экология вопросы. Экология_ ВОПРОСЫ к Зачету. Контрольные вопросы к зачету по дисциплине экология
 Скачать 273 Kb.
|
Основные источники загрязненийТак как факторы загрязнения атмосферы могут быть связаны как с естественными природными процессами, так и с деятельностью человека, то все источники загрязнения принято делить на естественные и искусственные (антропогенные). К первым относят природные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, поступающие в атмосферу в результате вулканических извержений вулканов, лесных пожаров. Кроме того, естественными загрязнителями воздуха являются пыль, образующаяся в результате разрушения горных пород, пыльца растений, выделения животных и т.п. Искусственные (антропогенные) факторы загрязнения атмосферы делятся на транспортные—образующиеся при работе автомобилей, поездов, воздушного, морского и речного транспорта; производственные – выбросы, происходящие в результате технологических процессов; бытовые – образующиеся при сжигании топлива для отопления и приготовления пищи, а также при переработке бытовых отходов. В настоящее время основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются следующие отрасли: 1) Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь. Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на атомных электростанциях (АЭС) — радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы — отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов неполного сгорания. 2) Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. 3) Химическое производство. Выбросы этой отрасли хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности, представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы. 4) Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. Так, в г. Москве на долю автотранспорта приходится 80% от общего количества выбросов в атмосферу. ПДК загрязняющих веществ. (в атмосферном воздухе и в воде). Основной документ, регламентирующий предельно допустимую концентрацию токсинов в атмосферном воздухе – это ГОСТ 2.1.6.3492-17. Ниже приведена таблица с показателями для наиболее распространенных типов химических соединений.
Для рабочих помещений нормативы предполагают следующую предельно допустимую концентрацию некоторых веществ.
Отдельно оценивается уровень содержания в атмосферном воздухе радиоактивных изотопов. Их ПДК зафиксированы в «Нормах радиационной безопасности» и должны измеряться в обязательном порядке не только для атмосферного воздуха, но и на производственных объектах, где используются такие типы химических соединений. Для водной среды В этом случае нормы ПДК будут зависеть от того, с какой целью используется водоем. Различают варианты предельно допустимых концентраций веществ для объектов следующих типов водопользования: культурно-бытового (ПДКкб); хозяйственно-питьевого (ПДКхп); рыбохозяйственного (ПДКрх). Уровень концентрации конкретных химикатов определяется при помощи лабораторных тестов, которые оценивают разные варианты вредного воздействия на человека и природу. В результате вода оценивается по 3 показателям: Общесанитарный. Определяет возможность влияния вещества на процессы самоочищения водоемов. Органолептический. Показывает, насколько сильно химикаты изменяют вкус, цвет и запах воды. Санитарно-токсикологический. Оценивает, как влияет на здоровье или обитателей водоема (в случае с рыбохозяйственными объектами), конкретный токсин или металл. Способы очистки промышленных выбросов. Для очистки содержащих парообразные и газообразные загрязнители промышленных выбросов в атмосферу используются следующие методы: Адсорбция на активированном угле. Это универсальный метод с широким спектром применения. Метод адсорбции предназначен для очистки отработанных газов от органических растворителей с относительно низкими или переменными концентрациями во времени. Установки, реализующие этот метод разработаны и изготавливаются в широком диапазоне мощностей - от 100 до 100 000 м3/ч и концентрации органических соединений от 0,5 до 100 мг/м3. Эффективность очистки высокая (около 90%), и до 98% в зависимости от типа загрязняющих веществ. Сжигание в каталитическом слое. Очистка газовых промышленных выбросов сжиганием в каталитическом слое применима к отработанным газам, не содержащим хлористых соединений. Благодаря низкому энергопотреблению технология, основанная на этом методе, особенно