропические и экваториальные леса (Бразилия, Индонезия, Конго).

Сейчас интенсивно вырубаются леса южного пояса вследствие:

1. расчистки лесных земель для различных хозяйственных нужд, прежде всего, для ведения подсечно-огневого земледелия;
2. использования древесины в качестве топлива;
3. увеличения экспорта древесины в развитые страны.

Экологические последствия сведения лесов:

1. Деградация почвенного покрова: обеднение почв, ускорение эрозионных процессов, опустынивание.
2. Изменение климатических условий: аридизация территорий вследствие уменьшения осадков; потепление климата (увеличение СО2).
3. Уменьшается видовое разнообразие.

Мероприятия по охране лесных ресурсов (на примере лесов России):

1. Распределение лесосечного фонда и нормирование рубок.
2. Борьба с потерями древесины при заготовке, транспортировке и использовании.
3. Воспроизводство и повышение продуктивности лесов (содействие естественному возобновлению, лесопосадки, проведение мелиоративных работ).
4. Борьба с лесными пожарами: противопожарная пропаганда среди населения, дозорно-сторожевая служба, тушение.
5. Защита лесов от вредителей и болезней (насекомые, грибки, вирусы, грызуны…): прямой сбор и уничтожение, использование пестицидов, уничтожение вредителей их естественными врагами.
6. Защита лесов от химических загрязнений.

Реферат                   РЕСУРСЫ ЖИВОТНОГО МИРА.

Животный мир – это совокупность всех видов и особей диких животных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, а также насекомых, моллюсков и других беспозвоночных), населяющих определённую территорию или среду обитания и находящихся в состоянии естественной свободы.

Значение животного мира в природе и жизни человека.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ     ФУНКЦИИ:

       ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ:

Факторы антропогенного воздействия на животный мир:

1. Прямые: массовое истребление и охота, браконьерство, интродукция.

Интродукция – случайный или преднамеренный перенос особей какого-либо вида за пределы их ареала, в новые природно-климатические условия.

2. Косвенные: загрязнение окружающей среды (тяжёлые металлы, пестициды, нефтепродукты и т.п.), разрушение мест обитания (вырубка лесов, осушение болот, распашка, степей и т.п.).

Сейчас преобладает косвенное воздействие.

        Главными в системе российского законодательства о животном мире являются законы «Об охране окружающей среды» (2002 год) и «О животном мире» (1995). Законом о животном мире предусмотрены порядок использования охотничьих животных; ведение мониторинга за популяциями диких животных; меры по охране и восстановлению редких и исчезающих видов.

Реферат

ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ.

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) – это участки суши, водной поверхности и воздушного пространства, которые в силу своего особого природоохранного и иного значения, полностью или частично изъяты из хозяйственного пользования и для которых установлен режим особой охраны.

        Главной их задачей является сохранение биологического разнообразия для поддержания устойчивости природных экосистем.

        Виды ООПТ:

• Государственные природные заповедники, в том числе биосферные.
• Национальные парки.
• Природные парки – это территории, отличающиеся особой экологической и эстетической ценностью, с относительно мягким охранным режимом и используемые преимущественно для организованного отдыха населения. По структуре они более просты, чем национальные парки.
• Природные заказники.
• Памятники природы.
• Дендрологические парки и ботанические сады – природоохранные учреждения, в задачу которых входит создание коллекций деревьев и кустарников, с целью сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира, а также в научных, учебных и культурно-просветительских целях. В них ведутся работы по интродукции и акклиматизации новых для данного региона растений.
• Лечебно-оздоровительные местности и курорты предназначены для лечения и отдыха граждан. В состав этих земель включаются земли, обладающие природными лечебными ресурсами (месторождениями лечебных грязей, минеральных вод), благоприятным климатом и иными природными факторами и условиями, которые используются или могут быть использованы для профилактики и лечения заболеваний человека.

РЕФЕРАТ

СОВРЕМЕННОЕ   СОСТОЯНИЕ   ОКРУЖАЮЩЕЙ

ПРИРОДНОЙ   СРЕДЫ  КРЫМА.

Площадь  27 тысяч км кв..

Атмосферный воздух.

Крымская область относится к регионам с относительно низким уровнем загрязнения атмосферы. Среднегодовые концентрации основных веществ не превышают санитарных норм. Загрязнение атмосферного воздуха происходит от стационарных источников, транспорта, а также в результате трансграничных переносов загрязняющих веществ. Преобладают выбросы от автотранспорта (79 % выбросов). Среди всей гаммы выбросов следует отметить наиболее опасные: азотсодержащие соединения, сернистый ангидрид, окись углерода, аммиак, хлористый водород, фенол, формальдегид и др.  Так, например, выхлопная труба автомобиля ежесекундно выбрасывает в атмосферу до 200 идентифицированных компонентов, основными из которых являются окись углерода, оксиды азота и серы, сажа и масла, тетраэтилсвинец, бензапирен и др.

Среди стационарных источников, загрязняющих воздух, выделяют —–__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Выбросы осуществляются в пределах установленных нормативов выбросов в атмосферный воздух и установленных лимитов. В последние годы наблюдается снижение выбросов. Это связано с выполнением ряда воздухо-охранных мероприятий:

Водные ресурсы.

В Крыму насчитывается более 300 озёр и лиманов. Почти все озёра солёные и расположены вдоль побережья, в низменной степной части, за исключением малых пресных озёр, находящихся на яйлах Главной гряды Крымских гор. Все озёра и лиманы разделены в зависимости от местоположения на 7 групп.

По территории Крыма протекают 257 рек (крупнейшие — Салгир, Кача, Альма, Бельбек), Индол, Биюк-Карасу, Чёрная, Бурульча. Самая длинная река Крыма — Салгир (220 км), самая полноводная — Бельбек (расход воды — 1500 литров в секунду). В Крыму находится свыше 50 солёных озёр, самое крупное из них — озеро Сасык-Сиваш — 205 км². Расположен Причерноморский артезианский бассейн. Степная часть изрезана каналами для орошения, крупнейшим является Северо-Крымский канал.В

        Водозабор из поверхностных и подземных источников не превышает установленных лимитов. Основными потребителями пресной воды являются предприятия энергетики и ЖКХ. Среди сбрасываемых в поверхностные водные объекты сточных вод более 15% являются загрязнёнными. Основной объём загрязнённый сточных вод  сбрасывается предприятиями ЖКХ. Состояние воды в поверхностных водных объектах оценивается как удовлетворительное. Возросла концентрация таких опасных веществ  как цинк, никель, медь, хром, железо, фосфаты и другие.                                                

Крымская область в целом и по каждому району в отдельности обеспечена пресными подземными водами питьевого качества. В области имеются   разведанные месторождения минеральных вод для лечебных и лечебно-питьевых целей: санатории, курорты практически на всей территории Крыма.

Лесные ресурсы.

        В перечень лесных хозяйств вошли Алуштинское, Бахчисарайское, Белогорское, Евпаторийское, Куйбышевское, а так же Джанкойское, Раздольненское, Симферопольское, Старокрымское, Судакское лесоохотничье хозяйство, Крымская горнолесная научно-исследовательская станция, охотхозяйства “Бахчисарайское” и “Холодная гора”, специализированное лесозащитное предприятие “Крымлесозащита”.

Также выделяются природные заповедники: Казантипский, Крымский, Опукский, Ялтинский, Карадагский и национальный природный парк “Чаривна гавань” (Черноморский район).

Почвенные ресурсы.

        Земельный фонд Крыма  составляет 2608,1 тыс. га, из них 1797,9 тыс. га (68,9%) составляют сельскохозяйственные угодья.

Основным богатством Крыма является его мягкий, близкий к средиземноморскому климат, для которого характерно изобилие солнца, тепла и света. Наличие этих факторов объясняет использование большей части земель Крыма для сельскохозяйственных нужд и свидетельствует о высоком уровне сельскохозяйственной освоенности земель республики.

Структура сельскохозяйственных угодий  Крым:

Структура земельного фонда  Крыма приведена в Диаграмме 1, структура сельскохозяйственных угодий – в Диаграмме 2.

Диаграмма 1

Диаграмма 2

В разрезе административно-территориальных образований земельный фонд  Крыма приведен в Таблице 1, распределение сельскохозяйственных угодий в Таблице 2.

Общее количество землепользователей и собственников земли (юридических и физических лиц) в республике составляет 849,4 тыс.

В пользовании и собственности юридических и физических лиц находится 1938,6 тыс. га земель (74,3% от общей площади республики), в том числе 1499,9 тыс. га – сельскохозяйственных угодий (83,4 % от общей площади сельхозугодий в автономии).

Основными землепользователями являются 833 сельскохозяйственных предприятия различных форм собственности, в пользовании которых находится 771,9 тыс. га земель (или 39,8% от общей площади земель, находящейся в собственности и пользовании граждан и юридических лиц), в том числе 738,0 тыс. га сельхозугодий.

Минеральные ресурсы.

        Государственным балансом запасов полезных ископаемых учтено 262 месторождения 32 видов полезных ископаемых, выявленных в Крыму. В структуре минерально-сырьевого потенциала (диаграмма) преобладают месторождения строительного минерального сырья – 154, или 58,8%. За ними следуют углеводороды – 44 месторождения (16,8%), лечебные грязи – 22 месторождения (8,4%), металлургическое сырье – 16 месторождений (6,2%), пресные, минеральные и термальные подземные воды – 23 месторождения (8,8%), горнохимическое сырье – 3 месторождения (1,1%). 

Ресурсы животного мира.

Очень разнообразен животный мир на Азово-Черноморском побережье в дельтах рек. Особенно много птиц – чайки, норке, утки, цапли, быки, пеликаны, чайки, бакланы.

В Черном и Азовском морях осетр, скумбрия, ставрида, кефаль, сельдь, бычки. В реках, озерах и искусственных водоемах водятся окунь, лещ, судак, щука, карась, сазан, в карпатских реках есть форель.
На Южном берегу Крыма и горной части полуострова, где климатические условия близки к Средиземноморью, распространены такие животные, как крымская и скальная ящерицы, леопардовый полоз, южный соловей, черный гриф, благородный олень, муфлон.

РЕФЕРАТ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ

ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ РОССИИ.

Атмосферный воздух.

        Над территорией России атмосферный воздух особенно загрязнён в Европейской части России и в южных районах Сибири. В России мониторинг загрязнения воздуха осуществляется более чем в 250 городах, в большинстве из которых средние за год концентрации вредных веществ в воздухе превышают ПДК. Основные источники загрязнения: промышленность, ТЭС, АЭС (в случае аварии радиоактивное загрязнение), транспорт (47% от общего объёма выбросов), лесные пожары.

        Наши предприятия ещё недостаточно оснащены пылегазоулавливающими установками, часто они неисправны или эффективность функционирования занижена. Лишь 40% российских предприятий, загрязняющих атмосферу, оборудованы современными пылегазоочистными сооружениями.

        Загрязнение атмосферного воздуха является причиной выпадения кислотных дождей, возникновения озоновых дыр. Основной вклад в трансграничное загрязнение воздуха России вносят Украина, Польша, Беларусь, Румыния, Германия. Тридцать процентов заболевания горожан непосредственно связано с загрязнённостью воздуха выхлопными газами.

Водные ресурсы.

        Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире (примерно 10% мировых). Преобладает водозабор из поверхностных источников (примерно 80%); подземные воды в основном используются на нужды ЖКХ (примерно 50% используемых подземных вод).

        Большая часть забранной воды (⅔) сбрасывается в поверхностные объекты в  виде сточных вод, из которых треть составляют загрязнённые воды. Степень освоения подземных вод составляет 33%.

