№14 Перечислите и кратко охарактеризуйте виды загрязнений природной среды

1. Химическое загрязнение биосферы.

В основном существуют три основных  источника  загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство.

Основными вредными   примесями  пирогенного  происхождения  являются следующие: оксид углерода, сернистый ангидрид, серный  ангидрид, сероводород и сероуглерод, оксиды  азота, соединения фтора,  соединения  хлора.

Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,  находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.  Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов,  а у людей вызывают специфические  заболевания.  В  атмосфере  аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная  часть  аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с  водяным паром. Большое  количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей. Фотохимический туман (смог).[1]

2. Химическое загрязнение природных вод.

Всякий водоем  или водный источник связан с окружающей его внешней средой.  На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока,  разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт,  хозяйственная  и  бытовая деятельность человека.  Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ -  загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду,  классифицируют  по-разному,  в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения, как неорганической (минеральные соли,  кислоты, щелочи, глинистые частицы),  так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические  остатки,  поверхностно-активные  вещества, пестициды).

Неорганическое загрязнение. Основными неорганическими  (минеральными)   загрязнителями пресных и  морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.  Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Органическое загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют  не  только  минеральные, биогенные элементы,  но и  органические остатки.  

3. Проблема   загрязнения   Мирового   океана 

Нефть и нефтепродукты. Нефть и нефтепродукты являются наиболее  распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане.

Пестициды. Пестициды составляют  группу  искусственно  созданных  веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:   инсектициды - для борьбы  с вредными насекомыми,   фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений,   гербициды  -  против сорных растений. 

Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ)  относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение  воды.  Они входят в состав синтетических моющих средств ( СМС) , широко применяемых в быту и промышленности.  Вместе  со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. Наиболее распространенными среди СПАВ являются  анионоактивные вещества.  На их долю приходится более  50%  всех производимых в мире СПАВ. 

4. Загрязнение почвы.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно  почвенная  оболочка  определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании  органического вещества,  различных  химических  элементов,  а также энергии. Почвенный покров  выполняет  функции  биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено,  то сложившееся  функционирование биосферы необратимо нарушится.

Одним из видов  антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

№34 Что такое инвентаризация источников выбросов вредных веществ в атмосферу? Ее цели и задачи

Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу проводится высококвалифицированными специалистами в целях выявления процессов, в ходе которых происходит выброс загрязняющих веществ, определяются стационарные и нестационарные источники выбросов в атмосферу, их количество и параметры. Результаты, полученные в процессе инвентаризации, являются исходными данными для расчета проекта ПДВ.

Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу - это получение исходных данных для:

-     оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

-     разработки проектов нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух как в целом от предприятий, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы;

-     организации контроля за соблюдением установленных норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

-     оценки экологических характеристик технологий, используемых на предприятии;

-     планирования воздухоохранных работ на предприятии.

Определение валовых и максимально разовых выбросов загрязняющих веществ выполняется расчетным методом с использованием удельных показателей, т.е. количества выделенных загрязняющих веществ, приведенных к единицам времени и оборудования, массе расходуемых материалов. Удельные показатели выделения загрязняющих веществ от производственных участков принимаются на основании отраслевых методических документов, согласованных МПР (Госкомэкологией).

Определение валовых и максимально разовых выбросов загрязняющих веществ выполняется как для организованных (дымовые и вентиляционные трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари, дефлекторы) источников выбросов, так и неорганизованных (погрузочно-разгрузочные работы, открытое хранение сырья, материалов и отходов, оборудование и технологические процессы, расположенные в производственных помещениях, не оснащенных вентиляционными установками, и на открытом воздухе) источников выбросов.

№64 Что вы знаете о важнейшем форуме экологии в XX веке – конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992 г.)?

Встреча на высшем уровне по проблемам планеты Земля, проведенная ООН в Рио-де-Жанейро в июне 1992 года, явилась беспрецедентным событием. Она собрала вместе больше глав государств, чем какая-либо иная встреча в истории человечества. На ней был принят всемирный план действий - Повестка дня на XXI век, - План достижения устойчивого развития. Данная встреча займет, безусловно, почетное место в истории[2].

В результате встречи в Рио были заключены два международных соглашения, приняты два заявления о принципах и план основных действий в целях всемирного устойчивого развития. Эти пять документов включают:

Рио-де-Жанейрскую декларацию по окружающей среде и развитию. Ее 27 принципов определяют права и обязанности стран в деле обеспечения развития и благосостояния людей.

Повестку дня на XXI век - программу того, как сделать развитие устойчивым с социальной, экономической и экологической точки зрения.

Заявление о принципах, касающихся управления, защиты и устойчивого развития всех видов лесов, жизненно необходимых для обеспечения экономического развития и сохранения всех форм жизни.