подходит для обеззараживания загрязнителей, выбрасываемых промышленностью в воздух. Адсорбция и десорбция теплого воздуха и каталитическое сгорание. Газоочистные установки, использующие адсорбционный метод с десорбцией и окислением газов на каталитическом слое, предназначены для очистки отходящих газов от примесей с относительно низкими или переменными концентрациями во времени. Установки этого типа используются в широком диапазоне мощностей от 2000 до 100000 м3/ч и концентрациях соединений от 30 мг/м 3 до 500 мг/м3. Эффективность очистки в зависимости от типа загрязняющих веществ достигает 98%. Термическое сгорание. Этот метод очистки промышленных выбросов в атмосферу включает различные процедуры. При использовании метода термического сгорания газы направляются в трехкамерный реактор (дожигатель). В нем происходит процесс термического разложения паров растворителя, и тепло, выделяемое во время этой реакции, используется для нагрева входных газов, а его избыток - для технологических целей. Благодаря трехступенчатому процессу дожигания эффективность снижения загрязнения составляет 99%. Биофильтрация. Очистка выбросов на предприятии - эффективный способ для нейтрализации запахов и органических соединений. Условием служит подходящая температура (выше 5 °C) и влажность выбросов (от 40 до 70%). Основным элементом биофильтра вступает слой пористого фильтрующего материала, заселенного микроорганизмами, способными к биологическому разложению загрязняющих воздух веществ. Загрязнение гидросферы. Причины и виды ее загрязнений. К гидросфере относятся все водные ресурсы Земли от Мирового океана до ледников и грунтовых вод. Более 95% гидросферы составляют соленые океанические воды, покрывающие 71% земной поверхности. Еще примерно 3-4% гидросферы приходится на подземные воды и ледники, оставшаяся доля – пресные водохранилища. Загрязнение гидросферы происходит в меньшей степени от естественных источников, в большей – от человеческой жизнедеятельности. Это приводит к негативному воздействию на качество и количество пригодной воды, а также на среду обитания живых организмов. Для выбора мер по предотвращению и исправлению последствий загрязнения выявляют по 3 характеристикам: Способ попадания загрязнителей; Масштаб распространения; Степень устойчивости загрязнителей. Источники загрязнения гидросферы Вода используется в большинстве видов человеческой деятельности от бытовой до производственной. В соответствии с этим загрязнение гидросферы происходит из многих источников, среди них выделяются: естественные и антропогенные Загрязнители могут попадать в воду постепенно в результате естественных или антропогенных процессов, а также в виде разовых выбросов, связанных с природными катаклизмами и техногенными катастрофами. Масштаб распространения определяется площадью, содержащей загрязнители, а также территорией, на которую они влияют. Антропогенные источники Практически все загрязнители попадают в воду в результате человеческой деятельности. Среди отраслей и видов деятельности, оказывающих негативное воздействие на гидросферу, выделяются: Вся деятельность, связанная с нефтью При разливе нефтепродуктов на поверхности образуется тонкая пленка, препятствующая естественным процессам в среде. Кроме этого, такая пленка может быть подвержена возгоранию. Разлив может произойти на любом этапе: добыче, транспортировке, переработке, потреблении. Работа транспорта Более 70% грузовых перевозок в мире приходится на морской транспорт. Регулярные отходы составляют остатки портовой деятельности, а также топливные выбросы. Кроме этого, возникают нерегулярные утечки отходов, связанные с авариями. Промышленные выбросы и стоки Многие предприятия используют воду для технологических нужд: охлаждение реакторов, выработка энергии, сброс отходов. Этим объясняется распространенная практика размещения заводов (чаще всего старых) на берегах водоемов. Человеческая жизнедеятельность Кроме стоковых отходов, в результате человеческой жизнедеятельности гидросфера загрязняется еще обычным мусором. Такой тип загрязнений характерен для городов и мест массового отдыха. Загрязнители, оказывающие наибольший урон гидросфере: Нефть и нефтепродукты; Тяжелые металлы (самые опасные – кадмий и свинец); Детергенты (бытовая химия); Минеральные вещества (соли, кислоты, щелочи, пестициды); Пластик и полимеры; Биологические загрязнители (микробы); Радиоактивные элементы. Основные способы очистки промышленных сточных вод. Очистка сточных вод предполагает обработку воды соответствующим образом, для отделения и вывода из нее различных примесей, отходов. Основные методы очистки сочных вод, это: Механический Процесс механического отделения примесей проходит в несколько этапов. Он позволяет убрать из стоков до 95 % нерастворимых частиц, снизить концентрацию органики на 25 %. Этапы: Крупные примеси сначала процеживают на решетках с различными размерами ячеек, затем пропускают через сита.