        Наблюдается не только загрязнение поверхностных и подземных вод, особенно в районах с высокой концентрацией промышленных предприятий и населения, но и их истощение (особенно на юге).

        Россия занимает второе место в мире по гидроэнергопотенциалу.

        Таким образом, в настоящее время из-за загрязнения около 70% рек и озёр и 30% подземных утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. Практически 70% населения РФ потребляют воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая».

Земельные ресурсы.

        Россия занимает одно из ведущих мест мира по обеспеченности землёй. Земельный фонд России составляет 1 709,2 млн. га.   Сельхозугодья (без оленьих пастбищ) составляют 13%, в том числе пашни – 7%, из которых 1222 млн. га – чернозёмы, на которых производится 80% сельхозпродукции.

        Площадь сельскохозяйственных земель постоянно сокращается.

        Площадь эрозионных процессов в той или иной мере затрагивает примерно 60% сельхозугодий, в том числе пашни – более 40%. Переувлажнённые и заболоченные почвы занимают более 12% площади сельхозугодий. Засолённые и солонцеватые почвы занимают более 20% площади сельхозугодий, из них пашни – 7%. Процессам опустынивания подвержено 6 % площади России.

        Процессы деградации сельхозугодий развиваются неравномерно, затрагивая прежде всего Поволжье, Северный Кавказ, Южный Урал. Увеличивается площадь земель, нарушенных в результате хозяйственной деятельности.

Лесные ресурсы.

        Россия занимает одно из ведущих мест по величине лесных ресурсов. На долю России приходится 1/5 площади лесов мира, ¼ мировых запасов древесины, из них наиболее ценные – хвойные леса (78% общих запасов древесины).

        Восточнее Урала расположено 80% всего лесного фонда.

        В России большую площадь занимают леса третьей группы, лесов первой группы – 23%, второй – 8%; удельный вес лесов первой и второй групп с развитием промышленности, ростом городов постепенно увеличивается, а третьей – уменьшается.

        Леса Европейской части России сильно оскудели в результате избыточной рубки.

Ежегодно в России вырубается примерно 100 млн. м3.

        Большой ущерб лесам наносят пожары. Сокращаются площади лесовосстановления в лесном фонде, а также масштабы содействия естественному возобновлению леса.

Ресурсы животного мира.

        Для России характерно большое видовое разнообразие животного мира. Фауна позвоночных насчитывает 1513 видов: 320 млекопитающих, 732 птиц, 80 рептилий, 29 амфибий, 343 пресноводных рыб, 9 видов круглоротых. В омывающих Россию морях встречается около 1500 видов морских рыб. Фауна беспозвоночных насчитывает 130 000 видов. В России 50 видов млекопитающих являются постоянными объектами охоты и около 20 видов добываются нерегулярно. Наибольшее экономическое значение имеют дикие копытные животные, бурый медведь и 20 видов пушных зверей. Их добыча обеспечивает кожевенное и пушное сырьё, мясо, а также лекарственное сырьё.

        Учёт численности основных видов охотничьих животных ведётся на уровне субъектов Федерации. Учёт численности непромысловых видов практически отсутствует, хотя некоторые из них имеют значительную коммерческую ценность и эксплуатируются. Анализ состояния охотничьих ресурсов проводится ежегодно в рамках мониторинга лицензионных видов охотничьих животных. На основе полученных данных разрабатываются рекомендации по рациональному использованию.

        Среди 700 видов птиц, входящих в состав орнитофауны России, 60 видов являются постоянными объектами охоты и ещё 15 видов добываются нерегулярно. В коммерческих целях производится отлов 19 видов певчих птиц и 6 видов ловчих хищных птиц. Другие виды используются для культурных, научных, просветительских и прочих потребностей общества. В Красную Книгу России занесено 247 видов животных (на 1.01.95).

Реферат                                         МИРОВОЙ ОКЕАН.

        Мировой океан (71% поверхности Земли) – это совокупность 5 океанов: Северного Ледовитого, Атлантического, Тихого, Южного.

        Значение Мирового океана:

1. Воды Мирового океана формируют климат планеты, служат источником атмосферных осадков.
2. Мировой океан является источником кислорода.
3. Морская вода как источник многих химических элементов: уран, калий, бром, магний, медь, серебро и другие, а также поваренной соли.
4. Источник пресной воды: опреснение морской воды, донные источники на континентальном шельфе.
5. Полезные ископаемые: золото, платина, рубины, сапфиры, изумруды, фосфориты, уголь, железомарганцевые конкреции, сера , а также  нефть и газ (в Персидском и Мексиканском заливах, Северном и Карибском морях и других).
6. Биологические ресурсы, 85% которых составляет рыба. В последние десятилетия всё более широкое распространение находит разведение некоторых видов организмов (например, моллюсков, мидий) на искусственно созданных фермах. Эти промыслы называются марикультурой.  Марикультура является частью аквакультуры – искусственное выращивание водных организмов не только в морской, но и в пресной воде.
7. Транспортное значение.
8. Мировой океан служит переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли.
9. Рекреационное, лечебное значение.
10. Энергетический ресурс (энергия приливов, волн, течений).

Наиболее опасные загрязняющие вещества: нефть и нефтепродукты, тяжёлые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и другие), пестициды, бытовые отходы.

Источники поступления загрязняющих веществ в Мировой океан:

Самоочищение морей и океанов – сложный процесс, при котором происходит разрушение компонентов загрязнения и включения их в общий круговорот веществ. В этом процессе принимают участие различные организмы: водоросли, моллюски (мидии, устрицы, гребешки, кардиум и другие), микроорганизмы (бактерии, дрожжи, грибы), которые способны разлагать даже нефть и пестициды. Большое значение для самоочищения имеет содержание в морской воде кислорода.

        Задание по занятию 2

1. Дать определение природным ресурсам.

2. Привести примеры природных ресурсов.

3. Разделить природные энергетические ресурсы на возобновляемые и не  возобновляемые:

1. каменный уголь
2. гидроэнергия
3. энергия ветра
4. геотермальное тепло
5. энергия испарения и выпаривания осадков
6. нефть
7. природный газ
8. торф
9. ядерное топливо
10. сланцы

4. Перечислить бесконечные виды энергии.

         5. Дать определение возобновляющихся природных ресурсов, привести  

            примеры.

        6. Дать определение не возобновляющимся природным ресурсам,  

привести примеры.

7. Указать последствия использования лесных ресурсов.
8. Указать последствия использования плодородных почв.
9. Указать последствия использования водных ресурсов.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.2  Загрязнение окружающей среды.

Занятие  3  

Загрязнение окружающей среды

ПЛАН:

1. Основные типы загрязнений

2. Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы.

Студент должен:

Знать

–  основные источники техногенного воздействия на окружающую среду;

–  способы предотвращения и улавливания выбросов;

–  методы очистки промышленных сточных вод;

–  основные технологии утилизации газовых выбросов;

–  принципы размещения производств различного типа.

Уметь

–  выбирать методы, технологии и аппараты утилизации газовых выбросов, стоков, твердых отходов.

Это привнесение новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение их естественного уровня.

Любое химическое загрязнение – это появление химического вещества в непредназначенном для него месте. Загрязнения, возникающие в процессе деятельности человека, являются главным фактором его вредного воздействия на природную среду.

Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются хлордиоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

Наряду с загрязнением окружающей среды новыми для нее синтетическими веществами, большой ущерб природе и здоровью людей может нанести вмешательство в природные круговороты веществ за счет активной производственной и сельскохозяйственной деятельности, а также образования бытовых отходов.

Техногенное воздействие на окружающую среду может носить локальный (от единичного фактора) или  комплексный (от группы различных факторов) характер. Эти воздействия, как правило, характеризуются различными коэффициентами экологической опасности в зависимости   от вида воздействия и их характера, а также объекта воздействия.

Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы.

Экологический бумеранг – выражение, употребляемое в последнее время для обозначения отрицательных, особо опасных явлений, возникающих в окружающей среде в результате неправильной хозяйств, деятельности человека, которые могут оказаться вредными для самого человека.

Эффект бумеранга проявляется в двух формах:

1. острых воздействий (усыхание лесов от кислотных дождей);
2. перманентных, хронических процессов типа постепенного изменения климата, ослабления принципа Ле Шателье-Брауна и т.п.

Эффект проявляется тем сильнее, чем выше уровень нарушенности человеком природных систем. Для человечества выделяются следующие аспекты последствий загрязнения окружающей среды:

1) медико-социальный (воздействие деградирующей среды на здоровье человека);

2) экономический (влияние загрязнения среды на общественное производство и его конечные результаты);

3) экологический (нарушение процессов протекания естественных процессов);

4) духовно-эстетический (влияние среды на духовное состояние и эстетическое восприятие людей).

Взаимосвязь экологического и экономического вреда. Все виды ущербов можно подразделить на исчислимые (стоимостные или натуральные) и условно-исчислимые, т.е. практически не поддающиеся количественной оценке.

Исчислимый ущерб подразделяется на экономический и социально-экономический.

Экономический ущерб включает: потери в результате недополучения промышленной, с/х-нной и лесохозяйственной продукции; потери вследствие снижения продуктивности биогеоценозов; потери сырья, топлива и материалов, вызванные сбросами, выбросами; затраты на ликвидацию последствий от загрязнения, восстановления или поддержание равновесия в экосистемах; потери производства, вызванные снижением эффективности труда, которое, в свою очередь, обусловлено ростом заболеваемости.

К социально-экономическому ущербу относятся: затраты в области здравоохранения и соц. обеспечения из-за роста заболеваемости; затраты на сохранение рекреационных ресурсов; потери вследствие миграции, вызванной ухудшением качества среды.

Условно-исчислимый вид ущерба подразделяется на социальный и экологический.

К социальному ущербу относятся: эстетический ущерб от деградации ландшафтов; увеличение смертности, патологических изменений в организме людей; психологический ущерб вследствие неудовлетворенности населения качеством среды.

Экологический ущерб составляют необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение некоторых видов флоры и фауны, генетический ущерб.

Экологический вред неразрывно связан с экономическим, поскольку оба исходят из одного и того же источника причинения и имеют одни и те же способы проявления.

Например: пожар в лесу. Экономический вред включает стоимость уничтоженной огнем древесины, строений, зданий, затраты на тушение пожара, уборку территории, расходы по возмещению ущерба другим организациям и лицам.

Экологический вред заключается в утрате лесного массива, как одного из естественных фильтров, очищающих атмосферу от пыли и газов, а почвы и реки – от эрозии и обмеления.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.2 Загрязнение окружающей среды.

Занятие 4

Основные источники и масштабы    образования отходов производства. Основные источники техногенного  воздействия на окружающую среду.  

ПЛАН:

1. определение ресурсного цикла;
2. характеристика этапов ресурсного цикла;
3. определение и примеры замкнутого и незамкнутого ресурсного цикла;
4. культурные экосистемы.

Студент должен:

Знать

– виды и классификацию природных ресурсов;

– задачи охраны окружающей среды;

– основные источники и масштабы образования отходов производства;

– состав основных промышленных выбросов и отходов различных производств.

Уметь

–  анализировать и прогнозировать экологические последствия различных видов производственной деятельности;

–  определять экологическую пригодность выпускаемой продукции.

Для того чтобы создать продукцию, получить энергию, сырьё, человек находит и добывает природные ресурсы, привозит их к местам переработки, производит из них предметы, которые в конечном этапе поступают в пользование или в виде средств производства, или в виде готовых изделий. Таким образом, человек вовлекает  природные ресурсы в ресурсный цикл.

