Рациональное природопользование

Рациональное природопользование

Изучение	Охрана	Освоение	Преобразование
Учет, оценка, прогноз развития, мониторинг	Поддержание продуктивности, контроль	Эффективность переработки и добычи	Обогащение, улучшение
Красная книга, кадастр, экологическое законодательство

 

Мониторинг ОПС (окружающая природная среда) – долгосрочное наблюдение за состоянием ОПС, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а так же оценка и прогноз состояния ОПС и ее загрязнения.

 

 

Классификация мониторинга

1. По территориальному признаку:

· Локальный

· Региональный

· Глобальный

1. По используемым методам:
• Наземный
• Авиационный
• Космический
2. По методам исследований:
• Химический
• Биологический
• Физический

 

 

Формы управления природопользованием

Красная книга

Кадастры

Международная, России, областей

…

 

Красная книга подразделяется на 5 категорий, в зависимости от цвета страниц

1. Красные страницы – исчезающие виды
2. Белые страницы – редкие виды, имеется опасность их исчезновения, они сохранились в небольших количествах на ограниченных территориях
3. Желтые страницы – виды, находящиеся под угрозой уничтожения, численность быстро и неуклонно падает
4. Серые страницы – неопределенные виды, достоверных фактов о состоянии их популяции нет
5. Зеленые страницы – восстанавливающиеся виды

 

Первое издание красной книги в России – в 86 году.

 

 

Кадастры – свод экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих количество и качество природного ресурса, состав и категории природопользователей.

В настоящий момент существует 8 видов кадастров:

1) Земельный кадастр. Включает сведения о природном и хозяйственном использовании земель, их состоянии, учет их количества и качества, данные регистрации землепользователей, регистрации по эффективному использованию и охране земель.

2) Водный кадастр. Состоит из трех разделов:

· Поверхностные воды

· Подземные воды

· Использование вод

Водный кадастр дает сведения о водах региона или бассейна, содержит данные о реках, озерах, болотах, лесах, ледниках; включает сведения о режиме, качестве и использовании вод и водопользователях.

3) Лесной кадастр. Свод сведений о лесах, качественном составе, запасах древесины и ежегодном ее приросте, степени вовлечения лесов в эксплуатацию.

4) Кадастр животных и растений.

5) Кадастр полезных ископаемых.

6) Кадастр заповедных объектов.

7) Лечебно-оздоровительные объекты.

8) Кадастр отходов (Ксенобиотики – загрязнения в окружающей среде, условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот.)

 

Круговорот воды в природе

 

Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.

Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше — положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Большую ее часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую — пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар.

На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование живых организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.

Понятие

Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водостоки и водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды.

Виды виды образования от разных изменений"]

Различают несколько видов круговоротов воды в природе:

1. Большой, или мировой, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная — очищается.
2. Малый, или океанический, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан.
3. Внутриконтинентальный круговорот — вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадает на сушу в виде атмосферных осадков.

В конце концов, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана.

Скорость

Среда	Среднее время обновления
Океаны	3 200 лет
Ледники	от 5 до 10 лет
Сезонный снежный покров	от 2 до 6 месяцев
Почвенная корка	от 1 до 2 месяцев
Грунтовые воды: паводок	от 100 до 200 лет
Грунтовые воды: углубленные	10 000 лет
Озера	от 15 до 17 лет
Реки	от 17 до 19 дней
Атмосфера	9 дней

Скорость переноса различных видов воды изменяется в широких пределах, так и периоды расходов, и периоды обновления воды также разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Атмосферная влага, которая образуется при испарении воды из океанов, морей и суши и существует в виде облаков, обновляется в среднем через восемь дней.

Воды, входящих в состав живых организмов, восстанавливаются в течение нескольких часов. Это наиболее активная форма водообменна. Период обновления запасов воды в горных ледниках составляет около 1 600 лет, в ледниках полярных стран значительно больше — около 9 700 лет.

Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно в 2 700 лет.

За 10 миллионов лет фотосинтез перерабатывает массу воды равную всей гидросфере^[1].

 

Деградация почвы

Причины деградации литосферы:

1) Естественная эрозия

2) Естественные вредители

3) Антропогенная эрозия

4) Неправильное хозяйствование

а) Истребление лесов

б) Выжигание растительности

в) Чрезмерный выпас скота

г) Изменение водного режима

д) Неправильное ведение сельского хозяйства

5) Техническое преобразование – добыча полезных ископаемых

6) Отвод под строительство

Строительство бывает:

а) Жилищное

б) Промышленное

в) Транспортное

г) Гидротехническое

7) Загрязнения:

а) Промышленное

б) Бытовое

в) Сельскохозяйственное

г) Транспортное

д) Теплоэнергетическое

е) Радиоактивное

8) Рост населения (урбанизация страны)

 

Одной из основных причин деградации является эрозия. В России полностью эродировано 15% угодий.

