экология. экология ДП. Методические указания к выполнению раздела "Экологическая безопасность " выпускной квалификационной работы
 Скачать 170.5 Kb.
|
|
Федеральное агентство по образованию Российский государственный профессионально-педагогический университет Инженерно-педагогический институт Кафедра общей химии 4195МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению раздела “Экологическая безопасность ” выпускной квалификационной работы Специальность: 030500 – Профессиональное обучение Екатеринбург 2005 Методические указания для выполнения раздела “Экологическая безопасность ” дипломного проекта и дипломной работы. – Екатеринбург, 2005. – 17 с. Составители: доц., канд. хим наук Г.В. Харина, доц., канд. хим. наук Г.В. Денисов, ст. преподаватель Д.В. Жлудов Методические указания представляют собой руководство к выполнению раздела “Экологическая безопасность ” дипломного проекта и дипломной работы студентами дневной и заочной форм обучения. Обсуждено на заседании кафедры общей химии. Протокол от 28.10.05 №3. Зам. зав. кафедрой Н.Т. Шардаков Одобрено методической комиссией машиностроительного факультета 14.11.2005 г. Протокол № 3. Председатель методической комиссии С.В. Федорова Российский государственный профессионально-педагогический университет, 2005 Оглавление 4195 1 Введение 4 Выполнение раздела “Экологическая безопасность” в дипломном проекте. 5 Выполнение раздела “Экологическая безопасность” в научно-исследовательском дипломном проекте 13 Выполнение раздела “Экологическая безопасность” в методической дипломной работе 14 Варианты тем раздела “Экологическая безопасность” дипломного проекта (работы) 15 Список рекомендуемой литературы 17 ВведениеЭкология – это наука о взаимоотношениях организмов и образуемых ими сообществ с абиотическими и биотическими экологическими факторами. Предметом изучения экологии являются экосистемы. Экосистема – это комплекс биотических и абиотических компонентов, между которыми происходит обмен веществом, энергией, информацией. Глобальной экосистемой (в рамках планеты Земля), включающей в себя все живое вещество планеты и среду его обитания является биосфера. Биосфера является также средой обитания человека, на которого действует ряд лимитирующих экологических факторов. Преодолевая эти лимитирующие факторы и обеспечивая себе широчайшую экологическую нишу, человек беспощадно эксплуатирует все имеющиеся на Земле ресурсы. Обладая разумом, создавая орудия труда и промышленность, человек превратился в мощную преобразующую силу, которую В. И. Вернадский сравнивает с геологической силой. Эта сила в первую очередь направлена на удовлетворение своих все более возрастающих потребностей без учета разрушающего воздействия на биосферу. Мощное влияние человека на биосферу привело к выделению из биотических факторов факторов антропогенных. Социально-технические потребности человека связаны с отчуждением из окружающей среды веществ, которые не входят в биогенный круговорот и, следовательно, не возвращаются в исходное состояние и не возобновляются. Таким образом, возникает проблема невозобновимых природных ресурсов. С другой стороны, большая часть отходов производства также не включается в биотический круговорот: не имея специфических биологических деструкторов, они не разлагаются, а накапливаются как загрязнители биосферы. Токсичность многих веществ, попадающих в биосферу, нарушает структуру и функции естественных биологических систем, в том числе и человека. В последнее время прогресс науки и техники привел к тому, что по масштабам влияния на биосферные процессы деятельность человека стала сопоставимой с естественными факторами, определявшими развитие биосферы на протяжении сотен тысяч лет. То есть человек, как социальная система, функционирует намного шире, чем биологическая, нарушая биотический круговорот, сбалансированный в ходе эволюции. Таким образом, хозяйственная деятельность человека, в том числе и интенсивное развитие промышленности, привела к глобальному экологическому кризису. Среди множества составляющих этого кризиса следует выделить наиболее важные – те, которые необходимо преодолеть в ближайшее время. Это экологическая культура и обширный ряд антропогенных загрязнений биосферы. Преодоление первой выделенной составляющей экологического кризиса биосферы – экологической культуры – связано с решением проблем экологического воспитания и экологического образования. Вторая составляющая – антропогенные загрязнения биосферы – тесно связана с первой и может быть решена через всеобщую экологизацию промышленного производства и функционирования урбанистических экосистем. Выполнение раздела “Экологическая безопасность” в дипломном проекте.Если темой дипломного проекта является разработка или усовершенствование технологических процессов изготовления и эксплуатации деталей, узлов, оборудования; участков; линий; цехов; предприятий; производственных комплексов, раздел “Экологическая безопасность” выполняется в соответствии со следующим планом. 1. Введение. Глобальные экологические проблемы. В этом разделе необходимо дать название современному экологическому кризису, раскрыть его причины, охарактеризовать основные его составляющие. Следует показать связь цели дипломного проекта с решением экологических проблем. (Объем этого подраздела 1,5 – 2 стр.). 2. Анализ связей технологического процесса с экологическими системами. Для анализа взаимодействия технологического процесса с экологическими системами рекомендуется представить его в виде следующей схемы:  Пример схемы технологического процесса При описании такой схемы необходимо привести основные количественные характеристики технологического процесса в виде таблицы и определить тип процесса (замкнутый или незамкнутый). Таблица 1. Основные материально-энергетические показатели технологического процесса
3. Основные требования экологизации проекта. Необходимо привести действующие санитарно-гигиеническим нормы основных показателей технологического процесса и значения предельно допустимых концентраций (ПДК) по загрязняющим выбросам, как показано в табл. 2 и 3. Таблица 2. Санитарно-гигиенические нормы некоторых показателей технологического процесса.