Ресурсный цикл – совокупность превращений и пространственных перемещений вещества или группы веществ на всех этапах использования его человеком (включая выявление, подготовку к эксплуатации, извлечение из природной среды, переработку, превращение, возвращение в природу).

Слово цикл предполагает замкнутость процесса, но ресурсный цикл фактически не замкнут. Например: Если поглощённый растениями углерод, в составе диоксида углерода, возвращается в атмосферу при дыхании растений и животных; аиспарившаяся с поверхности моря или суши вода, возвращается туда в виде осадков или стока; то каменный уголь, тот же углерод, добытый и привезённый к месту переработки, обратно в места залегания не возвращается.

Этапы ресурсного цикла. Разработка, транспортировка и переработка пласта.

На каждом из этих цикла неизбежны потери. На добычу затрачены энергия, время, средства, и в то же время эти потери ухудшают качество среды. Афоризм: «Загрязнение – природный ресурс, оказавшийся не на своём месте». Человек не умеет использовать природные ресурсы полностью или многократно, поэтому он вынужден увеличивать темпы добычи, создавая тем самым проблему их исчерпаемости. Например: лес представляет собой мощный аккумулятор солнечной энергии. Если идёт вырубка леса, то вся экосистема может погибнуть, так как изымается большая часть запасенной энергии. В этой ситуации существует возможность замкнуть ресурсный цикл, а именно лесопосадки. Особый случай представляют культурные экологические системы (сельскохозяйственные земли), они практически не способны к самовосстановлению. Чтобы не допустить этого, человек должен брать на себя восстановление экосистемы: внесение семян, внесение минеральных удобрений, обеспечение растения водой.

В настоящее время человек эксплуатирует:

– более 55 % суши;

– около 13 % речных вод;

– скорость сведения лесов достигает 18 млн. га в год;

– теряется от 50-70 тыс. кв. км земель в год: в результате застройки, горных работ, засоления земель;

– извлекается из недр земли ежегодно 100 млрд. тонн руды;

– сжигается 7 млрд. тонн условного топлива;

– выплавляется более 800 млн. тонн различных металлов;

– рассеивается на полях свыше 500 млн. тонн удобрений, более 4 млн. тонн ядохимикатов, из них 1/3 смывается поверхностными стоками в водоёмы или задерживается в атмосфере.

Схема 1

Массообмен современного города в тоннах в сутки.

Вода – 625000                        ст        сточные воды – 500 000

Пища – 2000                                твердые отходы – 2000

Топливо:                                Выбросы в атмосферу воздуха:

уголь – 4000                                     частицы – 150

нефть – 2800                                     диоксид серы – 150

газ – 2700                                               оксиды азота – 450

топливо для автомобилей – 1000       углерод CxHх – 100

Экологические  системы

Схема 2

Взаимодействие промышленного предприятия с окружающей средой.

Примеры загрязнения:

Пока в качестве исходного сырья широко использовались вещества растительного и животного происхождения (древесина, лён, хлопок, кожа,жиры и др.), образовавшиеся отходы вовлекались силами природы в естественный кругооборот вещества, природа обеспечивала самоочищение.

Например:

1. Загрязнённая мылом сточная вода, сброшенная в реку, быстро очищается разлагающимися микроорганизмами (редуцентами);
2. При сжигании дров в атмосферу выделяется углекислый газ CO2, который усваивается растениями в процессе фотосинтеза;

Процессы при  выбросах веществ синтетического и минерального происхождения:

1. Синтетические моющие средства не разлагаются, а накапливаются в водоёме и повышают ПДК загрязняющих веществ;
2. При сжигании нефтяного топлива (мазута) и  каменного угля в атмосферу выделяется кроме углекислого и угарного газов, диоксид серы. Он взаимодействует с влагой и кислородом воздуха, образуя т.н. «кислотные дожди».
3. Каждая люминесцентная лампа (лампа дневного света) содержит примерно 150 мг ртути.

   Пришедшие в негодность лампы выбрасываются на свалку, бьются, содержащаяся в них ртуть загрязняет воздух, почву, а с грунтовыми водами попадает в водоемы.  

   Одна разбитая лампа загрязняет ртутью на уровне ПДК 500 тыс. м3 воздуха. Количество выпускаемых ламп, а следовательно приходящих а негодность непрерывно возрастает.

   На московском заводе ЗИЛ ежегодно выбрасывается на свалку 200 тыс. таких ламп.

4. В бензин для повышения октанового числа добавляют тетраэтилсвинец (С2Н5)4Pb. Свинец, содержащийся в бензине, после сгорания топлива выбрасывается с выхлопными газами, загрязняет воздух и оседает на растительности и почве вдоль транспортных магистралей.

При сгорании 1 кг этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1,0 гр. свинца. ПДК свинца в воздухе населенных пунктов установлена 0.0007 мг/м3.

Следовательно, это количество свинца (1гр) способно загрязнить на уровне ПДК около 1400 тыс. м3 воздуха. В идеальном случае при сжигании топлива должны получаться только СО2 и пары воды.

Например:

С9Н20         14О2    =   9СО2     10Н2О

нонан

Однако, из-за неполного сгорания и разного рода добавок образуются разные химические вещества (всего в выхлопах ДВС обнаружено около 200 компонентов):

С9Н20        9,5О2  =  9СО    10Н2О,

нонан

С8Н18     2.5О2   =  4СН3-С=О       Н2О

                                            |

   Н

октан                        ацетальдегид

Pb(C2H5)4   2CH3CH2Br   14,5О2  =  PbBr2    12 CO2     15H2Oит.п.

оксалат        бромэтил

свинца

Вредные физические воздействия.

Шум – неприятный или нежелательный  звук или совокупность звуков, мешающая восприятию нужных звуковых сигналов. Уровни шума измеряются в дБ.

например:

Электромагнитные загрязнения

источники:

1. радио –  и телепередач. Привести примеры преднамеренных, экологически необоснованных изменений в природной среде. Сделать экологический и экономический выводы.

Преднамеренные, экологически необоснованные изменения в природной среде.

Осуществление преднамеренных с целью получения экономического эффекта изменений в природной среде приводит к необратимым экологическим последствиям.

Примеры:

1. Строительство каскада гидростанций на реке Волга.

Полноводная река –> цепь малопроточных водохранилищ –> уменьшение скорости течения реки –> в стоячей воде размножение микроорганизмов и водорослей –> заболачивание реки (болото).

Под водой оказались 4 млн. га плодородных пойменных земель. В связи с подъемом уровня воды в водохранилище повысился уровень грунтовых вод. Происходит подтопление лесов, заболачивание и засоление полей.

2. Непродуманное развитие поливного земледелия за счёт водных ресурсов рек Сырдарья и Амударья привело к тому, что вода этих рек в летнее время уже не достигала Аральского моря. Уровень воды понизился на 10 м. Вода ушла на десятки километров от прежних берегов. Пыльные бури. Аральское море умирает.
3.  На протяжении всей истории город Санкт-Петербург ежегодно подвергается наводнению, когда  под напором ветров западного направления вода из Финского залива нагоняется в устье Невы.

В 80-х годах прошлого века волевым решением без экологической экспертизы в Финском заливе приступили к строительству защитной дамбы протяженностью 24 км.

В тело дамбы вложили –  26 млн м3 грунта, 2 млн м3бетона и 40 тыс. тонн металлоконструкций.  Прошло время, ущерб окружающей среде еще предстоит оценить.

Вывод: на первое место был поставлен экономический эффект: получение дешёвой электроэнергии; выращивание хлопка и риса; защита от наводнений.

Влияние этих преобразований на состояние природной среды практически не оценивалось.

Задание по занятию    4

1. Дать характеристику по схеме 1 «Взаимодействие промышленного предприятия с окружающей природной средой»:

а) характеристика выбросов в атмосферу;

б) характеристика сырья;

в) характеристика энергетических выбросов.

2. Дать характеристику по  схеме 2«Массообмен современного города в тоннах в  сутки с населением 1 млн. человек»:

– характеристика выбросов в атмосферу.

        3. Составить по 3 вопроса по схемам.

       4. Привести примеры преднамеренных, экологически необоснованных

           изменений в природной среде. Сделать экологический и

           экономический выводы.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.3 Природоохранный потенциал.

Занятие 5

Способы предотвращения и улавливания выбросов, принципы работы аппаратов обезвреживания и очистки газовых   выбросов химических    производств, основные технологии    утилизации газовых выбросов.

ПЛАН:

1. Основные типы загрязнений

2. Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы.

Студент должен:

Знать

–  основные источники техногенного воздействия на окружающую среду;

–  способы предотвращения и улавливания выбросов;

–  методы очистки промышленных сточных вод;

–  основные технологии утилизации газовых выбросов;

–  принципы размещения производств различного типа.

Уметь

–  выбирать методы, технологии и аппараты утилизации газовых выбросов, стоков, твердых отходов.

Очистка газов от пыли.

Многие современные технологические процессы связаны с дроблением или измельчением твёрдых веществ или с перевозкой сыпучих материалов. Во всех этих случаях образуются пылевые частицы. В связи с тем, что суммарная площадь поверхности пылевых частиц существенно больше, чем исходная площадь поверхности исходного материала, пылевые частицы чрезвычайно химически и биологически активны и, следовательно, чрезвычайно вредны. Пылевые частицы имеют разную форму, однако, их размер принято характеризовать параметром, называемым «седиментационный диаметр». Это диаметр частицы, имеющей форму шара, скорость осаждения и плотность которой равна скорости осаждения и плотности исходной частицы.

Работа пылеулавливающих аппаратов основана на следующих механизмах осаждения частиц:

1. Гравитационное осаждение под действием силы тяжести
2. Инерционное осаждение
3. Центробежное осаждение
4. Диффузионное осаждение
5. Электрическое осаждение

Гравитационные аппараты.

В этих аппаратах пыль осаждается под действием силы тяжести. Простейшим гравитационным аппаратом является пылеосадительная камера.

Гравитационные аппараты имеют следующие преимущества:

1. Простота конструкции
2. Низкая стоимость
3. Малые эксплуатационные расходы
4. Малая скорость движения газа через аппарат и, следовательно малый необходимый перепад давления между входом и выходом аппарата и малые энергетические расходы
5. Возможность улавливания твёрдых абразивных частиц

Недостатки гравитационных аппаратов:

1. Большие габариты
2. Малая эффективность очистки

Инерционные пылеуловители.

Эффективность очистки может быть повышена, а габариты аппаратов уменьшены, если вдобавок к эффекту гравитационного осаждения придать частицам дополнительный импульс движения вниз. Действие инерционных аппаратов основано на резком изменении направления движения газопылевого потока. При этом, более тяжёлые пылевые частицы вследствие большей инерции будут сохранять первоначальные направления движения, а существенно более лёгкие молекулы газа будут резко изменять направление движения и выходить из аппарата.

Центробежные пылеулавливающие аппараты.

Центробежные пылеуловители или циклоны – это пылеулавливающие системы, в которых твёрдые частицы удаляются из закрученного газового потока под действием центробежных сил.

В связи с тем, что центробежная сила, действующая на пылевые частицы больше чем гравитационная сила или сила инерции. Габариты центробежных аппаратов меньше, а эффективность выше, чем у гравитационных или инерционных аппаратов. Однако, для центробежных аппаратов требуется большая скорость движения газопылевой смеси и, следовательно,  большой перепад давлений между входом и выходом аппарата и большие энергетические расходы. Если в газе присутствуют твёрдые абразивные частицы, то перед центробежным аппаратом необходимо ставить гравитационный или инерционный аппарат.