Переговоры по двум крупным международным конвенциям проводились отдельно, но параллельно с подготовкой Встречи на высшем уровне, и они были подписаны большинством правительств-участников встречи в Рио:

Целью Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата является стабилизация концентрации газов, вызывающих парниковый эффект в атмосфере, на таких уровнях, которые не вызовут опасного дисбаланса в мировой климатической системе. Это потребует от нас сокращения выбросов таких газов, как двуокись углерода - побочного продукта использования топлива для производства энергии.

Конвенция о биологическом разнообразии требует, чтобы страны приняли меры для сохранения разнообразия живых существ и обеспечили справедливое распределение выгод от использования биологического разнообразия.

В Повестке дня на XXI век разъясняется, что движущими силами перемен в окружающей среде являются население, потребление и технология. В ней излагается, что нужно сделать для сокращения расточительных и неэффективных структур потребления в некоторых частях мира при одновременном содействии ускоренному и устойчивому развитию в других его частях. В ней предлагаются меры в области политики и программы для достижения устойчивого равновесия между потреблением, населением и способностью Земли поддерживать жизнь, описываются некоторые методы и технологии, которые нужно разработать для удовлетворения потребностей людей при рациональном использовании природных ресурсов.

Повестка дня на XXI век предусматривает варианты предотвращения ухудшения состояния почвы, воздуха и воды, сохранения лесов и разнообразия форм жизни. В ней рассматриваются вопросы бедности и чрезмерного потребления, здравоохранения и образования, городов и сельских районов. Отводится своя роль каждому: правительствам, деловым людям, профсоюзам, ученым, коренным народам, женщинам, молодежи и детям. Повестка дня на XXI век не выступает против деловой активности. В ней говорится, что устойчивое развитие - это способ борьбы с бедностью и разрушением окружающей среды.

В настоящее время мы оцениваем успех экономического развития главным образом по количеству денег, которое оно приносит. Однако системы учета национальных богатств должны также принимать в расчет полную стоимость природных ресурсов и полную стоимость ухудшения состояния окружающей среды. Тот, кто загрязняет окружающую среду, должен, в принципе, нести расходы по ликвидации загрязнения. Для уменьшения риска нанесения вреда оценка состояния окружающей среды должна производиться до начала осуществления проектов, которые могут иметь нежелательные последствия. Правительствам следует уменьшить или отменить субсидии, которые не соответствуют целям устойчивого развития.

Важной темой Повестки дня на XXI век является необходимость ликвидации бедности путем предоставления бедным более широкого доступа к ресурсам, которые им необходимы для стабильной жизни. Приняв Повестку дня на XXI век, промышленно развитые страны признали, что они должны играть более важную роль в улучшении окружающей среды, чем бедные страны, которые загрязняют ее в относительно меньшей степени. Богатые страны обещали также увеличить финансовую помощь другим странам для такого развития, которое имеет меньшие экологические последствия. Помимо финансирования такие страны нуждаются в помощи для накопления знаний, потенциала для планирования и реализации решений, касающихся устойчивого развития. Это потребует передачи информации и профессиональных навыков[3].

Повестка дня на XXI век призывает правительства принять национальные стратегии устойчивого развития. Они должны разрабатываться с широким участием общественности, включая неправительственные организации. Повестка дня на XXI век возлагает основную ответственность за перемены на национальные правительства, но указывает, что они должны тесно сотрудничать с международными организациями, деловыми кругами, региональными, провинциальными и местными властями, а также с неправительственными группами и объединениями граждан.

Как говорится в Повестке дня на XXI век, только партнерство в глобальном масштабе может принести всем народам более безопасное и обеспеченное будущее.

Задание №2 Жалюзийные пылеуловители 

Жалюзийный  пылеуловитель  состоит   из жалюзийной  решетки  и выносного циклона, который устанавливается рядом с решеткой. Преимущество жалюзийного   пылеуловителя  заключается  в  небольших габаритах и металлоемкости.  При этом,  решетка может устанавли­ваться непосредственно в газоходе запыленного газа. Коэффициент очистки жалюзийного пылеуловителя, в зависимости от конструкции решетки и выносного циклона,  составляет 40-85%,  гидравлическое сопротивление - 50-70 кгс/м2. Скорость газа на входе в жалюзийную решетку не менее 16 м/сек[4].

Жалюзийная решетка обеспечивает разделение запыленного потока на поток, насыщенный пылью, - 15-25% (пылевой концентрат) и поток, очищенный от пыли, - 75-85%. Поток, насыщенный пылью, на выходе из решетки поступает для окончательной очистки в выносной циклон. Габариты выносного циклона небольшие, т.к.  через него проходит только часть газа (15-25%).      

