Конспект лекций по Экологии часть 2 (Главы с 7 по 16), преподаватель Метечко Людмила Борисовна (Глава_14__Инженерные_методы_очистки_сред)

Посмотреть архив целиком

25


Глава 14


Инженерная защита окружающей среды.


  1. Инженерные природоохранные мероприятия по очистке окружающей природной среды

    1. Очистка газовых выбросов в атмосферу;

    2. Очистка сточных вод;

    3. Утилизация и ликвидация твердых отходов.

  1. Безотходное и малоотходное производство.

  2. Комплексный анализ сред



1. Инженерные природоохранные мероприятия


Все природоохранные мероприятия можно классифицировать по двум направлениям:

I. Мероприятия по предотвращению негативных воздействий на окружающую природную среду.

II. Мероприятия по ликвидации последствий вредных воздействий.


Безусловно, первая категория природоохранных мероприятий наиболее предпочтительное направление природоохранной деятельности.

Большое значение имеет рациональное распределение средств между этими двумя рассматриваемыми направлениями.

Двадцать, тридцать лет назад, предпочтение отдавалось более дешевым и эффективных с точки зрения отдельного района мероприятиям второй группы.


Существующие инженерные природоохранные мероприятия по предотвращению негативных воздействий соответственно делятся на две группы мероприятий:


  • Инженерные мероприятия, снижающие выброс загрязняющих веществ и уровень вредных воздействий:


  1. Совершенствование технологических процессов и внедрение малоотходных технологий.

  2. Изменение состава и улучшение качества используемых ресурсов ( удаление серы из топлива, переход с угля на нефть или газ, с бензинового топлива на водородное).

  3. Установка очистных сооружений с последующей утилизацией улавливаемых отходов.

  4. Комплексное использование сырья и снижение потребления ресурсов, потребление которых связано с загрязнением среды.

  5. Научно-исследовательские и научно-технические разработки, результаты которых делают возможным и стимулируют внедрение перечисленных выше мер.

  6. Разработка стандартов на качество окружающей природной среды , оценка экологического резерва экосистем, разработка совершенных методик их расчетов, создание системы эколого-экономических показателей и нормативов хозяйственной деятельности.


  • Мероприятия позволяющие снижать степень распространения сбрасываемых загрязняющих веществ и других вредных воздействий.


  1. Строительство высоких и сверхвысоких труб для выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и выпусков сточных вод различных конструкций для оптимизации условий их разбавления.

  2. Нейтрализация выбросов и сбросов, удаление из них токсичных компонентов, их захоронение и консервация.

  3. Доочистка используемых ресурсов перед поступлением потребителю.

  4. Устройство санитарно-охранных зон вокруг промышленных предприятий и на водных объектах, озеленение городов.

  5. Оптимальное расположение промышленных предприятий и автотранспортных магистралей для минимизации из отрицательных воздействий.

  6. Рациональная планировка городской застройки с учетом розы ветров, шумовых и других нагрузок.


Основная стратегия всех инженерных мероприятий - это разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий, которые должны стать инженерным эталоном при разработке любых проектов.








Процесс этот требует применения инновационных технологий и находится на острие современной науки.

Он связан с процессами технического перевооружения существующих производств и при этом требует крупных капиталовложений, а следовательно, требует времени.

На данном этапе трудно представить оборотное водоснабжение (замкнутый цикл использования воды), при существующем огромном объеме сточных вод.

Поэтому совершенствование технологий инженерной очистке вредных выбросов в атмосферу, сбросов в поверхностные и подземные вода и размещении отходов будет еще долгое время оставаться задачей первостепенной важности.


1.1. Очистка газовых выбросов в атмосферу


Газовые выбросы содержат в себе мелкодисперсные твердые частицы ( пыль) и смеси различных химических соединений в газообразном виде.


Для очистки газовых выбросов от пыли обычно используют фильтры или осаждение в гравитационном, центробежном, электрическом или акустическом полях.