Таблица 3. Предельно допустимые концентрации токсичных веществ
Проанализировать, есть ли превышение показателей действующего технологического процесса по сравнению с приведенными в таблицах 2 и 3 значениями. 4. Пути экологизации производства В этом разделе следует привести описание использования отходов технологического процесса, классификацию применяемых методов экологизации производства (пассивные или активные), дать характеристику проводимых природоохранных мероприятий. 5. Предложения по экологизации технологического процесса (1 стр.) Показать пути создания малоотходного и безотходного производства, возможные способы энергосбережения и утилизации отходов, методы очистки промышленных выбросов. Целесообразно привести количественные значения материально-энергетических выбросов до реконструкции цеха и после в виде таблицы (пример – Табл.4). Таблица 4. Изменение параметров (концентрации вредных выбросов) технологического процесса после реконструкции цеха (предприятия).
В конце раздела дать заключение об экологичности проекта и привести список использованной литературы. Пример составления раздела “Экологическая безопасность” в инженерном дипломном проекте “реконструкция конвертерного цеха металлургического завода”1. Введение. Глобальные экологические проблемы. Актуальность мер по экологизации проекта раскрывается на основании характеристики современного экологического кризиса (подраздел 1). 2. Анализ связей технологического процесса с экологическими системами. Данный технологический процесс состоит в получении стали бессемеровским способом. Процесс реконструкции технологического процесса имеет целью увеличение производства стали четырех действующих конвертерах с 3 до 3,5млн т в год. Продукцию получают в виде слитков металла массой от 8,2 до 18,5 т. Схема технологического процесса (ТП) приводится.  Схема технологического процесса получения стали в конвертере В качестве сырья используется ванадиевый жидкий чугун, передельный жидкий чугун, лом и отходы стали в кусках, ферросплавы и другие легирующие раскислители, железо из окалины, добавочные материалы, кислород, сжатый воздух, аргон, азот. Энергоресурсами служат природный газ, электроэнергия, пар. Материальные выбросы (отходы) подразделяются на жидкие (сточные воды), твердые (скрап, недоливки, шлак ванадиевый и сталелитейный, угар, потери, пыль) и газообразные (оксид углерода, сернистый газ, диоксид азота). К энергетическим загрязнениям относятся шум и тепловые выбросы. Анализ ТП свидетельствует о его незамкнутом характере, поскольку существуют связи с внешней средой при использовании исходного сырья, энергии, выходе готовой продукции и получение различных видов отходов. Основные характеристики ТП приведены в табл. 1. Расчет допустимых выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и в воду водоемов производился исходя из норм, приведенных в табл. 2. Таблица 1. Основные материально-энерегтические показатели технологического процесса
3. Основные требования экологизации проекта. Таблица 2. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, выбрасываемых цехом.
Примечание: в числителе – максимальная разовая концентрация, в знаменателе – среднесуточная. 4. Пути экологизации производства Существующие методы экологизации на производстве. В настоящее время очистка технологических газов конвертеров осуществляется в автономных газоочистных установках, включающих в себя орошаемый газоход, блок труб Вентури, каплеуловитель и нагреватель. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу через две дымовые трубы высотой 80 м. Очистка неорганизованных выбросов при повалке конвертеров не производится. При действующей технологии наблюдается превышение ПДК, а следовательно, реконструкция цеха должна сопровождаться снижением вредных выбросов. Суммарные выбросы вредных веществ в окружающую среду до и после реконструкции приводятся в табл. 3. Таблица 3. Изменение выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы после реконструкции цеха (тыс. т/год).