Принцип работы жалюзийной решетки показан на рисунке. Отделение пыли от газа происходит за счет упругого удара и рикошета частиц пыли о найденную поверхность лопаток решетки, установленных под углом 7-9° к оси движения запыленного потока. Одновременно с  ударом частиц, пыли происходит изменение направления движения газа,  что создает  дополнительный  инерционный  эффект выделения пыли из потока.

Решетка может изготовляться  из  угловой   стали,  конических колец, плоских пластин (6).  В зависимости от конструкции решетки жалюзийные пылеуловители имеют следующие модификации.

Жалюзийный пылеуловитель ВТИ. В этом пылеуловителе решетка изготовляется из угловой стали. Применяется в энергетике для очистки дымовых газов от летучей золы. Скорость газа на входе в решетку - 15-25 м/сек. Гидравлическое  сопротивление  -  50  кгс/м2 .  Коэффициент  сопротивления, отнесенный ко входу, - 2,75. Эффективность очистки - 45%[5].

Коэффициент очистки  жалюзийного пылеуловителя определяется по формуле[6]: h=hк*hц….         где: hк - коэффициент очистки газа в решетке-концентраторе, hц- коэффициент очистки циклона. 

При наличии рециркуляции, как показано на рисунке, коэффициент очистки жалюзийного пылеуловителя увеличивается, определяется по формуле:

  Рециркуляция означает возврат очищенного газа после циклона снова на вход в жалюзийный пылеуловитель. В этом случае требуется установка дополнительного  вентилятора. Гидравлическое сопротивление пылеуловителя при наличии рециркуляции повышается пропорционально количеству рециркулируемого газа в квадрате.

Недостатки жалюзийных пылеуловителей - износ лопаток решетки при улавливании грубых абразивных пылей (золы тепловых электростанций). При улавливании мелкой пыли наблюдается залипание жалюзей  решетки,   особенно,  когда  решетка   имеет  конические  кольца или пластины с набольшими зазорами.

Задача №1

На предприятии выбрасывается из адсорбера сернистый ангидрид через трубу высотой 62  метра. Количество выбрасываемого ангидрида 820 г/с Скорость ветра 5 м/с. Газ холодный, поэтому возвышением струи над устьем трубы можно пренебречь. По нормам, для сернистого ангидрида допустимая минимальная разовая концентрация должна быть не более 0.5 мг/м3. Определить степень очистки газа от сернистого ангидрида и необходимую высоту трубы, чтобы при тех же условиях обойтись без очистки.

Решение:

1. При условии, что газ холодный, возвышение струи можно пренебречь и считать, что горизонтальная ось газового потока  H равна высоте трубы h. В этом случае максимальная концентрация сернистого ангидрида будет[7]:

2. Так как по санитарным нормам максимально допустимая разовая концентрация не должна превышать 0,5 мг/м3, то степень очистки газа перед выбросом должна быть не менее:

3. Определим необходимую высоту трубы, чтобы без очистных установок обеспечить Сдоп=0,5 мг/м3.

Список литературы

1.     Савинов Н.С. Технологии очистки воздуха. – М.: Экология, 2003.

2.     Экология и природопользование. Учебник / Под ред. Алескина А.А. – М.: Инфра-М, 2001.

3.     Экология. Учебник. Е.А.Криксунов. – М.: Инфра-М, 1995.

4.     С. Г. Макевнин, А. А. Вакулин. Охрана природы. – М.: изд. Агропромиздат, 1999.

5.     Воронцов А. И., Щетинский Е. А., Никодимов И. Д. Охрана природы. – М.: изд. Агропромиздат, 1999.

6.     Шейко Г. Н., Черномор Л.А. Задачи санитарной общественности в охране окружающей среды. – М.: изд. Медицина, 1996.

7.     Пахустов Б.К. Концепции современного естествознания: УМК. – Новосибирск: СибАГС, 2001.

8.     Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник. – Новосибирск: ЮКЭА, 1997.

[1] Экология и природопользование. Учебник / Под ред. Алескина А.А. – М.: Инфра-М, 2001. – с. 49.

[2] Пахустов Б.К. Концепции современного естествознания: УМК. – Новосибирск: СибАГС, 2001. – с. 118.

[3] Пахустов Б.К. Концепции современного естествознания: УМК. – Новосибирск: СибАГС, 2001. – с. 119.

[4] Савинов Н.С. Технологии очистки воздуха. – М.: Экология, 2003. – с. 178.

[5] Там же. – с. 180.

[6] Савинов Н.С. Технологии очистки воздуха. – М.: Экология, 2003. – с. 183.

[7] Савинов Н.С. Технологии очистки воздуха. – М.: Экология, 2003. – с. 67.