Собранную фракцию утилизируют вместе с твердыми отходами. На следующем этапе сточная жидкость попадает в песколовки.Там осаждаются оставшиеся в массе крупицы. Полученный твердый осадок после измельчения применяют при строительстве дорог. В некоторых ситуациях для отделения мелких частиц используется фильтрование и седиментация (осаждение) в центрифугах. Стоки с пленкой на поверхности в зависимости от специфики загрязнений поступают в жироловки, нефтеловушки или смолоуловители. В них собираются плавающие сверху органические компоненты. После этого массу подают в отстойники. Для сбора твердого остатка на дне резервуаров установлены скребки, с помощью которых осадок направляется в специальные углубления. Химические Под химическими подразумевают методы, при исполнении которых проходят химические превращения. Для очистки чаще всего используются следующие реакции: Нейтрализации: Окисления и восстановления, включая электрохимические превращения. Отдельную группу составляют химические трансформации соединений с атомами тяжелых металлов. Нейтрализация В промышленности чаще всего образуются стоки с кислой средой. Для их нейтрализации используются следующие приемы: Смешивание со щелочными водами; Добавление химикатов; Пропускание через щелочные фильтры; Насыщение щелочных растворов кислыми газами. В технологии задействованы: Реакторы с дозаторами; Смесителями; емкостями для реагентов; Баками для растворов; Уплотнителями осадков; Фильтрами; Резервуарами для накапливания осадков. Окислительная обработка проводится для очистки сточных вод с цианидами или другими вредными компонентами, которые нецелесообразно извлекать другими способами. Такие загрязнения появляются в стоках следующих предприятий: Машиностроительных комбинатов, использующих гальванические способы нанесения покрытий; Горнодобывающих комплексов с цехами обогащения свинцового и медного сырья; Нефтеперерабатывающих заводов; Целлюлозно-бумажных фабрик. Разрушение и загрязнение литосферы. Сильное загрязнение литосферы — следствие неразумной хозяйственной деятельности. Чем выше концентрация загрязняющих веществ, тем больше нарушаются экологические геофизическая, геохимическая и ресурсная функции литосферы. Источники загрязнения литосферы Источниками вредных веществ являются пыле-газовые выбросы, твердые и жидкие промышленные отходы. Большая часть загрязнителей, которые выбрасываются в атмосферу, оседает вблизи предприятий. Остальное разносится по воздуху на большие расстояния. Вместе с осадками загрязнители выпадают на поверхность Земли, накапливаясь в земле и растениях Основные антропогенные источники загрязнения твердой оболочки Земли, или литосферы: Промышленность и теплоэнергетика, Добыча полезных ископаемых, Транспортные системы, Сельское хозяйство, Жилищно-коммунальное хозяйство, Вырубка лесов. Виды техногенного загрязнения литосферы: Химическое, Физическое, Радиоактивное. Оценка степени загрязнения При определении степени загрязнения литосферы учитываются результаты анализов: Химического, Бактериологического, Паразитологического, Энтомологического. Исследования в основном проводятся на территориях населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий с целью оценить риск воздействия на здоровье населения. Пробы берутся на разной глубине. Загрязняющие вещества наносят прямой вред литосфере, вызывая нарушение ее экологических функций. Они ухудшают фильтрующую способность почв, оказывают негативное воздействие на почвенные микроорганизмы. Возникает переуплотнение плодородного слоя, происходит минерализация питательных веществ, уменьшается видовое разнообразие. Страдает также гидросфера, так как из почвы загрязнители попадают в грунтовые воды. Отходы производства и потребления. Классы опасности отхолдов.. Отходы производства – это все то, что, не войдя в конечный продукт, потеряло изначальную потребительскую ценность; Отходы потребления – это все то, что в результате эксплуатации потеряло изначальную потребительскую ценность. Все отходы подразделяются на классы опасности с 1 по 5, где 1 – самые опасные, а 5 — безопасные. 