  1. Циклоны – это аппараты, в которых газовый поток вводится через входной патрубок внутрь корпуса и совершает там вращательно-поступательное движение к бункеру. Под действием центробежной силы на стенках образуется пылевой слой, который накапливается в бункере. Очищенный газовый поток выбрасывается из циклона через выходную трубу. Скорость осаждения зависит от скорости потока, диаметра циклона, величины пылевых частиц и запыленности выбросов.



Входной патрубок









Диаметр циклона определяется запыленностью газов

Диаметр циклона

( мм )

800

600

500

400

300

200

100

Концентрация частиц

( кг/м3 )

2,5

2,0

1,5

1,2

1,0

0,8

0,6






  1. Тканевые фильтры составляют основную группу. Возможности их расширяются в связи с созданием новых термостойких и устойчивых к агрессивным газам тканей.


Свойства фильтрующих тканей

Основное волокно

Средний диаметр частиц (мк)

Устойчивость к воздействию

Термо

Стойкость t 0

Пористость %

кислот

щелочей

Хлопок

20

Низкая

Высокая

65 – 80

60

Шерсть

27

Невысокая

Низкая

80 – 100

86

Капрон

27

Невысокая

Высокая

65

86

Нитрон

24

Высокая

Невысокая

130

83

Лавсан

20

Высокая

Невысокая

140

75

Стекло

8

Высокая

Невысокая

250 - 300

55


Конструкция тканевого рукавного фильтра




Встряхивающее

устройство

Запыленный

газ
















Пыль




3. Электрофильтры наиболее совершенные аппараты для очистки газов от частиц пыли. Процесс очистки основан на так называемой ударной ионизации газа в зоне разряда. Загрязненные газы, поступающие в электрофильтр, уже частично ионизированы за счет внешних воздействий.

При достаточно высоком напряжении подаваемым на электроды фильтра происходит лавинообразный процесс ионизации газа, называемый ударной ионизацией. Молекулы газа под действием ускоренных в электрическом поле ионов и электронов расщепляются на положительные ионы и электроны, имеющие отрицательный заряд. Электрофильтры изготовляют с отрицательно заряженными электродами и положительно заряженные частицы под действием аэродинамических сил и силы тяжести осаждаются. Периодическая чистка осуществляется встряхиванием электродов.


Пластинчатый электрофильтр


Встряхивающий механизм










Входной

патрубок







Бункер









Для очистки выбросов от газообразных вредных примесейприменяются методы


    • абсорбциии ( всавсывание- лат.) растворения выбросов в жидких растворителях,

    • хемосорбции - химическое связывание примесей растворами специальных реагентов,

    • адсорбции – поглощение примесей твердыми активными веществами,

    • каталитическим - химические превращения примесей в присутствии катализаторов..


1. Абсорбция – проводится в термических или вакуумных десорбентах. Абсорбция зависит от растворимости удаляемого газа в поглощающей жидкости, температуры и его парциального давления.

К примеру для удаления аммиака NH3 , фторводорода HF или хлорводорода HCl целесообразно применять воду – растворимость этих газов в воде очень высока. Пары воды с растворенными загрязнителями регенерируются ( десорбируются) путем повышения температуры или понижения давления.

Узлы абсорбции и десорбции могут быть различных конструкций.


Схема абсорбции и десорбции.
















Отработанный

абсорбент




  1. Хемосорбция – основана на поглощении газов реагентами с образованием малолетучих или малорастворимых соединений.

Например очистка газовоздушной смеси от сероводорода с применением мышьяково-щелочного реагента^


H2S + Na4As2S5O2 = Na4As2S6O + H2O


Регенерация раствора производится окислением его кислородом, содержащимся в очищенном воздухе:


2 Na4 As2S6O + O2 = 2Na4As2S5O2 + 2S


В данном примере побочным продуктом оказалась сера, ценный компонент, используемый во многих технологических процессах.

При хемосорбции могут использоваться многие другие реагенты и иониты.

Иониты – твердые вещества, способные обмениваться ионами с фильтруемыми через них газообразными или жидкими смесями. Это или природные материалы ( глины) или синтетические полимерные смолы.

Пример хемосорбции аммиака из газовоздушной смеси с помощью ионита катионного типа ( катионит) R-H :


R-H + NH3 R- NH4


Подобные реакции происходят и при использовании ионита анионного типа ( анионита) R-CO3.

