Поступление на кафедру экологии. МАга. Почему я хочу поступить в магистратуру
 Скачать 3.33 Mb.
|
|
Геоэкологические исследования техногенных аварий и катастроф. В наст. вр. в Российской Федерации практически повсеместно, несмотря на произошедшее уменьшение объёмов производства, состояние технической безопасности и противоаварийной устойчивости предприятий и объектов повышенной опасности (нефтехранилища, склады химикатов и др.) продолжает ухудшаться, а уровень аварийности возрастает. Причина заключается в прогрессирующей изношенности технического оборудования предприятий химических и горнодобывающих комплексов, нефтегазовой промышленности, а также в снижении технологической и трудовой дисциплины. В России в задачах риск-анализа ОПТП, рекомендованные в 2000 г. для широкого использования Общероссийской конференцией по оценке и управлению природными рисками используются следующие понятия: Опасность природная — процесс, свойство или состояние определенных частей литосферы, гидросферы, атмосферы или космоса, представляющие. угрозу для объектов экономики и (или) окружающей среды. Риск природный — вероятностная мера природной опасности (совокупности опасностей), установленная для определенного объекта в виде возможных потерь за заданное время. Уязвимость — свойство материального объекта утрачивать способность к выполнению своих естественных или заданных функций в результате воздействия опасного процесса. Тер-я РФ подвержена воздействию более 30 видов опасных природных процессов и явлений, развитие и проявление которых в виде природных катастроф и стихийных бедствий наносит большой ущерб. Важное место при решении задач по управлению природными и техно природными рисками отводится их классификации и характеристики источников возникновения, т.е. опасности. Здесь можно выделить в качестве разделяющего признака природные, техно природные и техногенные источники происхождения. В качестве среды проявления рассмотрены: природная среда -литосфера, гидросфера, атмосфера; техно природная - территория инициализации природных источников энергии; техногенная- тепловые, атомные, гидротехнические, тепловые источники энергии. Источники энергии: тепловая энергия Земли, солнечная энергия и гравитационная энергия; энергия; техногенная активация природных энергетических источников (гравитационной и тепловой). Источники воздействия геодинамических процессов: природные-эндогенные и экзогенные процессы; техноприродные- техногенные источники активизирующие природные процессы; источники техногенного воздействия –объекты энергетики, транспорта, объекты добычи природных ресурсов. Эпизодические аварии на хозяйственных объектах, расположенных на реках и озёрах или вблизи них, приводят к возникновению ЧС, следствием которых является загрязнение рек. Карта аварийных происшествий позволяет выявить закономерности их территориального распределения, что может быть использовано при прогнозировании ЧС и выработке мер для предотвращения или ослабления их негативных последствий. При аварийном загрязнении поверхностных вод концентрация загрязняющих веществ резко возрастает обычно на сравнительно короткое время. Это нередко приводит к массовой гибели рыб и других водных организмов. На водных объектах, используемых для питьевого водоснабжения, аварии создают угрозу здоровью населения. При аварийном поступлении загрязняющих веществ происходит загрязнение не только воды, но и донных отложений, что значительно затрудняет последующие мероприятия по экологическому оздоровлению рек и водоёмов. В большинстве случаев аварийное загрязнение имеет чисто техногенное происхождение, но иногда этому способствуют естественные неблагоприятные гидрологические условия. Так например, аномально высокое половодье может вызвать разрушение очистных сооружений. Особую тревогу вызывает состояние подводной части трубопроводов, пересекающих водные объекты. В России таких пересечений более 6000, и почти на половине из них создаётся опасность, связанная с размывом русел. Наибольшее число аварий, вызывающих значительное загрязнение поверхностных вод, приурочено к средней полосе Русской равнины и Уралу. Эта зона охватывает почти весь бассейн Оки, верхнюю часть бассейна Дона, правобережье Верхней Волги и левобережье Суры, территорию, прилегающую к Куйбышевскому и Саратовскому водохранилищам, бассейны р. Белой, Камского водохранилища и притоков Тобола — Исети и Туры. За пределами указанной зоны повышенной аварийностью характеризуются приустьевая часть Северной Двины, низовье Вычегды и малые реки некоторых районов в Ростовской и Кемеровской областях. Все перечисленные территории относятся к районам развитого промышленного производства. Почти половина произошедших аварий вызвала загрязнение водных объектов нефтью и нефтепродуктами, а также прочими органическими веществами Комплексные геоэкологические исследования территорий расположения объектов нефтегазового комплекса. Добыча и транспортировка нефти оказывают серьёзное воздействие на природную среду. Нефть, нефтепродукты и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) загрязняют воздушную и водную среду, почвы и представляют непосредственную