Второй вариант центробежного пылеуловителя – это так называемый ротационный пылеуловитель. Он более компактен, чем циклон, т.к. вентилятор и пылеуловитель объединены в одном корпусе.

Электрические аппараты для очистки газа от пыли.

Электрофильтры используют и для тонкой очистки газа от масляных туманов, смолы и пыли в различных отраслях промышленности. Процесс очистки в этих аппаратах основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего электрического разряда. Затем, при столкновении происходит передача заряда от ионов газа к частицам пыли, а уже заряженные пылевые частицы оседают на электродах аппарата.

Фильтрующие аппараты.

Фильтры широко используются в промышленности для тонкой очистки вентиляционного воздуха от примесей, а также для промышленной и санитарной очистки газовых выбросов.

Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении дисперсных сред через них.

Мокрые аппараты для пылеочистки.

Как мокрые, так и сухие аппараты имеют свои достоинства и свои недостатки.

Достоинства сухих аппаратов:

1. Получение конечного продукта без дополнительной очистки
2. Отсутствие коррозии
3. Малый объём хранилища конечного продукта
4. Длительный срок службы

Недостатки сухих аппаратов:

1. Большие размеры
2. Ремонт аппарата и удаление сухой пыли опасно для персонала
3. Сухая пыль очень гигроскопична, легко впитывает воду и слёживается

Достоинства мокрых аппаратов:

1. Одновременное улавливание пыли и вредных газов
2. Охлаждение и промывка горячих газов
3. Отсутствие опасности пожара или взрыва
4. Малые габариты

Недостатки мокрых аппаратов:

1. Возможность кристаллизации растворённых веществ
2. Необходимость отстаивания или фильтрования нерастворённых частиц
3. Коррозия
4. Возможность замерзания жидкости на холоде

Мокрые пылеулавливающие аппараты называют скрубберы.

Очистка газов от газообразных загрязнений.

Все методы очистки газов от газообразных загрязненийделятся на три группы:

1. Абсорбция – это поглощение газа в объёме твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего – жидкости.
2. Адсорбция – это поглощение газа на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя.
3. Термические методы.

Абсорбция делится на чистую абсорбцию, хемосорбцию и безотходную очистку.

Чистая абсорбция чаще всего проводится жидкими поглотителями и может осуществляться противоточно, когда газ и жидкость движутся в разных направлениях, и прямоточно, когда газ и жидкость движутся в одном направлении.

Движущей силой процесса является разность концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости.

Скорость переноса поглощаемого газа определяется:

1. Свободной поверхностью абсорбента
2. Движущей силой процесса
3. Коэффициентом «масса переноса»

Площадь абсорбирующей поверхности зависит:

1. От количества орошающей жидкости на единицу объёма газа
2. От размеров капель
3. От конструкции абсорбера

Коэффициент «масса переноса» зависит:

1. От скорости диффузии газовых молекул
2. Толщины переходного слоя на поверхности
3. Разности концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости
4. От температуры и давления в системе

Хемосорбция отличается от чистой абсорбции тем, что после поглощения вредное вещество вступает в химическую реакцию с каким-либо реагентом и переводится в безвредное состояние.

Хемосорбция применяется для очистки газов от:

1. Угарного газа
2. Углекислого газа
3. Оксидов серы
4. Оксидов азота
5. Сероводорода
6. Хлористого водорода

Биохимические методы основаны на способности микроорганизмов разрушать и перерабатывать различные соединения. Эти методы более всего применимы для очистки газов постоянного состава. При изменении состава газа микроорганизмы не успевают приспособиться и эффективность очистки падает. Высокая эффективность газоочистки достигается при условии, что скорость биохимического окисления вредных веществ превышает скорость их поступления с газом.

Различают две группы аппаратов биохимической очистки:

1. Биоскрубберы
2. Биофильтры

Биоскрубберы – это абсорбционные аппараты, в которых газ орошается водным раствором активного ила и вредные вещества разрушаются микроорганизмами присутствующими в активном иле. В биофильтрах очищаемый газ пропускается через фильтрующий слой, который орошается водой для создания необходимой влажности. Фильтрующим слоем служат природные или искусственные материалы, на которые наносится плёнка активного ила.

Адсорбция – это поглощение газов на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего используются твёрдые пористые вещества.

Площадь поверхности адсорбента может быть очень велика и для некоторых веществ составляет несколько квадратных метров на грамм вещества. Поглощаемые вещества удерживаются в порах либо химическими силами (это химическая адсорбция) либо силами Ван-дер-Ваальса – это физическая адсорбция.

Газ адсорбируется в несколько стадий:

1. Перенос молекулы газа к поверхности твёрдого тела
2. Проникновение молекулы газа в поры твердого тела
3. Собственно адсорбция, т.е. удержание молекулы газа.

Лимитирующей для процесса является самая медленная из этих трёх стадий.

Движущей силой процесса является градиент концентрации загрязняющего вещества в газе и на поверхности твёрдого тела. С ростом концентрации этого вещества на поверхности, градиент концентрации уменьшается и преобладающим процессом становится равновесный обмен молекулами.

Адсорбция рекомендуется для газа с невысокими концентрациями загрязняющих компонентов. Поглощённые вещества удаляются из спор продувкой инертным газом, паром или термической десорбцией при нагревании.

Достоинствами этого метода являются:

1. Высокая степень очистки
2. Отсутствие жидкостей

а)    Газы не охлаждаются

б)   Нет необходимости в насосах и энергии на перекачку

Недостатками этого метода являются:

1. Очищаются только сухие и незапылённые газы
2. Скорость движения газа через аппарат очень мала

Термические методы.

Основаны на способности горючих токсичных компонентов окисляться до менее токсичных при высокой температуре.

Преимущества этой группы методов:

1. Небольшие габариты установок
2. Простота обслуживания
3. Высокая эффективность обезвреживания
4. Низкая стоимость очистки

Область применения метода ограничивается характером веществ, получающихся при окислении. Так, если газовая смесь содержит фосфор, серу или галогены, то после окисления получаются вещества более токсичные, чем исходные.

Различают три схемы термических методов:

1. Прямое сжигание в пламени
2. Термическое окисление
3. Каталитическое окисление

Первая и вторая схемы осуществляются при температуре 600С0-800С0, а третья схема при температуре 250С0-400С0.

Выбор схемы определяется:

1. Химическим составом загрязняющих веществ
2. Концентрацией загрязняющих веществ
3. Начальной температурой выброса
4. Объёмным расходом газовой смеси
5. Предельно допустимыми выбросами загрязняющих веществ.

I-ая схема: прямое сжигание в пламени.

Проводится в тех случаях, когда выбрасываемые газы достаточно нагреты и приносят с собой не менее 50% общей теплоты сгорания. Одной из проблем этого метода является то, что температура пламени в факеле может достигать 1300С0. При наличии избытка кислорода и достаточном времени при такой температуре начинают образовываться окислы азота, которые чрезвычайно токсичны. Примером прямого сжигания является сжигание хвостовых газов на нефтеперерабатывающих заводах. Эти газы сжигаются в открытом факеле. Существует ряд конструктивных решений, которые позволяют осуществлять прямое сжигание в замкнутой камере. Так, существуют камерные дожигатели с открытым пламенем для нейтрализации отходов лакокрасочного производства.

II-ая схема:  термическое окисление.

Применяется, когда выбрасываемые газы имеют достаточно высокую температуру, однако концентрация кислорода или горючих компонентов низка для поддержания открытого пламени. Эта схема проводится, в основном, в закрытых аппаратах с хорошим перемешиванием газового потока. При такой схеме отсутствует пламя, и, следовательно, можно снизить расходы на изготовление аппарата, а также отсутствуют выделения окислов азота.

III-я схема: каталитическое окисление.

Используется для превращения токсичных компонентов в менее токсичные за счёт введения в систему дополнительных веществ катализаторов. Катализатор, взаимодействуя с одним из компонентов газовой смеси, образует промежуточное соединение, которое затем распадается с образованием менее токсичного вещества и катализатора. Скорость каталитического окисления выше, чем термического, что позволяет сократить размеры аппарата. Существенное влияние на скорость и эффективность каталитического процесса оказывает температура газовой смеси. Для каждой каталитической реакции существуют минимальные температуры начала реакции, ниже которой катализатор не проявляет активность. С повышением температуры в заданном интервале эффективность каталитического процесса возрастает. Для осуществления процесса требуется незначительное количество катализатора, расположенного так, чтобы обеспечить максимальную поверхность контакта с газовым потоком. В большинстве случаев катализаторами являются металлы: серебро, платина, палладий или оксиды металлов: оксид меди, оксид ванадия. Катализаторы обычно наносят на огнеупорные материалы. Каталитическим процессам мешает пыль и каталитические яды. Такие методы, например, используются в каталитических коробках для очистки выхлопных газов автомобиля.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.3 Природоохранный потенциал.

Занятие 6

Методы очистки промышленных сточных вод, принципы работы аппаратов обезвреживания и очистки стоков химических    производств, основные технологии    утилизации  стоков.

ПЛАН:

1. Очистка сточных вод.
2. Механические методы очистки сточных вод.
3. Химические методы очистки сточных вод. 
4. Физико-химические методы очистки сточных вод.
5. Биохимические методы очистки сточных вод.

Студент должен:

Знать

–  основные источники техногенного воздействия на окружающую среду;

–  способы предотвращения и улавливания выбросов;

–  методы очистки промышленных сточных вод;

–  основные технологии утилизации газовых выбросов;

–  принципы размещения производств различного типа.

Уметь

–  выбирать методы, технологии и аппараты утилизации  выбросов стоков.

Очистка сточных вод.

В зависимости от условий образования, сточные воды делятся на атмосферные, бытовые и промышленные.

Все сточные воды очищаются от примесей механическими, химическими, физико-химическими, биохимическими и термическими методами. Все методы очистки подразделяются на рекуперационные и деструктивные. При рекуперации из сточных вод извлекаются и перерабатываются ценные вещества. При деструктивных методах загрязняющие вещества разрушаются, и продукты разрушения чаще всего удаляются из раствора в виде газа или осадка.

Механические методы очистки сточных вод.

Делятся на три группы:

1. Процеживание
2. Отстаивание
3. Фильтрование

Используется для удаления из растворов твёрдых нерастворимых примесей.

Выбор метода зависит:

1. От размера твёрдых частиц
2. От физико-химических свойств частиц
3. От концентрации загрязняющих частиц
4. От требуемой степени очистки

Процеживание.

Используется для удаления из раствора нерастворимых примесей крупных размеров. Осуществляется через решетки и сетки. Чаще всего используются неподвижные решётки, расположенные на пути следования раствора под углом 600-750. Размер поперечного сечения стержня решетки выбирается из условия минимальных потерь давления на решетке. Решетка очищается специальными механическими устройствами.

Отстаивание.

Под действием силы тяжести. Для этого используются отстойники и безголовки.

Схема горизонтального отстойника совпадает со схемой горизонтальной пылеулавливающей камеры.

Отделение твёрдых примесей под действием центробежных сил происходит в гидроциклонах и центрифугах. Схема гидроциклона совпадает со схемой циклона для очистки газа от пыли. А схема центрифуги совпадает со схемой ротационного аппарата.

Фильтрование.

Применяется для отделения от раствора нерастворимых примесей малых размеров и коллоидных соединений. Разделение производится с помощью перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих дисперсную фазу.