Эрозия – разрушение почвы под действием воды, ветра или механических воздействий.

Эрозия протекает очень медленно, значительно ускорена деятельностью человека.

Виды эрозий:

1) Ветровая эрозия – выдувание верхнего плодородного слоя. Возникает из-за преобладания монокультур. Слой почвы под лугом теряется за 25 тыс. лет. Если луг распахать и выращивать кукурузу, то это произойдет за 15 лет.

2) Водная эрозия

а) Плоскостная – смывание верхнего слоя почвы дождем

б) Линейная – образование на пашне оврагов глубиной до 100м и длиной до десятков км.

 

3) Пастбищная – неумеренный выгул скота.

4) Техническая – нарушение структуры почвы, уплотнение тяжелой техникой. Страдают от этого вида эрозии в основном зоны вечной мерзлоты

 

 

Борьба с деградацией земель

1) Рациональное использование почв. Исключение экологически необоснованных решений.

2) Применение соответствующих агротехнических приемов – безотвальное земледелие, применение севооборотов и отказ от тяжелой техники.

3) Уменьшение засоления почвы (увеличение платы на воду)

4) Применение гидротехнических мероприятий (укрепление откосов, задержание стоков)

5) Лесомелиорационные работы (агролесомелиорация – высадка защитных полос леса, мелиорация – осушение переувлажненных земель и болот).

6) Химическая мелиорация. Подразделяется на известкование (уменьшается кислотность почв, тяжелые металлы переводятся в нерастворимые соединения), гипсование (приводит к уменьшению засоленности почв) и применения минеральных и органических удобрений.

7) Рекультивация земель – комплекс работ по восстановлению продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель. Проходит в 2 этапа:

· Техническая рекультивация (завоз земли, планировка…)

· Биологическая рекультивация (восстановление биологических свойств земли). Достигается добавкой удобрений, известкованием, высадкой кустарников и деревьев.

 

ОПАСНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на живые организмы несколькими путями: 1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений; 2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды; 3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами; 4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы и создавая таким образом условия, неблагоприятные для выживания организмов.

Дыхательная система человека. Через дыхательную систему в организм человека поступает кислород, который разносится гемоглобином (красными пигментами эритроцитов) к жизненно важным органам, и выводятся продукты жизнедеятельности, в частности углекислый газ. Дыхательная система состоит из носовой полости, гортани, трахеи, бронхов и легких. В каждом здоровом легком насчитывается примерно 5 млн. альвеол (воздушных мешочков), в которых и происходит газовый обмен. Из альвеол кислород поступает в кровь, а углекислота через них удаляется из крови и выбрасывается в воздух.

Дыхательная система имеет ряд защитных механизмов, предохраняющих от воздействия загрязняющих веществ, содержащихся в воздухе. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Слизистая оболочка носовой полости, гортани и трахеи задерживает и растворяет мелкие частицы и некоторые вредные газы. Если в дыхательную систему попадают загрязняющие вещества, человек чихает и кашляет. Таким образом эвакуируются загрязненный воздух и слизь. К тому же верхние дыхательные пути выстланы сотнями тонких ресничек мерцательного эпителия, находящихся в постоянном движении и перемещающих вверх по гортани слизь вместе с попавшей в дыхательную систему грязью, которые либо проглатываются, либо удаляются наружу.

Постоянное длительное воздействие побочных продуктов табачного дыма и загрязненного воздуха приводит к перегрузке и переполнению защитных систем человека, в результате развиваются болезни дыхательной системы: аллергическая астма, рак и эмфизема легких, хронические бронхиты. См. также ДЫХАНИЯ ОРГАНЫ.

Кислотные осадки. Попадание в почву или в водоемы разных кислот, например серной (H₂SO₄) или азотной (HNO₃), в результате выпадения кислотных осадков (аномально кислых дождей и снега) причиняет вред живым организмам и способствует разрушению различных конструкций. Подобные явления довольно часто наблюдаются в районах значительной концентрации промышленных предприятий, использующих ископаемое топливо.

Ущерб, причиняемый биоте при выпадении кислотных осадков, наиболее заметно выражен в лесах и на озерах. Определенные виды деревьев, в частности сосны, особенно чувствительны к изменению кислотности почвы. От кислотных дождей сильно пострадали большие площади лесов в Новой Англии, Канаде и скандинавских странах. В некоторых случаях растения служат индикаторами подобных воздействий: листья покрываются пятнами или обесцвечиваются. Перенасыщение кислотами, связанное с весенним стоком в озера и реки талых вод, может оказать пагубное воздействие на рыб и другие водные организмы.

Загрязнение литосферы

 

Литосфера подвергается наиболее сильному загрязнению (промышленные, бытовые отходы, взрывается, перерабатывается…).