опасность для здоровья населения, так как обладают резко выраженными канцерогенными и мутагенными свойствами. На карте показаны места добычи и транспортировки нефти, а также различия в потенциальной способности почв к самоочищению от углеводородов и ПАУ. Нефть и тяжёлые нефтепродукты сами по себе мало токсичны, но высокое их содержание в почвах резко ухудшает воднофизические свойства, качество и продуктивность почв - вплоть до полного их выведения из пользования. Потенциальная экологическая опасность для окружающей среды особенно высока в основных нефтедобывающих районах страны: в Западной Сибири, республиках Коми, Башкортостане и Татарстане, Северо-Кавказском регионе. Среднем и Нижнем Поволжье. Опасность загрязнения окружающей среды нефтепродуктами проявляется также в местах пересечения трубопроводами водных объектов. В России таких пересечений более 6000. Нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) выбрасывают в атмосферу углеводороды, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. В Кстово, Перми, Сызрани нефтеперерабатывающие заводы являются основными источниками загрязнения воздуха. Со стоками в поверхностные воды поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжёлых металлов. Особенно сильно загрязняют воды НПЗ Ангарска и Салавата. Потенциал самоочищения почвы зависит от свойств самой почвы и физико-географических условий природной среды, в первую очередь климатических факторов. Чем выше потенциал самоочищения почвы, тем интенсивнее её восстановление и тем большую разовую нагрузку загрязнением она может выдерживать. Потенциальная способность почвы к самоочищению оценивается скоростью биологического и физикохимического разложения в ней углеводородов, а также условиями их механического рассеяния. Скорость биологического разложения углеводородов в почве определяется её биологической активностью, которая зависит от продолжительности периода деятельности углеродоокисляющих микроорганизмов и наличия в почве влаги (табл.1). Физико-химическое разложение углеводородов — это их окисление непосредственно кислородом воздуха и постепенное испарение их легких фракций. Активность физикохимического разложения углеводородов зависит от окислительно-восстановительного режима почвы (факторы окисления почв) и годовой суммы температур, превышающих 10°С, в почвах (факторы испарения) (табл.2). Скорость разложения углеводородов в почвах определяется суммарной биологической и физико-химической активностью разложения углеводородов и зональным тепловым режимом почв (табл.З). . Механическое рассеяние неразложившихся углеводородов водными потоками происходит в двух направлениях — латеральном (плоскостной сток) и вертикальном. Потенциальная способность почв к механическому рассеиванию углеводородов определяется двумя разнонаправленными факторами: аккумуляцией и выносом углеводородов за пределы почвенного профиля. Потенциальное количество аккумулированных углеводородов напрямую зависит от мощности органогенных и гумусовых горизонтов почв, играющих роль сорбционных барьеров, а также механических барьеров (постоянно мёрзлых слоёв до глубины 100 см) (табл.4). Способность почв к выносу углеводородов за пределы почвенного профиля определяется годовым количеством осадков и водным режимом почв (табл.5). Критерием разделения почв по условиям механического рассеяния углеводородов служит разность величин индексов аккумуляции и выноса. Преобладание аккумуляции означает слабое, равенство индексов - умеренное, превышение выноса над аккумуляцией - сильное рассеяние. На карте показаны различия в потенциальной способности почв к самоочищению от углеводородов и ПАУ. Самый низкий потенциал самоочищения от углеводородов (низкая скорость разложения и слабое рассеивание) характерен для почв Крайнего Севера азиатской части России (арктические, арктотундровые, тундровые глеевые и тундровоболотные, болотные торфяные почвы равнинных территорий). Сюда же относятся аллювиальные почвы низовьев сибирских рек. Почвы с самым высоким потенциалом самоочищения от углеводородов (большая скорость разложения и сильное рассеивание) занимают почти всю Европейскую Россию (подзолы, серые лесные, чернозёмы), горные и предгорные территории Алтая, Западных Саян, Забайкалья, Приморья (бурозёмы, подбуры, Картографирование территорий трасс магистральных нефтепроводов и газопроводов Сооружение и эксплуатация трубопроводов оказывают существенное влияние на состояние окружающей среды. Производственная деятельность значительного числа газотранспортных предприятий осуществляется на уникальных, экологически чистых территориях. Современный газовый комплекс России представляет собой единую систему газоснабжения, в состав которой входят более 200 газовых и газоконденсатных месторождений, 140 тысяч километров магистральных газопроводов, около 50 подземных хранилищ газа, более 900 компрессорных станций, 16 газоперерабатывающих заводов. Каждая часть этого комплекса является источником потенциальной экологической опасности. Разработка месторождений, расположенных, в основном, в Западной Сибири, и строительство многониточных газопроводов большой протяжённости приводят к