Выбор перегородки зависит:

1. От свойств сточной воды
2. От температуры сточной воды
3. От давления фильтрования
4. От конструкции аппарата

В качестве перегородок используются металлические перфорированные  и сетки, тканевые и зернистые перегородки.

Фильтры подразделяются по следующим признакам:

1. По характеру протекания процесса (периодические или непрерывные)
2. По виду процесса (Для разделения, для сгущения или для очистки)
3. Под давлением при фильтровании (Под действием гидростатического давления столба жидкости, под повышенным давлением перед перегородкой, под вакуумом за перегородкой, по направлению фильтрования, по конструктивным особенностям)

Химические методы очистки сточных вод.

Существует три метода:

1. Нейтрализация
2. Окисление
3. Восстановление

Чаще всего, все эти методы связаны с расходом реагентов и поэтому достаточно дороги.

Нейтрализация.

Сточные воды, содержащие кислоты и щелочи перед сбросом нейтрализуют.

Существуют следующие схемы нейтрализации:

1. Смешение кислых и щелочных сточных вод
2. Добавление регентов
3. Фильтрование сточных вод через нейтрализующие материалы
4. Абсорбция кислых газов щелочными сточными водами
5. Абсорбция аммиака кислыми водами

Выбор метода зависит:

1. От объёма сточных вод
2. От концентрации сточных вод
3. От режима поступления сточных вод
4. От наличия и стоимости реагентов

Нейтрализацию смешения применяют, когда на одном или близких предприятиях образуются и кислые и щелочные сточные воды.

При нейтрализации реагентами в случае кислых вод используются щёлочи, карбонаты или водный раствор аммиака.

Для нейтрализации щелочных вод используются минеральные кислоты и кислые газы.

Окисление.

Здесь за счёт реакции окисления,  загрязняющие вещества разрушаются и переводятся в безвредное состояние. В качестве окислителя чаще всего используется газообразный или сжимаемый хлор, кислород воздуха или озон.

Очистка окислением связана с большим расходом реагентов и поэтому применяется в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно использовать другие методы, например, при очистке соединений мышьяка и циановых соединений.

Восстановление.

Применяется, когда в растворе содержатся легко восстанавливающиеся вещества. Прежде всего, ионы тяжёлых металлов, таких как хром, ртуть и другие. Так, например, соединения ртути восстанавливаются до металлической ртути, которая затем отстаивается или отфильтровывается.

Физико-химические методы очистки сточных вод.

Электрохимическая очистка – один из видов физико-химической очистки воды. Прохождение постоянного электрического тока через слой воды сопровождается процессами, в результате которых происходит деструкция (разрушение) водных загрязнений, коагуляция коллоидов, флокуляция грубодисперсных примесей и их флотация. Установки электрохимической очистки (электрофлотаторы, электрокоагуляторы, аппараты для электрохимической деструкции и др.) компактны, безотказны, просты в эксплуатации, легко автоматизируются. Их применение наиболее целесообразно для локальной очистки природных, а также бытовых и производственных сточных вод.

Электролизёры могут быть проточные и непроточные. На аноде ионы отдают электроны, т.е. происходит реакция электрохимического восстановления.

Коагуляция – это слипание частиц коллоидной системы при их столкновения в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле.

В результате коагуляции образуются агрегаты, т.е. более крупные вторичные частицы, состоящие из более мелких первичных частиц. Первичные частицы соединены в таких агрегатах силами межмолекулярного взаимодействия или через прослойку растворителя. Коагуляция сопровождается прогрессирующим уменьшением размера частиц и уменьшением их общего числа в объёме раствора.

Существует несколько видов коагуляции:

1. Термокоагуляция – когда за счёт повышения температуры увеличивается скорость движения молекул и, следовательно, количество их столкновений, и мелкие частицы быстро слипаются
2. Электрокоагуляция во внешнем электрическом поле
3. Реагентная коагуляция при добавлении реагентов

Флотация.

Это процесс молекулярного прилипания загрязняющего вещества к поверхности раздела двух фаз – газ-жидкость. Этот процесс обусловлен избытком свободной энергии поверхностных слоёв, а также поверхностными явления ми смачивания.

С помощью этих методов сточные воды очищаются от нефти, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, масла и волокнистых материалов. Процесс флотации заключается в образовании комплекса частица-пузырёк газа, во всплывании этого комплекса на поверхность и удаления образующейся пены различными способами.

Существуют следующие конструктивные схемы флотации:

1. С выделением газа из раствора механическими методами
2. С механическим добавлением газа
3. Электрохимическая флотация, когда газ выделяется на одном или обоих электродах электролизера
4. Химическая флотация, когда газ выделяется в результате химических реакций
5. Биохимическая флотация, когда газ выделяется в результате деятельности микроорганизмов

Сорбция.

Сорбция делится на адсорбцию и абсорбцию.

Всё, что сказано для газов, справедливо и для жидкостей.

Ионный обмен.

Для ионообменной очистки сточных вод используют синтетические ионообменные смолы. Применяется для извлечения из сточных вод ионов металла, а также соединений мышьяка, фосфора, цианосоединений, а также радиоактивных веществ. Метод позволяет извлекать ценные вещества при высокой степени очистки. Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия раствора с твёрдой фазой, причём эта твёрдая фаза обладает свойством обменивать ионы, содержащиеся в ней, на ионы, присутствующие в растворе. Вещества, составляющие эту твёрдую фазу практически нерастворимы в воде, и называются ионитами. Если они поглощают положительно заряженные ионы – это катиониты, а если отрицательно заряженные ионы – это аниониты.

Мембранные технологии.

Мембранные технологии являются как бы противоположностью механическому методу фильтрования. Если при фильтровании примеси задерживаются перед пористой перегородкой, то при мембранных методах, они под действием некоторых сил переходят через перегородку в другую часть аппарата.

Мембранные методы подразделяют в зависимости от вида этих сил:

1. Экстракция: примеси переходят через мембрану под воздействием разности химических потенциалов, т.е. под воздействием химических сил. Экстракция может проводиться без мембраны в том случае, если жидкости в обеих частях аппарата не смешиваются
2. Обратный осмос: примеси переходят через мембрану под воздействием разности давлений
3. Электродиализ: в аппарат опускаются два электрода, и переход через мембрану осуществляется под действием электрического поля

Выпаривание.

Используется для повышения концентрации примесей.

Кристаллизация.

Основан на различные растворимости содержащихся в растворе примесей, которые завися как от вида примеси, так и от температуры. При понижении температуры сначала образуются пересыщенные растворы, а затем выпадают кристаллы.

Дистилляция.

Этот метод основан на различных температурах, испарениях разных веществ.

Биохимические методы очистки сточных вод.

Применяются для очистки сточных вод от органических соединений, а также соединений азота и серы. В процессе образования своего органического вещества микроорганизмы разрушают загрязнителей, превращая воду, углекислый газ в сульфат и нитрат иона.

Биохимические методы подразделяются на две группы:

1. Аэробные (присутствие кислорода воздуха), которые могут проводиться в естественных условиях, например, на биологических прудах или в искусственных условиях, например, в биоскрупперах и биофильтрах
2. Анаэробные (без кислорода воздуха), которые используются для очистки высококонцентрированных осадков и стоков

Если сточные воды не могут быть очищены вышеперечисленными методами, то они подвергаются термической нейтрализации, сжиганию или закачиваются в глубинные скважины.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.3 Природоохранный потенциал.

Занятие 7

Захоронение и утилизация твёрдых отходов.

ПЛАН:

1. Захоронение и утилизация твёрдых отходов.
2. Классификация отходов.
3. Нормирование.

Студент должен:

Знать

–  основные источники техногенного воздействия на окружающую среду;

–  способы предотвращения и улавливания выбросов;

–  методы очистки промышленных сточных вод;

–  основные технологии утилизации газовых выбросов;

–  принципы размещения производств различного типа.

Уметь

–  выбирать методы, технологии и аппараты утилизации твердых отходов.

Захоронение и утилизация твёрдых отходов.

Основные термины и определения, используемые ниже, приведены в соответствии Законом Российской Федерации “Об отходах производства и потребления” № 89-Ф3 от 24 июня 1998 г. (в редакции на 01.02.1999 г.) и постатейным комментарием к Федеральному закону “Об отходах производства и потребления».

Отходы – вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции.

Отходы производства – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства; вновь образующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения. В отходы производства включаются вмещающие и вскрышные породы, образующиеся при добыче полезных ископаемых, побочные и попутные продукты, отходы сельского хозяйства.

Отходы потребления – изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. К отходам потребления относятся и твёрдые бытовые отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей.

Классификация отходов осуществляется по следующим факторам:

1) по физическим свойствам;

2) по методам утилизации и ликвидации;

3) по методам обезвреживания и переработки;

4) по источнику образования.

Классификация отходов по источнику образования.

Отходы производства образуются:

– при добыче и обогащении полезных ископаемых;

– при переработке:

а) механической;

б) физико-химической;

в) иных видах.

Отходы потребления:

а) производственного;

б) бытового.

Классификация отходов по методам утилизации или ликвидации.

Различают следующие методы:

– биологическая обработка;

– химическая обработка;

– извлечение компонентов;

– разделение фаз;

– ликвидация (удаление) отходов.

Согласно стандарту “Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности”, все промышленные отходы (ПО) делятся на четыре класса опасности:

Первый – чрезвычайно опасные;

Второй – высоко опасные;

Третий – умеренно опасные;

Четвертый – малоопасные.

По состоянию различаются отходы твердые, жидкие и газообразные.

По месту возникновения отходы подразделяются на бытовые, промышленные и сельскохозяйственные. По составу основным показателем можно считать происхождение отходов – органическое и неорганическое, а также сжигаемы отходы или нет. Особую группу представляют собой отходы в виде энергии, называемые энергетическими (тепло, шум, радиоактивное излучение и т.п.).

Все виды промышленных и бытовых отходов делят на твердые и жидкие.

Твердые — это отходы металлов, дерева, пластмасс и других материалов, пыли минерального и органического происхождения от очистных сооружении в системах очистки газовых выбросов промышленных предприятий, а также промышленный мусор, состоящий из различных органических и минеральных веществ (резина, бумага, ткань, песок, шлак и т. п.).

К жидким отходам относят осадки сточных вод после их обработки, а также шламы пылей минерального и органического происхождения в системах мокрой очистки газов.

Все виды отходов производства и потребления по возможности использования можно разделить, с одной стороны, на вторичные материальные ресурсы (BMP), которые уже перерабатываются или переработка которых планируется, и, с другой стороны, на отходы, которые на данном этапе развития экономики перерабатывать нецелесообразно и которые неизбежно образуют безвозвратные потери.

Приведенная далее схема классифицирует отходы по сфере их использования (рис. 1). Отходы могут быть использованы до или после обработки. На используемость влияет не только их качество, но и количеств в данном месте, а также местные условия.

Рис 1. Классификация отходов по утилизации.

Утилизируемые отходы перерабатываются на месте их образования или на других предприятиях, имеющих соответствующую технологию.

Некоторые неутилизируемые отходы в силу потери потребительских свойств в настоящее время не могут найти применения в современном производстве. Эти отходы захораниваются, если они не представляют опасности для окружающей среды.

В случае опасности с санитарно-гигиенической точки зрения отходы могут захораниваться только после предварительного обезвреживания.

В настоящее время нет единой классификации отходов крупного промышленного города или региона, в которой наиболее полно рассматривался бы ряд взаимосвязанных элементов: количественный и качественный состав отходов, применяемые и предполагаемые методы обработки, санитарно-гигиенические, экологические, а также некоторые градостроительные аспекты.