Например удаление диоксида серы SO2


R-CO3 + SO2 R-SO3 + CO2


Р

Абсорбция и хемосорбция называются методами мокрой фильтрации. Недостатком их служит снижение температуры газовоздушной смеси, что приводит к снижению эффективности их рассеивания в атмосфере.


егенерация ионитов осуществляется промывкой их водой, слабыми растворами кислот ( для катионитов) и щелочей ( для анионитов).




  1. Адсорбция - процесс избирательного поглощения компонентов газовоздушной смеси твердыми веществами. При физической адсорбции молекулы адсорбента не вступают в химическое взаимодействие с молекулами газовой смеси.

Требовани к адсорбентам: большая адсорбционная способность, селективность, химическая инертность, механическая прочность, способность к регенерации и низкая стоимость.

Наиболее распространенные адсорбенты – активированный уголь, силикогели, алюмосиликаты.

Процесс регенерации адсорбентов основан на свойстве адсорбентов резко снижать адсорбционную способности при нагреве.

Регенерация осуществляется нагревом адсорбента или продувкой его горячим паром или воздухом.


  1. Каталитический метод основан на применении катализаторов, ускоряющих химические реакции. В последнее время каталитические методы используются для очистки выхлопных газов от транспортных средств, тоесть превращения токсичных оксидов азота NOx и углерода CO в нетоксичные вещества.

кат.

2NO + 2CO N2 + 2CO2

кат.

2NO + H2O N2 + H2O



1.2. Очистка сточных вод


В зависимости от типа процесса протекающего в очистных сооружениях, различают следующие методы очистки сточных вод:


    • механическая очистка;

    • физико-химическая очистка;

    • биологическая очистка


На очистных сооружениях сточных вод образуются большие массы осадков, которые подготавливаются для дальнейшего использования – их сушат, обезвреживают и обеззараживают.

При необходимости, воды прошедшие полный цикл биологической очистки подвергаются доочистке. После очистки, перед сбросом в водоемы , сточные воды должны обеззараживаться с целью уничтожения патогенных микроорганизмов.

  1. Механическая очистка предназначена для очистки вод от нерастворимых примесей.

Сооружениям механической очистки вод относятся : решетки, сита ( для частиц крупных примесей), песколовки для улавливания минеральных примесей), отстойники ( для медленно оседающих взвесей), фильтры ( для мелкодисперсных примесей)

Специфические загрязнения в промышленных водах удаляются с помощью жироловок, нефтеловушек , масло- и смолоулавителей.

Можно ограничиться механической очисткой, если воды будут повторно использоваться в непрерывном технологическом цикле, или если небольшое количество вод будут сброшены в очень мощный водоем.

При механической очистке удается освободить воды от 60% нерастворимых примесей.

Технологическая схема механической очистки вод.

СТОЧНЫЕ ВОДЫ


Отбросы


Дробленые отходы


Песчаная

пульпа


Сброженный осадок Сырой


осадок






Дренажная вода






Выпуск

ОЧИЩЕННЫЕ ВОДЫ



2. Физико-химические методы применяются в основном для очистки производственных вод ( эти виды очистки достаточно дорогостоящий и для бытовых стоков не применяется по этим соображениям).

К физико-химическим метолам очистки относятся:

    • реагентная очистка ( нейтрализация, коагуляция, озонирование, хлорирование и пр.);

    • сорбционная очистка;

    • экстракция;

    • эвапорация;

    • флотация;

    • электродиализ

Наиболее распространенный метод физико-химической очистки являются методы реагентной очистки с применением коагулнтов, в качестве которых применяют сернокислый алюминий, хлорное железо, сернокислое железо, известь и пр. Соли коагулянты способствуют агрегации ( укрупнения) частиц, превращение их в хлопья, что облегчает их фильтрацию.

В ряде случаев физико-химическая очистка обеспечивает такое глубокое очищение вод от примесей, что последующая биологическая очистка и доочистка не требуются.

Технологическая схема физико-химической очистки вод.