5. Предложения по экологизации технологического процесса (1 стр.) Для защиты атмосферы от выбросов реконструируемого цеха предусматриваются следующие мероприятия: полная замена устаревшего оборудования газоочистки на новое, отвечающее современным требованиям, включающее установку высоконапорных регулируемых труб Вентури с пароинжекционным узлом; замена морально и физически устаревших печей обжига извести, работавших на коксе, на новые шахтные печи, работающие на природном газе и оснащенные газоочистками, что позволит резко сократить выброс диоксида серы и пыли; очистка неорганизованных выбросов в высокопроизводительных тканевых фильтрах марки ФРИР-7000 (четыре фильтра общей площадью фильтрации 28 тыс.м2); Реализации указанных мероприятий обеспечит снижение выбросов: пыли – в 2,5 раза, оксида углерода – в 1,75 раза, диоксида серы – в 30 раз, диоксида азота – в 1,6 раза. Для улучшения условий рассеивания вредных веществ атмосфере предусмотрена замена труб высотой 80 м на трубы высотой 120 м. При реконструкции цеха количество сточных вод “грязного” оборотного цикла (ГОЦ) возрастает с 2000 м3/ч до 3200 м3/ч. В настоящее время сточные воды проходят очистку на четырех радиальных отстойниках диаметром 30 м. Шлам из отстойников перекачивается на сгустители и направляется на утилизацию. При реконструкции предусматривается: строительство двух новых радиальных отстойников ГО-30 диаметром 30м; реконструкция трех существующих радиальных отстойников с устройством камер флокуляции; переоборудование одного существующего радиального отстойника в сгуститель шлама; строительство насосной станции с реагентным хозяйством для откачки шлама. Для стабилизационной обработки воды ГОЦ предусмотрено применение реагентов: ВПК-402 при дозе 2 мг/л и жидкое стекло при дозе 10 мг/л. Реконструкция “грязного” оборотного цикла обеспечивает требуемый эффект осветления сточных вод и, таким образом, исключает сброс загрязненных производственных стоков в реку, находящуюся вблизи завода. Технология предусматривает утилизацию твердых отходов. Ванадиевый шлак используют при производстве ферросплавов, сталелитейный шлак – в доменном производстве, неиспользуемый шлак направляется в действующий шлакоотвал, а пыль улавливаемая газоочистными устройствами, затаривается в контейнеры и отправляется потребителю. Уровни звукового давления на постоянных рабочих местах и в рабочих зонах производственных помещений цеха колеблются от 85 до 130 дБ. Поскольку воздействие шума в данном случае происходит преимущественно в производственном помещении, то вопросы борьбы с ним обсуждаются в разделе “Охрана труда”. Уменьшение выбросов тепла в атмосферу достигается мероприятиями по его утилизации для технологических нужд, которая должна возрасти с 2,1 до 4,3 млн кДж/год. Для этой цели при реконструкции устанавливаются 3 котла утилизатора. Утилизация тепла является одновременно мероприятием по энергосбережению. Проведенный анализ показывает, что для экологизации воздушного бассейна предусматривается сочетание пассивных методов (газоочистки, фильтры и др.) с активными (замена кокса природным газом). Для очистки водоемов используются пассивные методы (очистка сточных вод). Рекомендуемые мероприятия позволят сделать данный технологический процесс более экологичным, поскольку при росте производства продукции резко снизится объем вредных выбросов. Выполнение раздела “Экологическая безопасность” в научно-исследовательском дипломном проекте1. Введение. Глобальные экологические проблемы (общие и применительно к своей работе). Актуальность природоохранных мероприятий и рационального природопользования. Объем – 1стр. 2. Анализ воздействия исследуемого технологического процесса на экологические системы (1,5 – 2 стр.). Следует привести основные показатели, характеризующие взаимодействие исследуемого технологического процесса с окружающей средой (табл.1, раздел I), показать санитарно-гигиенические нормы показателей технологического процесса (табл. 2 и 3, раздел I). 3. Улучшение экологической эффективности предполагаемого усовершенствования технологического процесса по сравнению с базовым (1,5 – 2стр.). Показать влияние предполагаемого внедрения результатов научно-исследовательской работы в базовый технологический процесс на снижение уровня отходов производства и улучшение эффективности использования природных ресурсов. Например: Таблица 4.Изменение экологической эффективности технологического процесса