Предложена классификация, согласно которой отходы по формам и видам делятся на 13 групп:

I — гальваношламы и осадки, отходы реагентов и химреактивов, содержащие хром, никель, медь, кобальт, цинк, свинец, кислые и щелочные отходы химических производств, вещества неорганического характера;

II – осадки сточных вод, включающие в себя канализационные, водопроводные и, отдельной подгруппой, нефтесодержащие промышленные осадки, подразделяющиеся на локальных и очистных сооружениях производственных зон;

III — нефтеотходы и нефтешламы, легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), смазочные охлаждающие жидкости (СОЖ), кубовые остатки, отходы лакокрасочной промышленности;

IV — отходы пластмасс, полимеров, синтетических волокон, нетканых синтетических материалов и композиций на их основе;

V — отходы резинотехнических изделий, вулканизаторов и т.д.;

VI — древесные отходы;

VII – отходы бумаги;

VIII— отходы черных и цветных металлов, легированных сталей;

IX — шлаки, зола, пыли (кроме металлической);

X — пищевые отходы (отходы пищевой, мясомолочной и других отраслей промышленности);

XI — отходы легкой промышленности;

XII — стеклоотходы;

XIII – отходы стройиндустрии.

Утилизируемые отходы перерабатываются на месте их образования или на других предприятиях, имеющих соответствующую технологию.

Принадлежность к классу опасности иных по химическому составу отходов можно определить расчетным методом как по летальной дозе ЛД50, так и по ПДК для данного химического вещества в почве, пользуясь математической формулой, справочной литературой (физико-химические константы, их токсичность по ЛД50 и утвержденными Минздравом России гигиеническими нормативами для химических веществ в почве.

Нормирование химического загрязнения почв устанавливается по предельно допустимым концентрациям (ПДКп). По своей величине ПДКп значительно отличается от принятых допустимых концентраций для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах, в основном через контактирующие с почвой среды (воздух, вода, растения).

ПДКп — это концентрация химического вещества в мг на кг почвы в пахотном слое почвы, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Существует четыре разновидности ПДКп в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ — транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений; МА — миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу, MB — миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники; ОС — общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценоз.

Например, 200 мг оксида фосфора в кг почвы не окажет отрицательного влияния на здоровье человека, перешедшего в него через растения, т.е. в этом случае ПДКп составляет 200 мг/кг по ТВ. Или изопропилбензол 0,5 мг/кг через воздушную среду – 0,5 мг/кг по МА; хром 0,05 мг/кг по МВ, марганец – 1500 мг/кг по ОС, а формальдегид 7 мг/кг, бензапирен всего 0,02 мг/кг.

Твердые бытовые отходы (ТБО) образуются в результате бытовой деятельности людей и состоят из пищевых отходов, использованной тары и упаковки, изношенной одежды и других вышедших из употребления текстильных изделий, отслуживших свой срок бытовых приборов, мебели, электро- и радиотехнических устройств.

Средний морфологический состав ТБО в России включает в себя следующие компоненты:

– пищевые отходы – 30…38%,

– отходы бумаги и картона – 25…30%,

– текстильные отходы – 4…7%,

– стеклобой и стеклотара – 5…8%,

– отходы пластмасс – 2-5%,

– черные металлы – 0,2…0,3%,

– кости – 0,5…2%.

Масштабы образования ТБО в российских городах характеризуются величиной около 200…500 кг в расчете на одного человека в год.

В соответствии с действующим законодательством собственники опасных отходов и лица, вовлечённые в деятельность по обращению с ними, могут быть допущены к деятельности, связанной с их обращением, только при наличии сертификатов, подтверждающих их квалификацию, а также на основе специальной лицензии.

Лицензированию подлежит деятельность, осуществляемая юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению опасных отходов I-IV классов опасности для окружающей природной среды (далее ОПС), в т.ч. опасных отходов, образующихся в процессе производственной деятельности соискателя лицензии. Деятельность по обращению с отходами V класса опасности для ОПС подлежит лицензированию в случае, если указанные отходы обладают следующими опасными свойствами – токсичностью, взрывоопасностью, пожароопасностью, высокой реакционной способностью или содержат возбудителей инфекционных болезней”.

Под лицензированием вида деятельности по обращению с опасными отходами не попадают работы по сбору и хранению собственных отходов индивидуальными предпринимателями и юридическими лицами непроизводственной сферы, разработавших и утвердивших в установленном порядке проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение по упрощенной схеме (см. приказ МПР России от 11.03.2002 г. № 115).

Лицензии выдаются МПР и его территориальными органами в субъектах Российской Федерации (далее лицензирующий орган) соискателям лицензии по месту получения ими положительного заключения Государственной экологической экспертизы (ГЭЭ) материалов обоснования намечаемой деятельности по обращению с опасными отходами:

– лицензии выдаются центральным аппаратом МПР России в случае, когда указанные материалы являются объектом ГЭЭ, проводимой на федеральном уровне;

– лицензии выдаются территориальным органом МПР России по соответствующему субъекту Российской Федерации в случае, когда указанные материалы являются объектом ГЭЭ, проводимой на уровне субъекта Российской Федерации.

Срок действия лицензии на осуществление деятельности по обращению с опасными отходами – 5 лет.

Раздел 1. Особенности взаимодействия природы и общества.

Тема 1.3 Природоохранный потенциал.

Занятие 8

Основные технологии    утилизации твердых отходов.

ПЛАН:

1. Методы переработки отходов.

2. Методы утилизации отходов.

3. Методы обезвреживания отходов.

Студент должен:

Знать

–  основные источники техногенного воздействия на окружающую среду;

–  способы предотвращения и улавливания выбросов;

–  методы очистки промышленных сточных вод;

–  основные технологии утилизации газовых выбросов;

–  принципы размещения производств различного типа.

Уметь

–  выбирать методы, технологии и аппараты утилизации газовых выбросов, стоков, твердых отходов.

Методы переработки, утилизации и обезвреживания отходов.

От состава отходов зависит способ их обезвреживания даже при использовании простейших методов, например обезвреживание на полигонах. Так, летучая зола, шлак промышленных предприятий и мусоросжигательных установок и т.д. могут быть приняты  на полигоны. В отличие от них некоторые отходы химических предприятий токсичные, образующие опасные соединения, взрывоопасные; отходы больниц, атомных электростанций и т.д. требуют особых мер предосторожности при вывозе в места обезвреживания.

В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

— строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

— сжигание отходов на мусоросжигательных заводах;

— компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

— ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков, и др.);

— предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

— пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С.

Наиболее рациональным способом защиты литосферы от отходов производства и быта является освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов.

Переработка отходов — технологическая операция или совокупность технологических операций, в результате которых из отходов производится один или несколько видов товарной продукции.

Утилизация – технологический процесс обработки отходов с целью повторного использования их компонентов в различных отраслях народного хозяйства.

Утилизация отходов более широкое понятие, чем переработка, так как включает все виды их использования, в том числе в качестве топлива для получения тепла и энергии, а также для полива земель в сельском хозяйстве, закладки выработанного горного пространства и т.д.

Обезвреживание отходов — технологическая операция или совокупность операций, в результате которых первичное токсичное вещество или группа веществ превращаются в нейтральные нетоксичные и неразлагающиеся соединения.

Централизованная переработка отходов представляет собой совокупность операций по сбору, транспортированию и переработке отходов на специализированном производственном участке.

Локальная переработка отходов представляет собой совокупность операций по переработке отходов, осуществляемых в зоне действия производственной установки, на которой образуются отходы.

Технологии переработки всех видов отходов основываются на механических, гидродинамических, тепловых, диффузионных, химических и биохимических процессах.

Механические процессы применяются при подготовке отходов к переработке. К ним относятся измельчение, агрегирование, сепарация и т.д.

Гидродинамические методы используются для разделения и перемещения смесей отходов. Основаны на отстаивании под действием силы тяжести (гравитационном) в отстойниках и флотаторах.

Тепловые процессы являются неотъемлемой частью многих способов переработки отходов (сжигания), а также различных процессов, связанных с выделением и утилизацией тепла.

Диффузионными методами осуществляется перенос массы веществ путем дистилляции, сорбции, сушки, кристаллизации и т.д. Применяется в комплексе с тепловыми, механическими, иногда и химическими методами.

Химические методы обработки используются для окисления и восстановления отходов, переводы материала из одного физического состояния в другое и т.п. (растворение, экстрагирование щелочью, кристаллизация).

Биохимические методы – это утилизация отходов с помощью микроорганизмов.

В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

Предварительная сортировка.

Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров. Сюда входит процесс уменьшения размеров мусорных компонентов путем их измельчения и просеивания, а также извлечение более или менее крупных металлических предметов, например консервных банок. Отбор их как наиболее ценного вторичного сырья предшествует дальнейшей утилизации ТБО (например, сжиганию). Поскольку сортировка ТБО — одна из составных частей утилизации мусора, то имеются специальные заводы для решения этой задачи, т. е. выделения из мусора фракций различных веществ: металлов, пластмасс, стекла, костей, бумаги и других материалов с целью дальнейшей их раздельной переработки.

Санитарная земляная засыпка.

Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза. Наличие в толщах мусора на свалках пористости и органических компонентов создаст предпосылки для активного развития микробиологических процессов. Толщу свалки условно можно разделить на несколько зон (аэробную, переходную и анаэробную), различающихся характером микробиологических процессов. В самом верхнем слое, аэробном (до 1—1,5 м), бытовой мусор благодаря микробному окислению постепенно минерализуется до двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и ряда других простых соединений. В переходной зоне происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и его оксидов, т. е. процесс денитрификации. Наибольший объем занимает нижняя анаэробная зона, в которой интенсивные микробиологические процессы протекают при малом (ниже 2%) содержании кислорода. В этих условиях образуются самые различные газы и летучие органические вещества. Однако центральным процессом этой зоны является образование метана. Постоянно поддерживающаяся здесь температура (30-40 °С) становится оптимальной для развития метанообразующих бактерий. Таким образом, свалки представляют собой наиболее крупные системы по производству биогаза из всех современных. Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным. Однако возможно и существенное сокращение мусорных свалок за счет максимально возможного вторичного использования бытовых отходов путем селективного сбора составляющих его компонентов – макулатуры, стекла, металлов и т. д.

Сжигание – широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой — повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.

Сжигание можно разделить на два вида: непосредственное сжигание, при котором получается только тепло и энергия, и пиролиз, при котором образуется жидкое и газообразное топливо. В настоящее время уровень сжигания бытовых отходов в отдельных странах различен. Так, из общих объемов бытового мусора доля сжигания колеблется в таких странах, как Австрия, Италия, Франция, Германия, от 20 до 40%; Бельгия, Швеция — 48-50%; Япония — 70%; Дания, Швейцария 80%; Англия и США — 10%. В России сжиганию подвергаются пока лишь около 2% бытового мусора, а в Москве — около 10%.

Для повышения экологической безопасности необходимым условием при сжигании мусора является соблюдение ряда принципов. К основным из них относятся:

– температура сжигания, которая зависит от вида сжигаемых веществ;

– продолжительность высокотемпературного сжигания, зависящая также от вида сжигаемых отходов;

– создание турбулентных воздушных потоков для полноты сжигания отходов.

Различие отходов по источникам образования и физико-химическим свойствам предопределяет многообразие технических средств и оборудования для сжигания. В последние годы ведутся исследования по совершенствованию процессов сжигания, что связано с изменением состава бытовых отходов, ужесточением экологических норм. К модернизированным способам сжигания отходов можно отнести замену воздуха, подаваемого к месту сжигания отходов для ускорения процесса, на кислород. Это позволяет снизить объем горючих отходов, изменить их состав, получить стеклообразный шлак и полностью исключить фильтрационную пыль, подлежащую подземному складированию.