Сточные воды

Отбросы



Дробленые отходы

П есчаная пульпа

Реагент




Дренажная вода


Осадок




Утилизация






Выпуск

  1. Биологическа очистка сточных вод основана на биологических процессах с участием микроорганизмов , которые в процессе своей жизнедеятельности разрушают органические соединения в сточных водах и минерализируют их. Такие микроорганизмы используют органические вещества сточных вод в качестве питательных веществ и энергии.

Сооружения органической очистки условно делят на два типа:

    • в которых процессы идут в условиях близких к естественным ( поля фильтрации и биологические пруды);

    • в которых процессы идут в искусственно созданных условиях ( биофильтры и аэротенки).


Поля фильтрации – это земельные участки, искусственно разделенные на секции, по которым равномерно распределяется сточная вода, фильтрующаяся через грунты. Профильтрованная вода собирается в дренажных трубах и стекает в водоемы. На поверхности почвы процессы минерализации органических примесей из сточных вод осуществляют аэробные бактерии, в почве – анаэробные.


Биологические пруды – специально созданные неглубокие водоемы, в которых происходят естественные процессы очищения воды в аэробных и анаэробных условиях. Биологические пруды создаются как для первичной очистки , так и для доочистки после биофильтров и аэротенков.


Биофильтры – сооружения , в которых создаются условия для интенсификации естественных биохимических процессов разложения органических веществ. Это резервуары с с фильтрующим материалом, дренажем и устройством розлива и распределения воды. на поверхности биофильтра постепенно созревает биопленка подобная тем, которые имеются на полях фильтрации. В связи с интенсивным процессом очистки, в биофильтре отмершая биопленка требует смывки водой и задерживается во вторичном отстойнике.


Аэротенки – это резервуары, которые подвергаются постоянной аэрации и в которые подается вода после механической очистки и активный ил, содержащий аэробные микроорганизмы. Из аэротенков, сточная вода в смеси с активным илом подается во вторичные отстойники, где ил осаждается. Основная масса его возвращается в аэротенк, а очищенная от ила вода в контактные резервуары для последующего обеззараживания ( хлорирования).


Доочистка вод – производится, если к воде предъявляются особенно высокие требования - перед сбросом в водоем заказника или если дополнительная очистка требуется по технологическим требованиям производства. Для доочистки вод применяются все перечисленные методы в зависимости от требования к качеству очищаемой воды и ее составу.


Обеззараживание – заключительный этап обработки сточных вод перед сбросом в водоем. Наиболее распространен способ дезинфекции воды путем хлорирования газообразным хлором Cl2 или хлорной известью CaCl (OCl). Применяются так же электролизные установки по получению гипохлорида натрия NaClO из поваренной соли Na Cl.


Технологическая схема биологической очистки вод.

( Аэротенк )

Сточные воды


Отбросы



Дробленые отходы

П есчаная пульпа



Сжатый

воздух








Утилизация осадка












Выпуск


1.3. Утилизация и ликвидация твердых отходов.


До эпохи научно-технической революции отходы жизнедеятельности человека возвращались непосредственно на поля , в природу и участвовали в естественных круговоротах веществ.

Урбанизация порожденная общественным производством создала проблему санитарии, решение который с помощью очистных сооружений создало проблему хранения, переработки и утилизации твердых отходов.

Обезвреживание и утилизация твердых бытовых и промышленных отходов - последняя ступень любого вида очистки окружающей природной среды.


Методы обезвреживания твердых отходов делятся на :


    • ликвидационные ( решают санитарно-гигиенические задачи);

    • утилизационные ( решают задачи экологии и экономики)



Выделяют следующие виды утилизации твердых отходов:


    • Биологические методы ( разрушение органической части микроорганизмами ( компостирование));

    • Термические методы ( сжигание);

    • Химические методы ( гидролиз);

    • Механические методы ( прессование с применением связующих на полигонах).


Выбор метода для конкретного города зависит от местных условий и осуществляется на основе технико-экономического сравнения.


1. Биологический метод - разложение ТБО в естественных условиях (на поверхности грунта или в компостных ямах) и использование полученной массы для удобрения сельскохозяйственных культур было весьма удобным и экологичным способом утилизации в прошлом столетии, но в наши дни стало очень проблематичным и даже опасным.