1. Отходы первого класса опасности. Для первого класса опасности характерны крайне опасные вещества, которые при утилизации должны транспортироваться и содержаться отдельно от остальных классов отходов. Они перевозятся в специальных оцинкованных контейнерах, которые должны быть промаркированы, а маркировка содержать не только описание вида находящихся в контейнере отходов, но и информацию о предприятии, которое перевозит их. К первому классу опасности относятся: ртутьсодержащие приборы и элементы, отходы мышьяка, конденсаторы, трансформаторы, асбестовая пыль, разнообразные синтетические и минеральные масла и прочие. Такие отходы нарушают экологическую систему, таким образом, что восстановление отсутствует. 2. Отходы второго класса опасности. Ко второму классу опасности, в основном, относят аккумуляторные батареи. Трудно контролируемое выбрасывание отработанных аккумуляторных батарей в окружающую среду представляет серьезную опасность для экологии. В соответствии с требованиями природоохранного законодательства, сбор отходов данного класса необходимо производить раздельно от прочих отходов в специально отведенном для этого месте оборудованным поддоном, предотвращающем пролив электролита. Данный поддон можно хранить в ремонтной зоне. В случае, когда контейнер устанавливается на прилегающей территории, площадка для хранения должна иметь навес, защищающий от дождя и твердое покрытие. Аккумуляторы нельзя подвергать механическому воздействию. 3. Отходы третьего класса опасности. К третьему классу опасности относятся: отработанные масла; отработанные фильтры. Остановимся подробнее на каждом виде отходов третьего класса. Отработанное масло, в свою очередь, разделяется на моторное и индустриальное. Отработанное масло, попадая в окружающую среду, лишь частично обезвреживаются под воздействием природных процессов, большая же их часть служит источником загрязнения атмосферы, почвы и водоемов. Накопление опасных веществ масел в природе приводят к сокращению популяции птиц, млекопитающих, рыб и негативно сказывается на здоровье человека. Проблема сбора и утилизация отработанных нефтепродуктов, является очень актуальной, поскольку переработка отходов из нефтепродуктов позволяет получить восстановленные масла стоимостью до 70% ниже стоимости свежих масел при минимальной разнице в их качестве. Сегодня сжигание масел является одним из способов их регенерации. Но такой способ только ухудшает ситуацию, так как в процессе сжигания выделяются устойчивые химические соединения, представляющие серьезную опасность для человека. Альтернативными, ресурсосберегающими методами регенерации отработанных масел, являются восстановление товарных масел путем возвращения им физико-химических свойств. Такие масла впоследствии можно использовать также, как и свежие. Отработанные фильтры подразделяются на масляные и топливные. В соответствии с требованиями природоохранного законодательства сбор отходов третьего класса необходимо осуществлять отдельно от других отходов в специальные контейнеры. Впоследствии такие отходы необходимо правильно утилизировать. 4. Четвёртый класс опасности отходов. К данному классу опасности относят нефтесодержащие отходы, которые образуются при строительстве газовых и нефтяных скважин, промысловой эксплуатации месторождений, при чистке резервуаров и оборудования, очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты. Нефтяные шламы имеют очень разнообразный состав, включающий в себя нефтепродукты, воды, песок, глину и прочие минеральные части. Соотношение всех элементов состава колеблется в очень широких пределах. Состав шламов зависит от глубины и типа перерабатываемого сырья, оборудования, схем переработки и прочих факторов. В большинстве случаев шламы состоят из нефтяных остатков (10-57%), воды (31-86%), твердых примесей (1,3-45%). Как правило, накопление таких отходов осуществляется на специально оборудованных для этого площадках или в бункерах при этом их сортировка и классификация не производится. Шламы обладают способностью самовосстановления при правильном хранении. Это обуславливается протеканием естественных процессов. Дело в том что в шламонакопителях накапливаются атмосферные осадки, развиваются микроорганизмы, протекают окислительные и другие процессы. Но в связи с большим содержанием нефтепродуктов и солей при недостаточном поступлении кислорода данный процесс самовосстановления может протекать десятилетиями. Несоблюдение правил утилизации опасных отходов влечет за собой штраф, размеры которого зависят от степени опасности производимых способов утилизации для окружающей среды. 