Сюда же относится и способ сжигания мусора в псевдосжиженном слое. При этом достигается высокая полнота сгорания при минимуме вредных веществ. В настоящее время топливо из бытовых отходов получают в измельченном состоянии, в виде гранул и брикетов. Предпочтение отдается гранулированному топливу, так как сжигание измельченного топлива сопровождается большим пылевыносом, а использование брикетов создает трудности при загрузке в печь и поддержании устойчивого горения. Кроме того, при сжигании гранулированного топлива намного выше КПД котла. Мусоросжигание обеспечивает минимальное содержание в шлаке и золе разлагающихся веществ, однако оно является источником выбросов в атмосферу. Мусоросжигательными заводами (МСЗ) выбрасываются в газообразном виде хлористый и фтористый водород, сернистый газ, а также твердые частицы различных металлов: свинца, цинка, железа, марганца, сурьмы, кобальта, меди, никеля, серебра, кадмия, хрома, олова, ртути и др. Установлено, что содержание кадмия, свинца, цинка и олова в копоти и пыли, выделяющихся при сжигании твердых горючих отходов, изменяется пропорционально содержанию в мусоре пластмассовых отходов. Выбросы ртути обусловлены присутствием в отходах термометров, сухих гальванических элементов и люминесцентных ламп. Наибольшее количество кадмия содержится в синтетических материалах, а также в стекле, коже, резине. Исследованиями США выявлено, что при прямом сжигании твердых бытовых отходов большая часть сурьмы, кобальта, ртути, никеля и некоторых других металлов поступает в отходящие газы из негорючих компонентов, т. е. удаление негорючей фракции из бытовых отходов понижает концентрацию в атмосфере этих металлов. Источниками загрязнения атмосферы кадмием, хромом, свинцом, марганцем, оловом, цинком являются в равной степени как горючая, так и негорючая фракции твердых бытовых отходов. Существенное уменьшение загрязнения атмосферного воздуха кадмием и медью возможно за счет отделения из горючей фракции полимерных материалов.

Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов. В последнее время все более распространяется метод совместного сжигания твердых бытовых отходов и шламов сточных вод. Этим достигается отсутствие неприятного запаха, использование тепла от сжигания отходов для сушки осадков сточных вод. Надо отметить, что технология ТБО развивалась в период, когда не были еще ужесточены нормы выброса газовой составляющей. Однако сейчас стоимость газоочистки на мусоросжигательных заводах резко возросла. Все мусоросжигательные предприятия являются убыточными. В этой связи разрабатываются такие способы переработки бытовых отходов, которые позволили бы утилизировать и вторично использовать ценные компоненты, содержащиеся в них.

Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60 °С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост. Однако для реализации этой технологической схемы исходный мусор должен быть очищен от крупногабаритных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученная фракция мусора загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 сут. с целью получения товарного продукта. После этого компостируемый мусор вновь очищается от черных и цветных металлов, доизмельчается и затем складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике. Биотермическое компостирование обычно проводится на заводах по механической переработке бытовых отходов и является составной частью технологической цепи этих заводов. Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, большинство таких заводов убыточны. Поэтому предпринимаются разработки концепций получения синтетического газообразного и жидкого топлива для автотранспорта из продуктов компостирования, выделенных на мусороперерабатывающих заводах. Например, предполагается реализовать получаемый компост в качестве полуфабриката для дальнейшей его переработки в газ.

Способ утилизации бытовых отходов пиролизом известен достаточно мало, особенно в нашей стране, из-за своей дороговизны. Он может стать дешевым и не отравляющим окружающую среду приемом обеззараживания отходов. Технология пиролиза заключается в необратимом химическом изменении мусора под действием температуры без доступа кислорода. По степени температурного воздействия на вещество мусора пиролиз как процесс условно разделяется на низкотемпературный (до 900°С) и высокотемпературный (свыше 900° С).

Низкотемпературный пиролиз – это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению. При этом процесс пиролиза бытовых отходов имеет несколько вариантов:

– пиролиз органической части отходов под действием температуры в отсутствии воздуха;

– пиролиз в присутствии воздуха, обеспечивающего неполное сгорание отходов при температуре 760 °С;

– пиролиз с использованием кислорода вместо воздуха для получения более высокой теплоты сгорания газа;

– пиролиз без разделения отходов на органическую и неорганическую фракции при температуре 850 °С и др.

Повышение температуры приводит к увеличению выхода газа и уменьшению выхода жидких и твердых продуктов. Преимущество пиролиза по сравнению с непосредственным сжиганием отходов заключается, прежде всего, в его эффективности с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. С помощью пиролиза можно перерабатывать составляющие отходов, неподдающиеся утилизации, такие как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, отстойные вещества. После пиролиза не остается биологически активных веществ, поэтому подземное складирование пиролизных отходов не наносит вреда природной среде. Образующийся пепел имеет высокую плотность, что резко уменьшает объем отходов, подвергающийся подземному складированию. При пиролизе не происходит восстановления (выплавки) тяжелых металлов. К преимуществам пиролиза относятся и легкость хранения и транспортировки получаемых продуктов, а, также то, что оборудование имеет небольшую мощность. В целом процесс требует меньших капитальных вложений. Установки или заводы по переработке твердых бытовых отходов способом пиролиза функционируют в Дании, США, ФРГ, Японии и других странах. Активизация научных исследований и практических разработок в этой области началась в 70-х годах ХХ столетия, в период “нефтяного бума”. С этого времени получение из пластмассовых, резиновых и прочих горючих отходов энергии и тепла путем пиролиза стало рассматриваться как один из источников выработки энергетических ресурсов. Особенно большое значение придают этому процессу в Японии.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Технологическая схема этого способа предполагает получение из биологической составляющей (биомассы) отходов вторичного синтез-газа с целью использования его для получения пара, горячей воды, электроэнергии. Составной частью процесса высокотемпературного пиролиза являются твердые продукты в виде шлака, т. е. непиролизуемые остатки.

Технологическая цепь этого способа утилизации состоит из четырех последовательных этапов:

– отбор из мусора крупногабаритных предметов, цветных и черных металлов с помощью электромагнита и путем индукционного сепарирования;

– переработка подготовленных отходов в газофикаторе для получения синтез-газа и побочных химических соединений — хлора, азота, фтора, а также шкала при расплавлении металлов, стекла, керамики;

– очистка синтез-газа с целью повышения его экологических свойств и энергоемкости, охлаждение и поступление его в скруббер для очистки щелочным раствором от загрязняющих веществ соединений хлора, фтора, серы, цианидов;

– сжигание очищенного синтез-газа в котлах-утилизаторах для получения пара, горячей воды или электроэнергии.

Научно-производственной фирмой “Термоэкология” акционерного общества “ВНИИЭТО” (г. Москва) предложена комбинированная технология переработки шлаковых и зольных отвалов ТЭЦ с добавлением части ТБО. Этот метод высокотемпературного пиролиза переработки отходов основан на комбинации процессов в цепи: сушка—пиролиз—сжигание электрошлаковая обработка. В качестве основного агрегата предполагается использовать рудно-термическую электропечь в герметичном варианте, в которой будут расплавляться подаваемые шлак и зола, выжигаться из них углеродные остатки, а металлические включения осаживаться. Электропечь должна иметь раздельный выпуск металла, который в дальнейшем перерабатывается, и шлака, из которого предполагается изготовлять строительные блоки или гранулировать с последующим использованием в строительной индустрии. Параллельно в электропечь будут подаваться ТБО, где они газифицируются под действием высокой температуры расплавленного шлака. Количество воздуха, подаваемого в расплавленный шлак, должно быть достаточным для окисления углеродного сырья и ТБО.

Научно-производственным предприятием “Сибэкотерм” (г. Новосибирск) разработана экологически чистая технология высокотемпературной (плазменной) переработки ТБО. Технологическая схема этого производства не предъявляет жестких требований к влажности исходного сырья — бытовых отходов в процессе предварительной подготовки, морфологическому и химическому составам и агрегатному состоянию. Конструкция аппаратуры и технологическое обеспечение позволяет получить вторичную энергию в виде горячей воды или перегретого водяного пара с подачей их потребителю, а также вторичной продукции в виде керамической плитки или гранулированного шлака и металла. По существу, это и есть вариант комплексной переработки ТБО, их полной экологически чистой утилизации с получением полезных продуктов и тепловой энергии из “бросового” сырья — бытового мусора.

Высокотемпературный пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых отходов с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность экономически выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать твердые бытовые отходы без их предварительной подготовки, т. е. сортировки, сушки и т. д.

Раздел 2. Правовые и социальные вопросы природопользования.

Тема 2.1 Государственные и общественные организации по предотвращению разрушающих воздействий на природу.

Занятие 9

Принципы и методы мониторинга окружающей среды.

ПЛАН:

1. определение мониторинга;
2. понятие качества среды;
3. виды мониторинга;
4. региональные станции системы мониторинга;
5. анализ графика функции состояния элементов некоторой системы во времени h*(t) при различных нагрузках (по Ю.А.Израилю).

Студент должен:

Знать

– принципы и методы рационального природопользования, мониторинга окружающей среды, экологического контроля и экологического регулирования;

– основные источники и масштабы образования отходов производства.

Уметь

– анализировать и прогнозировать экологические последствия различных видов производственной деятельности;

–  оценивать состояние экологии окружающей среды на производственном объекте.

Мониторинг – это система наблюдений, оценки прогноза, состояний окружающей среды. Цель мониторинга: выявление антропогенных загрязнений.

Понятие качества среды.

        Прежде всего, необходимо располагать данными, какая среда является оптимальной для нормальных условий жизни человека. Есть понятие качества среды, т.е. совокупность параметров, которые полностью удовлетворяют экологическим условиям жизни человека и научно-техническому прогрессу. Должны быть установлены предельно допустимые нагрузки на окружающую среду, превышение которой приводит к её ухудшению.

Виды мониторинга.

        Экологический мониторинг охватывает разные уровни от локальных размеров до Земного шара в целом.

3.1 Локальный мониторинг: учитывает изменение качества среды в пределах настоящих пунктов, отдельных промышленных предприятий.

3.2 Региональный мониторинг: действует в пределах отдельных размеров, интенсивно осваиваемых народным хозяйством.

3.3  Национальный мониторинг: действует в пределах какого-либо государства.

3.4 Глобальный мониторинг (биосферный): осуществляется на основе международных соглашений. Базой этого мониторинга является космическая и вычислительная техника. Информирование системы глобального мониторинга позволяет оценить современное фоновое состояние биосферы.

Специальные службы, т.е. региональные станции системы мониторинга.

        Базовые станции (30-40 сухопутных, 8-12 океанических) – характеризуют обще глобальное состояние среды.

        Фоновые – располагаются в заказниках и заповедниках.

        Наряду с методами исследования с помощью приборов и техники используются методы биологической индексации, основанные на чувствительности живых организмов к некоторым конкретным химическим загрязнениям. Например, чёткая связь между встречаемостью лишайников на стволах деревьев и стволами загрязнения. Отсутствие жуков короедов на отмирающих деревьях служит индикатором загрязнения воздуха.

5. График функции состояния элементов некоторой системы во времени h*(t) при различных нагрузках (по Ю.А.Израилю).

        7

        6

        5

ЭР        

        4

        3

ЭР        2

        1

График функции состояния элементов некоторой системы во времени h*(t) при различных нагрузках (по Ю.А. Израэлю).