Недостатком метода компостирования в наши дни является:


    • опасность заражения грунтовых вод вирусами, бактерими, гельминтами и вредными соединениями промышленной и бытовой химии;

    • большой объем влажной и разнородной массы, содержащей полимерные пленки, не разлагающиеся микроорганизмами;

    • неприятный запах и выделение вредных для здоровья соединений в атмосферу;

    • непригодность применения полученной массы для удобрений из-за высокой разнородности, токсичности и канцерогенности, вирусной и бактериальной опасности;

    • технические трудности, экологическая опасность и огромные затраты при транспортировке.


  1. Термический методявляется наиболее распространенным и изученным методом утилизации твердых отходов.


Термический метод утилизации отходов делится на две категории:


  • Сжигание при температуре ниже температуры плавления шлаков ( 1300 0С).


  • Высокотемпературное сжигание ( 1300 – 2000 0С) .

    • пиролиз-сжигание (1300 -14000С)

    • пиролиз-газификация-сжигание ( 1400-20000С)

    • сжигание в слое барботируемого шлакового расплава (1350 - 14000С) и электрошлакового расплава ( 1400 - 15000С)

    • доменный процесс (20000С)


Первый способ сжигания - сжигания при температурах ниже плавления шлаков – самый распространенный метод утилизации ТБО.


Достоинства 1-го метода термической обработки:

    • позволяет сэкономить дорогостоящие городские земельные площади;

    • сократить до минимума расстояние транспортировки от места сбора твердых бытовых отходов ТБО до мусоросжигающего заводам МСЗ;

    • возможность при сжигании отходов получать электрическую и тепловую энергию;

Недостатки 1-го метода:

    • образование большого объема токсичных дымов (600м3 на 1 тонну ТБО), требующих высокоэффективной комплексной очистки

(как правило, стоимость таких очистных сооружений равняется 30% стоимости капиталовложений на МСЗ);

    • образование большого объема токсичных шлаков (25% по массе и не менее 10% по объему) содержащих тяжелые металлы, запрещенных к применению в строй индустрии без дополнительного обезвреживания (годны только для пересыпного материала на свалках).



Второй способ сжигания – лишен всех недостатков первого метода, но имеет собственные недостатки.


Достоинства 2-го метода:

    • практически отсутствуют токсические отходящие газы, как высокотемпературное сгорание в кислородной среде обеспечивает полное сгорание всех компонентов;

    • сведен к минимуму и остаток результатов горения, которые из-за своей нейтральности могут использоваться в строительной индустрии.


Недостатки 2-го метода

    • дороговизна – сложный технологический цикл, оборудование, большие сырьевые и энергозатраты ;

    • потери полезных компонентов ТБО ( в частности металлов).



3. Химический метод ( гидролиз) - метод является наиболее выгодным для переработки отходов древесины и растительного сырья ( подсолнечная шелуха, кукурузные кочерыжки, хлопковая шелуха, солома и пр.).

Результатом гидролиза ( варки под давлением в водных растворах реагентов) указанных видов отходов являются несколько видов ценного сырья (целлюлоза, глюкоза . спирт, кормовые дрожжи, гипс лигнин и пр.)

Растительное сырье легко перерабатывается в сельскохозяйственные удобрения путем заражения измельченного сырья специально выведенными бактериями с добавлением карбамида и минеральных добавок.


Технологическая схема производства

кристаллической глюкозы, патоки, этилового спирта,

лигнина и кормовых дрожжей

из растительного сырья

































4. Механический способ депонирование твердых отходов на полигонах (санитарных свалках), в России, как и в большинстве других стран занимает 96,5% от всей массы. Как правило, среднее расстояние для вывоза ТБО составляет 18км. От города, хотя значительное количество полигонов удалено на 30 – 50 км, а в отдельных крупных городах и до 60 – 100км.

На полигонах отходы складируют на грунт с соблюдением условий, препятствующих распространению болезнетворных микроорганизмов и обеспечивающих защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверх-ностных и грунтовых вод.