В конце раздела дать заключение об экологичности проекта и привести список использованной литературы. Выполнение раздела “Экологическая безопасность” в методической дипломной работеТемой методической дипломной работы является разработка или переработка учебно-программной документации дисциплин, изучаемых в высшей школе и в системе профтехобразования. Выполнение раздела “Экологическая безопасность дипломного проекта” в методической дипломной работе подчинено задачам совершенствования системы экологического образования, развития и внедрения главных принципов обучения: непрерывности, межпредметных связей и профессиональной направленности. Рекомендуется следующий план раздела “Экологическая безопасность дипломного проекта” в методической дипломной работе. .Введение. Глобальные экологические проблемы. Актуальность дальнейшего совершенствования системы экологического образования (0,5стр.). Роль учебной дисциплины в решении задач повышения эффективности охраны окружающей среды и рационального природопользования (1,5 – 2стр.). Показать значение изучаемой дисциплины в решении задач экологизации производства и экономики. Провести анализ связей учебной дисциплины с базовым курсом “Экология”. Основное содержание курса “Экология” Содержание и задачи рационального природопользования в условиях научно-технического прогресса: Основы взаимодействия общества и природы. Социальные аспекты природопользования. Историческое и современное содержание понятия экологии. Экологические основы рационального природопользования: Экология как научная база природопользования Трансформация вещества и энергии в биосфере Основные термины, понятия и законы экологии. Природопользование и экологические системы: Природные ресурсы и их классификация Ресурсный цикл и его особенности Загрязнение и ухудшение качества экосистем. Общие принципы рационального и экологически корректного природопользования. Улучшение качества природных экосистем рациональное природопользование на промышленном предприятии: Санитарные требования к качеству экосистем Инженерные основы ресурсосберегающих технологий и сохранение высокого качества экосистем. Контроль за состоянием экосистем. Рациональное использование ресурсов, сырья и материалов в отрасли, экономические вопросы природопользования Правовые вопросы природопользования Разработка плана экологической подготовки в рамках учебной дисциплины (2 – 2,5стр.) Раздел должен быть выполнен в виде таблицы. Таблица 5. План экологической подготовки по дисциплине………
Рекомендации по дальнейшему совершенствованию системы экологического образования (1,5 – 2стр.). Рекомендации должны быть направлены на углубление экологических знаний, усиление природоохранного аспекта в системе профессионально-технического и высшего образования и улучшение экологического воспитания учащихся и студентов. Приводится список используемой литературы. Варианты тем раздела “Экологическая безопасность” дипломного проекта (работы)Раздел “Экологическая безопасность дипломного проекта” можно выполнить также по следующим направлениям: Утилизация бытовых отходов (применительно к своей специальности) Экологизация сознания. Экологизация образования (применительно к своей специальности, экологический тест). Перспективы решения экологической проблемы в России. Экология как главная отрасль культуры будущего. Проблемы биоэтики и экологической этики. Методология экологических исследований. Соотношение социосистем и экосистем. Особенности применения математического моделирования в экологии. Тенденция экологизации науки и техники. Список рекомендуемой литературыКоробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Учебник для вузов. – Ростов на Дону, 2000. – 575 с. Общая экология. Под ред. Степановских А.С. – М., 2000. – 506с. Шилов И.А. Экология. Учебник для вузов. – М., 2000. – 512с. Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов на Дону, 1996. – 512с. Горелов А.А. Экология. – М., 2002. – 312с. Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества: концептуальная экология. М., 1992. –358с. Петров С.С. Экологическое право России. – М, 2003. – 160с. Гусакова Н.В. Химия окружающей среды. – Ростов на Дону, 2004. –185с. Двинский В.М. Экологический менеджмент. Основы экологической культуры. – Екатеринбург, 2001. – 295с. Денисов В.В., Денисова И.А. Экология: 100 экзаменационных ответов. Справочник для студентов вузов.– М. – Ростов на Дону, 2003. – С. 197 –264. Акимова Т.А., ХаскинВ.В.Экология: Учеб. для вузов. – М., 2001. 566 с. Кривошеин Д.А., Муравей Л.А., Роева Н.Н. и др. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов. – М., 2000. – 447 с. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учеб. пособие для вузов. – С-Пб, 1997. – 240 с. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие. – М., 1998. – 287 с. Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Экология: Для студентов вузов и специалистов экологов. – М., 2000. – 304 с. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. пособие для вузов. – М., 1998. – 304 с. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению раздела “Экологическая безопасность ” выпускной квалификационной работы Подписано в печать 10.03.2006. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать плоская. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,1. Тираж 1200.экз. Заказ № 26-р. Российский государственный профессионально-педагогический университет. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11. Ризограф РГППУ. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||