образованию новых, значительных по площади техногенных ландшафтов. При постройке трубопроводов происходит активизация эрозионных и криогенных процессов; деформация русел при переходах через реки; нарушение почвенного слоя и стока поверхностных вод; наносится невосполнимый ущерб всему растительному и животному миру. Так, например, в Ямало-Ненецком округе от такого рода воздействия уже утеряно 6 млн га пастбищ для 60 тысяч оленей. Эксплуатация трубопроводов приводит к загрязнению грунтов, поверхностных и подземных вод, приземного слоя атмосферы, а в зоне многолетней мерзлоты - к протаиванию грунтов вдоль трасс трубопроводов (при всех видах прокладки, кроме надземной). При транспортировке газа с отрицательной температурой, напротив, происходит промораживание грунта. Вдоль трасс трубопроводов отмечается существенное ожелезнение почв. Потери природного газа происходят по всей технологической цепочке (добыча, транспортировка и переработка) и составляют около 1% от объёма добытого газа. Эти потери — один из наиболее серьёзных источников негативного воздействия газовой промышленности на окружающую среду. Вместе с тем, природный горючий газ — наименее вредное для окружающей среды ископаемое топливо: из-за незначительного выброса диоксида серы при его сжигании. Загрязнение является результатом утечки газа через негерметичные соединения трубопроводов, при аварийных выбросах, а также при его сжигании. Разрыв газопровода, как правило, сопровождается взрывом и последующим возгоранием природного газа. Наибольшее число аварий происходит на трубопроводах, срок эксплуатации которых превышает 30 лет. Основная причина аварий - коррозия труб. Степень опасности воздействия газопроводного транспорта на окружающую среду может быть оценена по косвенным признакам: диаметру труб, числу ниток и рабочему давлению в трубопроводах. С экологической точки зрения наиболее опасны трубопроводы с диаметрами труб 1420 и 1220 мм. На карте показаны основные месторождения природного газа страны, сеть магистральных газопроводов, число ниток трубопроводов, диаметр труб, размещение газоперерабатывающих заводов, предприятий по газификации сланцев и угля, основных компрессорных станций. Количество ниток газопроводного транспорта позволяет косвенно судить о степени нагрузки на природную среду: высокой — 3 и более нитки газопровода большого диаметра (1420, 1220 и 1020 мм); средней - 1-2 нитки большого диаметра или более трёх ниток среднего и малого диаметра (820 мм и менее); низкой - 1-2 нитки с диаметром до 820 мм. Особенно высока нагрузка на ландшафты и потенциальная экологическая опасность для окружающей среды в Тюменской и Пермской областях, в Удмуртии, Башкортостане, Татарстане. Так, например, по территории Удмуртии проходит 13 магистральных газопроводов, доля вредных выбросов которых (главным образом метана) составляет более 30 % от общего объема выбросов по республике. В результате производственной деятельности компрессорных станций в окружающую среду поступает целый ряд веществ (азот аммонийный, нитриты, нефтепродукты, сульфаты и т.п.). Аномальные концентрации загрязнителей отмечаются на расстоянии до 400 метров от компрессорных станций. Основное воздействие газоперерабатывающих заводов на среду связано с выбросами в атмосферу вредных веществ — метана, оксида углерода, оксидов азота, сернистого ангидрида. В некоторых регионах эти предприятия являются основными источниками загрязнения атмосферного воздух Альтернативные источники энергии.  Геоэкологические принципы проектирования, дать определение, перечислить и объяснить. Геоэкологические принципы проектирования — это указания, ориентирующие проектные институты, фирмы, проектировщика на действия, призванные обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов, сохранение среды обитания человека. 1. Охрана природы — общественно необходимая деятельность. Затраты государства на охрану природы не менее важны, чем другие экономические и социальные общественно необходимые затраты (на культуру, спорт, образование, здравоохранение и т.д.) Деятельность по охране природы преследует как социальные цели, так и хозяйственные (сохранение механизмов воспроизводства природных ресурсов), что создает надежные предпосылки устойчивого развития государств. 2. Приоритет экологической безопасности населения. Качество окружающей природной среды, сохранение (преумножение) ее ресурсного потенциала определяют долголетие, физическое и психическое здоровье населения и возможности передачи этих качеств потомству, а следовательно, создают предпосылки к устойчивому развитию. 3. Принцип историчности. Организация природоохранной деятельности и реализация природоохранной политики требуют знания естественной истории природных объектов. 4. Принцип системности. Мир системен, иерархичен. Системность природных объектов требует рассмотрения каждой природоохранной проблемы как части более общей. 5. Охрана природы должна производиться в процессе ее использования. Природу можно и должно сохранять не только путем консервации — исключения из активного хозяйственного использования, а постоянно, при любых видах деятельности человека. Отсюда две взаимодополняющие стратегии природопользования — адаптивная и конструктивная. 