Технологический процесс складирования ( депонирования) на полигонах заключается в послойном ( через каждые 0,5м) уплотнении ТБО, размещаемых на ограниченной площади – рабочей карте (шириной 5 -10м, длиной 30 –150м и глубиной 4м) и ежесуточной изоляции уплотненной массы высотой 2м. Слоем грунта или инертного материала высотой 0,15м.



Полигон для захоронения твердых отходов в разрезе.




лесозащитная полоса промежуточный

бульдозер

уплотняющий

изолирующий слой



твердые отходы



водоупорное

основание



укрывающий

слой грунта




















Достоинства механического метода утилизации твердых отходов на полигонах :

    • наиболее простой и дешевый метод утилизации твердых отходов.

Недостатки механического метода :

    • постоянная потребность в новых землеотводах ( ежегодно требуется увеличивать от 0,5-0.6 га на каждые 100 тыс. населения и это без учета прироста городского населения);

    • ежегодное удорожание, так как вблизи городов отсутствуют свободные земли и, следовательно, ежегодно увеличивается дальность транспортировки. ( потребность в большом количестве транспортной техники, ее санитарной обработке, ремонте, топливе и смазочных материалах и тд.)

    • большие массы не подготовленных ТБО, депонированных на прямую, с компонентами, не подлежащими разложению, приводят к низкому уровню их ассимиляции.

    • невозможности из-за токсичных компонентов использования данных территорий и полученного компоста содержащего стекло, металлы, токсины, болезнетворную флору.

    • утерю компонентов имеющих потребительскую стоимость ( стекло, металл, текстиль, пищевые и растительные отходы.)



Сложность состава твердых отходов ( ТБО) обуславливает отсутствие универсального метода решения проблем их утилизации выполняющих весь комплекс современных требований экономического, экологического и ресурсосберегающего характера.

Наиболее распространены в отечественной практике описанные выше депонирование на полигонах и сжигание твердых отходов.

Таким требованиям современности, как свидетельствуют тенденции развития этой области в передовых странах , в наибольшей степени удовлетворяют технологии комплексной переработки твердых отходов, ориентированные, в частности, на выделение из их массы имеющих потребительскую стоимость компонентов ( металла, макулатуры, стекла, пластмасс, текстиля, и пр.) и улучшение за счет этого качества и других сепарационных операций остающихся масс ТБО как топлива, и сырья для ферментации.

Преодоление этих недостатков в значительной степени возможно при использовании специальной подготовки ТБО, сводящейся к осуществлению различной сложности комплекса операций по их сортировке.

2. Безотходное и малоотходное производство.



Для кардинального решения проблем экологии, снижения ресурсо- и энергоемкости производства необходимо развивать технологии утилизации отходов, возвращая в производственные процессы все, что можно из них извлечь с помощью современных технологий.

Такой подход максимально приблизит существующие производственные процессы к природным безотходным процессам, круговорота веществ.

Необходимо полностью использовать все, что добывается из недр, на основе комплексной переработки , перестроить производство таким образом, чтобы оно стало максимально малоотходным, экологически чистым и экономически выгодным.

Малоотходные технологии заимствуют свои принципы у природы6 отходы одних организмов являются важнейшим ресурсом для других.

Например, технология извлечения графита из копоти металлургических заводов, позволить отказаться от добычи графита и одновременно сделать чище атмосферу вокруг этих производств.

Наиболее рациональным решением проблемы охраны водоемов от загрязнения сточными водами, является создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения, то есть использования очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения.

Использование биологически очищенных сточных вод в оборотном водоснабжении предприятий позволит частично или полностью отказаться от свежей воды. Доля сточных вод в оборотном водоснабжении может составлять до 100%. Замкнутые и оборотные системы водоснабжения – основа бессточных предприятий с локальными очистными установками, повторным использованием сточных вод и рекуперацией отходов.


Схема малоотходной и безотходной

т

ОТХОДЫ

ОТХОДЫ

ОТХОДЫ

ПРОДУКЦИЯ 1 стадии

ПРОДУКЦИЯ 2 стадии

ПРОДУКЦИЯ N стадии

СЫРЬЕ

ехнологической системы производства























Малоотходная Безотходная

система система


Конечная цель ресурсосберегающего производства достигается при прохождении нескольких ступеней переработки отходов всех видов.