1 и 7 – нижний и верхний критические пределы изменений;

2 и 6 – нижний и верхний пределы допустимых изменений (пределы воздействия на систему);

5 – возбуждённое состояние системы;

3 – функция фактического состояния системы при антропогенном воздействии;

4 – нормальное состояние системы.

Интервалы между фактическими состояниями (кривая 3) и верхним (6) или нижним (2) допустимыми пределами воздействия характеризуется «экологический резерв» воздействия.

Задание по занятию  9

Вариант 1

1. Определение ПДК. Размерность ПДК.
2. Какое из определений мониторинга наиболее верно?

А) Это система отслеживания процессов, происходящих в окружающей среде

Б) Это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменения состояния ОС под влиянием антропогенной деятельности

В) Это прогноз влияния человека на окружающую среду

Вариант 2

1. Определение экологии.

2. Что такое «трансграничное загрязнение»?

1. Загрязнение, которое превышает запланированные масштабы
2. Загрязнение, выходящее за границы предприятия, создающего это загрязнение.
3. Загрязнение, переносимое за границы областей, регионов, государств
4. Загрязнение, которое образуется при захоронении токсичных отходов на территории других государств

5) Загрязнение, носящее глобальный, всемирный характер

Вариант 3

1. Энергетические выбросы. Примеры.

2. Виды ПДК:

1. максимально-разовая
2. рабочей зоны
3. среднесуточная
4. лимитирующая
5. биологическая

Вариант 4

1. Классификация выбросов промышленного производства

2. Что собой представляет конверсия?

1. Переработка химических и биологических ядов (оружие) в мирную химическую продукцию
2. Захоронение радиоактивных отходов
3. Утилизация токсичных химических отходов
4. Внедрение безотходных технологий
5. Установка очистных сооружений на предприятии

Вариант 5

1. Загрязнение атмосферы вызывает глобальные экологические проблемы, которые угрожают самому существованию цивилизации. Установите соответствие между причинами и следствиями:

2. В каких единицах выражается ПДК загрязняющего вещества , если оно находится в воде?

1. мг/м3
2. мг/кг
3. мг/м2
4. мг/л

Вариант 6

1. При отравлении через дыхательные пути доза, полученная человеком, рассчитывается по формуле:

D = C·t,

Где:

D — полученная доза;

С — концентрация загрязняющего вещества в воздухе (мг/м3);

T — время вдыхания ядовитого вещества (мин).

Рассчитать, какую дозу угарного газа (СО) получит человек, находившийся в помещении с концентрацией угарного газа, равной 3 мг/м3 в течение 2-х часов.

2. Определение ПДК. Размерность ПДК

Раздел 2. Правовые и социальные вопросы природопользования.

Тема 2.1 Государственные и общественные организации по предотвращению разрушающих воздействий на природу.

Занятие 10

Принципы и методы экологического  контроля и экологического          регулирования.

Принципы и правила международного  сотрудничества в области   природопользования и охраны окружающей среды.                                

ПЛАН:

1. Конституция РФ;
2. законодательные основы природопользования окружающей среды и охрана окружающей среды.
3. международное сотрудничество в области экологического образования;
4. Конференция ООН в 1992 году;
5. программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП);
6. «Человек и биосфера»;
7. Основа Стокгольмского плана действий по окружающей среде.

Студент должен:

Знать

– правовые основы, правила и нормы природопользования и экологической безопасности.

–  принципы и правила международного сотрудничества в области природопользования и охраны окружающей среды.

Уметь

– анализировать и прогнозировать экологические последствия различных видов производственной деятельности.

В последние годы экологический фактор стал реально лимитировать народное благосостояние: ухудшается здоровье населения, увеличивается число генетических нарушений, сокращается средняя продолжительность жизни.

Бессистемный, расточительный и разрушительный характер природопользования постоянно порождает новые и все более острые экологические проблемы.

Экологическая ситуация может быть стабилизирована и улучшена путем изменения ориентации социально-экономического развития страны, формирования новых ценностных и нравственных установок, пересмотра структуры потребностей.

При этом на каждом этапе необходимо соблюдение принципа разумных компромиссов при разрешении возникающих конфликтов между необходимостью соблюдения экологических регламентаций, ограничений и потребностями развития хозяйственной сферы.

     Условиями реализации государственной политики являются разработка научно-обоснованной системы экологического законодательства и формирование эффективного механизма его реализации.

 В современных условиях необходимо сформировать новую систему эколого-правовых отношений, обеспечивающую включение экологических и санитарно-гигиенических требований в производственно-хозяйственную деятельность, обеспечить гарантии природоохранных мероприятий и мероприятий по обеспечению здоровья населения и будущих поколений.

     В области уголовной ответственности за экологические правонарушения предстоит пересмотреть составы экологических преступлений, представленные в Уголовном кодексе РФ.

Конституционные основы природопользования.

Конституция РФ (12.12.93.)

Законодательные основы природопользования окружающей среды и охрана окружающей среды.

Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»

Земельный кодекс РФ от 25 октября 2001 г. № 136-ФЗ

Водный кодекс РФ от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ

Лесной кодекс РФ от 4 декабря 2006 г. № 200-ФЗ

Закон РФ «Об охране окружающей среды» (19.12.91.)

Закон РФ от 21 февраля 1992 г.  № 2395-1 «О недрах»

Федеральный закон от 23 ноября 1995 г. «Об экологической экспертизе»

Федеральный закон «О природных лечебных ресурсах, лечебно оздоровительных местностях и курортах» (23.02.95.)

Федеральный закон РФ «Об охране здоровья граждан» от 22 июля 1993 г. № 5487-1

Федеральный закон «Об особо охраняемых природных территориях» (14.03.95.)

Федеральный закон от 4 мая 1999 г. № 95-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»

Федеральный закон от 9 января 1996 г. №3-ФЗ «О радиационной безопасности населения»

Федеральный закон от 24 июня 1998 г.  № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления»

Федеральный закон «О животном мире» (24.04.95.)

Водный кодекс РФ (16.11.95.)

Федеральный закон «Об использовании атомной энергии» (21.11 95.)

Федеральный закон «О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (21.12.94.)

Закон РФ «О защите прав потребителей» (09.01.96.)

Закон РФ «О стандартизации» (10.06.93.)

Закон РФ «О сертификации продукции и услуг» (12.06.93.)

Закон РФ «О градостроительстве в РФ» (14.07 92.)

Законодательные акты РСФСР в составе природоохранного законодательства РФ.

Земельный кодекс РСФСР (25.04.91.)

Закон РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (19.04.91.)

Международное сотрудничество в области экологического образования.

                                       Конференция ООН  (1992 год)

Знаменитым событием в жизни нашего и возможно будущего поколений является конференция ООН по окружающей среде и развитию, проведенная в Рио-де-Жанейро в июне 1992 года.

Она собрала глав государств и представителей 179 правительств стран мира, представителей учреждений ООН, международных организаций и многочисленных неправительственных организаций.

В Рио-Де-Жанейро были заключены международные соглашения.  

Основные из них:

1. Декларация по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро). Ее 27 принципов определяют права и обязанности стран в деле обеспечения устойчивого развития. В ней заявляется, единственный путь обеспечения долгосрочного экономического прогресса – это его увязка с охраной окружающей среды. Это может быть достигнуто только в том случае, если страны осуществят новое и равноправное сотрудничество с участием правительств, их народов и основных общественных групп.
2. «Повестка дня на ХХ1 век» – программа о том как сделать развитие устойчивым с социальной, экологической и экономической точек зрения. В ней разъясняется, что движущими силами перемен в окружающей среде являются население, потребление, технология. В «Повестке…» отмечается, что только партнерство в глобальном  массовом масштабе может принести всем народам более безопасное и обеспеченное будущее.
3. Конвенция ООН об изменении климата. Она предполагает стабилизацию поступления «парниковых» газов на таких уровнях, которые не вызовут опасного дисбаланса в мировой климатической системе.
4. Конвенция по биологическому разнообразию, которая требует, чтобы страны мира приняли меры для его сохранения.
5. Заявление о принципах управления, защиты и устойчивого развития всех видов лесов, жизненно необходимых для обеспечения экономического развития и сохранения всех форм жизни.

Конференция ясно показала, что человечество не может больше рассматривать окружающую природную среду и социально-экологическое развитие как изолированные области.

Важно достижение двух целей –  высокого качества природной среды и здоровой экономики для всех народов мира.

                   «Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП)»

                                        «Человек и биосфера»

         Основа Стокгольмского плана действий по окружающей среде.

В 1972 году в Стокгольме состоялась конференция ООН по вопросам окружающей среды, которая приняла Декларацию об охране окружающей среды  и объявила 5 июня Международным днем охраны окружающей среды.

Задание по занятию 10

1. В каком году был принят закон «Об охране окружающей среды»?

А) 12.12.1993

Б) 19.12.1991

В) 23.02.1995

Г) 10.01.2002

2. Перечислите виды экологического контроля:

3 В каком году вступил в силу ФЗ «Об экологической экспертизе»?

А) 12.12.1993

Б) 09.01.1996

В) 23.11.1995

Г) 21.12.1994

4 Какой экологический контроль осуществляется Правительством РФ в области ООС, при участии органов Санитарно-эпидемиологического контроля?

А) Общественный

Б) Государственный

В) Межведомственный

Г) Химический

5.  В каком нормативном документе РФ отражены права потребителя?

А) 09.01.1996

Б) 19.12.1991

В) 23.02.1995

Г) 16.11.1995

6. Укажите соответствие:

Устно ответить.

1. дать характеристику ЮНЕСКО;
2. дать характеристику МПООС;
3. основные международные соглашения, заключенные в Рио-де-Жанейро: Декларация по окружающей среде и развитию;
4. основные международные соглашения, заключенные в Рио-де-Жанейро: Конвенция ООН об изменении климата;
5. основные международные соглашения, заключенные в Рио-де-Жанейро: Конвенция  по биологическому разнообразию;
6. дать характеристику по таблице «Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП)»

Литература

Основные источники:

1. Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова И.В. Экологические  

основы природопользования. М.: Изд-во Дашков и К, 2008.

2. Винокурова Н.Ф. Глобальная экология. М.: Дрофа, 2009.

3. Гальперин М.В. Экологические основы природопользования. М.:  ФОРУМ-ИНФА-М, 2007.

4. Колесников С.И. Экологические основы природопользования. М.:  

Даш-ков и К, 2008.

5. Криксунов Е.А. Экология. М.: Дрофа, 2009.

6. Трушина Т.П. Экологические основы природопользования. Ростов  н/Д.: Феникс, 2009.

7. Трушина Т.П. Экологические основы природопользования. М.: Просве-щение, 2021.

8. Передельский Л.В.,  Коробкин В.И.,  Приходченко О.Е.  Экология: Учебник – М.: Проспект, 2008. – 512с.

9. Сидоров Ю.П., Рассказов С.В., Гаранина Т.В., Сытник Т.А. Экология: Курс лекций. – М.: РГОТУПС, 2005г. – 11с.

10. Константинов В.М. Экологические основы природопользования. Учебное пособие для СПО. – М.: «Академия», 2008. – 208 с.

Дополнительные источники:

1. Медведев В.Т. Охрана труда и промышленная экология.- М.: «Академия», 2008.- 416 с.

2. Хатунцев  Ю.Л. Экология и экологическая безопасность. – М.: «Академия» 2002. – 200 с.

Интернет-ресурсы:

1. «Экология производства» – журнал. Форма доступа: www.ecoindustry.ru