6. Принцип ограничения. Функционирование природных ландшафтов не может выходить за пределы термодинамических, геохимических, тектонических и других условий, которые характеризуются естественной пространственной и временной изменчивостью. Поэтому нормативы природопользования представляют собой определенный вид ограничений. 7. Принцип оптимизации: охрана окружающей среды человека и рациональное использование природных ресурсов — задача оптимизационная. Цель принципа: относительно полное удовлетворение потребностей общества при минимальных негативных последствиях воздействия человека на природу. 8. Принцип превентивности природоохранных мероприятий — «легче предупредить, чем лечить». Сущность принципа: меры по предупреждению негативных последствий обычно обходятся дешевле, чем ликвидация прямых и косвенных последствий экологических аварий и катастроф, которые обусловлены не принятием профилактических мер. 9. Принцип комплексности: Геоэкологическое проектирование — это проектирование пространственно-временной природно-технической системы, включение объекта, технологии или инженерного сооружения, технической системы в природу. Это наиболее трудно понимаемый принцип проектирования, реализация которого встречает серьезные затруднения. Необходимость соблюдения принципа обусловлена тем, что геосистемы — природно-территориальные комплексы — сложные пространственно-временные открытые системы, обладающие внутренней взаимной связанностью и взаимодействием компонентов и структурных частей (подсистем). Одновременно они связаны с соседними и с более крупными геосистемами. Положения принципа: целостность, системность - взаимосвязь элементов хозяйства предопределяют взаимосвязанное рассмотрение при проектировании конкретного объекта или предприятия его воздействия на природу и обратного влияния измененной природы на состояние хозяйства и здоровье людей; в проекте должны быть отражены отраслевой и территориальный подходы; при осуществлении проекта необходимо предусматривать комплекс взаимосвязанных и взаимодополняющих природоохранных мероприятий: технологических, территориально-планировочных, экономических, юридических. Системный характер социально-экономической деятельности предусматривает определение точного адреса, т. е. конкретных предприятий, объектов, групп лиц, органов управления, которые должны выполнять каждое проектное предложение; в процессе проектирования важно иметь в виду, что функциональная целостность, системность, взаимосвязь компонентов геосистем определяет невозможность сохранения ландшафта в целом, отдельных свойств каждого из природных компонентов. Региональный подход (принцип) в проектировании подразумевает учет местных природных, социальных и экономических особенностей территории не только в границах конкретных объектов, но и окружающего их фона, например, в рамках физико-географических провинций и административных районов и областей. Местные условия учитываются при использовании ландшафтного подхода, который выступает частным случаем регионального. Ландшафтный подход учитывает территориальную физико-географическую дифференциацию при составлении ОВОС. Важно, что один тип воздействия (даже при одинаковой интенсивности) может дать неоднозначную ответную реакцию в различных ландшафтах и в их структурных частях. Необходимость использования ландшафтного подхода: повышает достоверность прогноза последствий создания инженерного сооружения, технического объекта и т.д. рассматривает цепочки причинно-следственных связей в геокомплексах, от источника воздействия до самых отдаленных, но потенциально значимых, которые могут проявится в дальней перспективе. конструирование природно-антропогенного (культурного) ландшафта, геотехнической системы с блоком управления. 10. Принципы управления - проект должен быть введен блок управления, включающий подсистему контролирования (мониторинга) и регулирования. Сложность управления геотехническими системами (ГТС) обусловлена: необходимостью сочетания в них процессов саморегулирования, свойственных природной составляющей, и процессов управления технической их частью; использованием процессов самоорганизации в интересах управления; открытым характером геосистем, их тесной связью с другими геосистемами, приводящей к непрерывному обмену веществом, энергией и информацией; необходимостью учета процессов функционирования, динамики и развития природной составляющей геотехнической системы. В систему входят: Опережающее управление при проектировании — это анализ соответствия изучаемой геосистемы социально-экономическим потребностям общества, возможности перевода ее в другое состояние и прогноз ближайших и отдаленных во времени и пространстве последствий такого перевода. включает выбор методов воздействия, анализ состояния экосистем и допустимых последствий. Оперативное управление ГТС направлено не только на контроль ее технической части (подсистемы), но и на мониторинг изменений и последствий, которые могут возникнуть в природе, хозяйстве и населении в ответ на воздействия в ходе строительства и последующего функционирования ГТС |