Система малоотходна, если на N-й стадии производства выделяемые отходы незначительно воздействуют на окружающую среду.

Система считается практически безотходной, если на N-й стадии вновь поступают в производство или становятся совершенно безвредными.

Следует отметить, что только рециркуляцией веществ не решить все проблемы, так как эта схема требует больших дополнительных затрат энергии, производство и использование которой в свою очередь приводит к деградации загрязнению и рассеиванию тепла. Выстроить цепочку из необходимого количества стадий, позволяющих осуществлять полную рецеркуляцию веществ – задача невыполнимая на е существующем этапе развития общества.

Следовательно, на практике пока невозможно создать безотходное производство.


3. Комплексный анализ сред


Комплексный анализ сред, - это одновременная оценка степени воздействия на почву, воздух и воду, позволяющая находить правильные экологически обоснованные решения.

Следует напомнить, что точный расчет состояния сред в каждый промежуток времени – задача сверхсложная и практически невыполнимая из-за невозможность учета колоссального количества информации, которое зачастую и невозможно получить даже для небольшого региона, не говоря уже о больших территориях.

Для это создавались методики, с усредненными показателями учитывающими условные загрязнители, безразмерные коэффициенты для каждого типа территорий и пр.

Но и при получении данных рассчитанных при помощи этих не простых методик и объективная оценка состояния сред во времени – проблематично.

Принятие решений в области охраны окружающей природной среды проблема чрезвычайно сложная, так как результаты принятых решений оцениваются различными заинтересованными сторонами по-разному.

Например, для города захоронение ТБО на полигоне в области будет целесообразный с санитарной, экологической и экономической точки зрения. Жители области, живущие рядом с таким полигоном, будут иначе оценивать решения связанные с размещением такого полигона. С их точки зрения его размещение экологически санитарно и экономически им не выгодно.

Закрытие целлюлозного комбината на Байкале позволило очистить самое крупное пресноводное водохранилище и с экологической , природоохранной точки зрения совершенно необходимо, то оставшиеся без работы многотысячные работники единственного градообразующего комбината не оценят этот шаг так же восторженно.

Окружающая среда - сложная система, состоящая из множества тесно связанных элементов и воздействие на один из них, сказывается на других.

Поэтому, чтобы сохранить или улучшить качество охраняемой системы в целом, часто приходится жертвовать отдельными ее составляющими или идти на компромисс.


Очистка воды содержащей нерастворимые смеси является примером того, как проблема очищения воды переходит в проблему загрязнения почвы.

Очистка воздуха от диоксида серы SO2 с помощью извести - порождает проблему загрязнения почвы и воды. При сжигании отходов решается проблема загрязнения почвы, но возникает проблема загрязнения атмосферы.


Частичное решение одной проблемы приводит к обострению ряда других.

Приведем один из возможных подходов к комплексному анализу сред


Зависимость степени ущерба

от массы загрязняющего вещества.



1


А



Г

dp



В Б




0

m




dp - степень ущерба

m - масса загрязняющего вещества


кривая А - функция степени ущерба по оценке эколога.

кривая Б - функция степени ущерба по оценке директора целлюлозного комбината.

кривая В и кривая Г - функция степени ущерба по другим экспертным оценкам.


Для некоторых загрязняющих веществ характер подобных зависимостей изучен, но для большинства веществ формы кривой неизвестны. В этих случаях прибегают к мнению экспертов.

Следует учесть, что загрязняющие вещества обладают различными характеристиками, стойкостью (f), степенью распространения (х) и возможностью переноса (е).

Чтобы учесть всю совокупность этих воздействий, для каждого вида загрязнений ( р ) вводится модифицированная функция Мр.


М р = 0,1 х с

где с = х + f + е.


Показатели для функции М р


Показатель

Характеристика и числовое значение

Масштаб распостранения

Локальный

x = 1

Региональный

x=2

Глобальный

x=3

Стойкость загрязнения

Дни

f=1

Недели

f=2

Месяцы и годы

f=3

Возможность переноса

Не переносится

е=1

Переносится

e=2



Из таблицы видно, что Мр может изменяться от минимального значения Мр = 0,1 до Мр = 0,8

Обычно на практике рассматривается несколько видов загрязнений, относительная значимость которых учитывается с помощью весового множителя Wp.