5. Отходы пятого класса опасности. К данному классу опасности относятся отходы, которые являются малоопасными для окружающей среды. К таким отходам можно отнести резину, пластик, метал и пр. Данный класс отходов разрешается выбрасывать на свалку. Однако осуществляя сбор отходов данного класса, мы способствуем сохранению природных ресурсов. Поскольку после переработки таких отходов во вторсырье его отправляют на производство новой продукции. Способы обращения с отходами. Перспективные методы. Рассмотрим основные способы избавления от отходов : Захоронение Этот способ относится к давним, недорогим и неэффективным. Суть его в том, что гетерогенные отходы закапывают в верхние слои грунта. Для того чтобы сделать очередное захоронение, приобретают территорию ‚ на которой обустраивают полигон. К месту для данного вида утилизации предъявляются такие требования : Расстояние от лесных зон не менее полукилометра; Расстояние от мест проживания людей не менее 200 м; Возможность проведения на местности инженерных работ; Отсутствие конструкций; Хорошо продуваемая открытая территория; Возможность обустройства вокруг полигона санитарно-защитной зоны радиусом 300 м; Наличие неподалёку транспортной магистрали От данного метода повсеместно отказываются т.к. и заменяют его на более безопасные способы, т.к. погребённые под землёй отходы разлагаются и выделяют в почву токсичные вещества, которые попадают в грунтовые воды и возвращаются людям в виде пищи и питья. Термическая обработка Мусоросжигание Этот метод используется давно. В современном исполнении он представляет собой усовершенствованную версию традиционного сжигания мусора. Данным путём избавляются от большого количества. утиля. В процессе горения отходы выделяют тепло, которое обеспечивает энергией утилизирующие компании. В результате сжигания получается нетоксичная и негниющая зола. Для неё не требуется разыскивать места для захоронения. У способа есть существенный минус - дым, насыщенный токсичными веществами и отравляющий окружающую среду и вредящий людям. Метод представляет угрозу для целостности озонового слоя. 2.2 Метод плазменной обработки Это наиболее эффективный и наиболее экологически целесообразный способ, называемый пиролизом. Есть 2 разновидности пиролиза: Низкотемпературный - температура обработки выдерживается в диапазоне от +400°С до + 900°С; Высокотемпературный - обработка осуществляется при температуре, превышающей +900°С. Результатом пиролиза является остекленевший экологически чистый продукт, пригодный для использования в качестве вторсырья. Метод компостирования Этот способ применим для органического мусора и основан на его способности разлагаться. К утилизации привлекаются бактерии, которым отходы необходимы для осуществления жизнедеятельности. К таким организмам относятся 2. Вида существ: 1. Анаэробные - для существования нужна среда с мизерным присутствием кислорода или с полным его отсутствием. 2. Аэробные - для осуществления жизнедеятельности необходим свободный доступ к кислороду. Качество получаемого сырья зависит от того, насколько комфортными будут созданы условия для размножения бактерий. Перспективные методы переработки Брикетирование Это новейший метод утилизации, представляющий собой важный этап переработки мусора, состоящий из 2-х ступеней: 1. Сортировка. 2. Упаковка в брикеты. В процессе упаковки осуществляется прессование, позволяющее в несколько раз сократить объём мусора и подготовить его к погрузке и транспортировке. Брикетированные отходы складируют на полигонах, где они находятся до следующего этапа утилизации - захоронения или переработки. Главными достоинствами метода являются: Снижение рисков возгорания; Удобство обращения с отходами. У способа есть и недостаток - не все материалы могут быть подвержены прессованию. Экологическая экспертиза и экологический контроль. Цели и задачи. |