Сумма значений Wp принимается равной 1000.( если рассматриваются два загрязняющих вещества А и Б, причем Б в два раза опаснее, то W А = 333, а W Б = 667.)




Суммарный ущерб от всех видов загрязнений, наносимой всем средам (воздуху, воде и почве) оценивается суммарным агрегатным показателем :


показателем ухудшения качества среды К.


n

К = dps Wp Mp

p = 1


dps - степень ущерба от р-того тира загрязняющего вещества для выбранного варианта решения S.

Чем выше значение К тем больше вероятность ухудшения среды в целом.

Разумеется это условный комплексный показатель, но вычисление его чрезвычайно полезно для сравнения вариантов решения, при выборе природоохранных меропритий.

Разность между значением К для исходного состояния среды 0) и состояния соответствующего выбранному решению ( Кs) , определяется как показатель эффективности варианта решения ( Эs)

Эs = К0 - Кs

Положительные значения показателя качества Эs соответствуют улучшению состояния окружающей природной среды по сравнению с исходным, а отрицательные – ухудшению ее состояния во всех трех средах.

Таким образом, показатель эффективности является удобным инструментом для усредненного сравнения и оценки вариантов решений и выбора наиболее оптимального из них.
















Вопросы к главе 14


  1. На какие две категории делятся мероприятия по охране ОПС?

  2. Перечислите известные вам мероприятия по сокращению вредных выбросов.

  3. Перечислите известные вам мероприятия по снижению степени распространения вредных выбросов.

  4. Какова основная стратегия всех инженерным природоохранных мероприятий?

  5. Перечислите известные вам методы очистки выбросов загрязненных мелкодисперсными взвешенных частицами и пылью.

  6. Назовите самый экономичный способ очистки выбросов от взвешенных частиц.

  7. Перечислите инженерные методы очистки отходящих газов загрязненных вредными газовыми примесями.

  8. Расскажите, чем отличаются метод адсорбции от метода абсорбции.

  9. Какие 3 вида очистки сточных вод от загрязнений вы знаете?

  10. Изобразите схему технологического процесса механической очистки сточных вод.

  11. Изобразите схему технологического процесса физико-химической очистки сточных вод.

  12. Изобразите схему технологического процесса биологической очистки вод ( аэротенк).

  13. Какие способы биологической очистки вод вы знаете?

  14. Для каких целей в подавляющем большинстве случаев используется физико-химическая очистка вод?

  15. Почему физико-химическая очистка вод, как наиболее результативная широко не не используется для очистки всех видов сточных вод?

  16. Какие два вида очистки территорий от твердых отходов вы знаете?

  17. Какие 4 метода утилизации твердых отходов вам известны?

  18. Какие недостатки биологического метода утилизации твердых отходов в наши дни вы можете перчислить?

  19. Назовите достоинства и недостатки 2-х видов термичес-кого способа утилизации твердых отходов.

  20. Изобразите схему технологического процесса химического способа утилизации твердых отходов ( гидролиз).

  21. Почему гидролиз является самым экономически выгодным способом утилизации твердых отходов?

  22. Расскажите как производится механическая утилизации твердых отходов.

  23. Перечислите достоинства и недостатки механического способа утилизации твердых отходов.

  24. Изобразите на схеме и поясните принцип малоотходного и безотходного производств.

  25. Почему безотходное производство на данном этапе развития общества нереализуемо на практике?

  26. В чем принципиальное отличие между малоотходным и безотходным производством.

  27. Расскажите, каким образом осуществляется комплексная оценка состояния сред и напишите формулу показателя ухудшения качества среды.

  28. Напишите формулу показателя эффективности варианта принятия решения.

  29. Почему методика комплексной оценки состояния сред обходима для принятия решений в области охраны ОПС?


25




Случайные файлы

Файл
91286.rtf
49052.rtf
26317-1.rtf
referat.doc
130514.rtf