Почва – это обладающий плодородием поверхностный слой земли глубиной до 2 м, сформировавшийся под воздействием воды, воздуха, продуктов жизнедеятельности животных организмов.

Пахотные земли составляют лишь 10% территории земли, 20% – пастбища и сенокосы, и 70% – территория холодного климата (вечная мерзлота, пустыни и крутые склоны).

Почва является невозобновимым природным ресурсом. Поэтому, если почва исчезла, то для всех практических целей она исчезла навсегда. За год теряется 7 млн. га почвы из-за низкой культуры земледелия.

Состав почвы, фазы:

5) Гумус – органический продукт разложения останков органических и животных организмов

6) Влажная фаза – растворенные в воде минеральные соли, питательные вещества

7) Газообразная фаза, она занимает до 60% почвы (у торфа – 90%)

8) Редуценты – бактерии, водоросли, грибы, которые разлагают растительные и животные останки до гумуса.

Редуценты играют главную роль в образовании почвы.

 

 

Деградация почвы

Причины деградации литосферы:

9) Естественная эрозия

10) Естественные вредители

11) Антропогенная эрозия

12) Неправильное хозяйствование

а) Истребление лесов

б) Выжигание растительности

в) Чрезмерный выпас скота

г) Изменение водного режима

д) Неправильное ведение сельского хозяйства

13) Техническое преобразование – добыча полезных ископаемых

14) Отвод под строительство

Строительство бывает:

а) Жилищное

б) Промышленное

в) Транспортное

г) Гидротехническое

15) Загрязнения:

а) Промышленное

б) Бытовое

в) Сельскохозяйственное

г) Транспортное

д) Теплоэнергетическое

е) Радиоактивное

16) Рост населения (урбанизация страны)

 

Одной из основных причин деградации является эрозия. В России полностью эродировано 15% угодий.

Эрозия – разрушение почвы под действием воды, ветра или механических воздействий.

Эрозия протекает очень медленно, значительно ускорена деятельностью человека.

Виды эрозий:

5) Ветровая эрозия – выдувание верхнего плодородного слоя. Возникает из-за преобладания монокультур. Слой почвы под лугом теряется за 25 тыс. лет. Если луг распахать и выращивать кукурузу, то это произойдет за 15 лет.

6) Водная эрозия

а) Плоскостная – смывание верхнего слоя почвы дождем

б) Линейная – образование на пашне оврагов глубиной до 100м и длиной до десятков км.

 

7) Пастбищная – неумеренный выгул скота.

8) Техническая – нарушение структуры почвы, уплотнение тяжелой техникой. Страдают от этого вида эрозии в основном зоны вечной мерзлоты

 

 

Борьба с деградацией земель

8) Рациональное использование почв. Исключение экологически необоснованных решений.

9) Применение соответствующих агротехнических приемов – безотвальное земледелие, применение севооборотов и отказ от тяжелой техники.

10) Уменьшение засоления почвы (увеличение платы на воду)

11) Применение гидротехнических мероприятий (укрепление откосов, задержание стоков)

12) Лесомелиорационные работы (агролесомелиорация – высадка защитных полос леса, мелиорация – осушение переувлажненных земель и болот).

13) Химическая мелиорация. Подразделяется на известкование (уменьшается кислотность почв, тяжелые металлы переводятся в нерастворимые соединения), гипсование (приводит к уменьшению засоленности почв) и применения минеральных и органических удобрений.

14) Рекультивация земель – комплекс работ по восстановлению продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель. Проходит в 2 этапа:

· Техническая рекультивация (завоз земли, планировка…)

· Биологическая рекультивация (восстановление биологических свойств земли). Достигается добавкой удобрений, известкованием, высадкой кустарников и деревьев.

Виды воздействий на литосферу.

Литосфера – твердая оболочка Земли.

Почва – обладающая плодородием сложная полифункциональная и поликомпонентная открытая многофазная структурная система. Почва продукт совместной деятельности 5 компонентов

1. Грунт
2. Животные и растительные организмы
3. Климат
4. Рельеф местности
5. Возраст территории.

Пахотные земли – 10% территории суши Земли, пастбища и сенокосы – 20%, остальные 70% - зоны холодного климата и непригодные для земледелия территории.

Почва участвует в формировании речного стока, а так же вследствие попадания в водоемы почвенных соединений является фактором их биопродуктивности.

Земля - единственная планета Солнечной системы.

Ежегодно теряется 7 млн га пахотных земель вследствие низкой культуры землепользования.

 

Мариинская впадина ©

Земляная кора©

 

Почва, точнее Земля, - единственная система, которая имеет почву©.

Нарушениями природной среды сопровождается добыча и переработка полезных ископаемых, это выражается в следующем:

1. Создание значительных по размерам карьеров и насыпей, что ведет к образованию техногенного ландшафта, сокращению земельных ресурсов, обеднению и уничтожению почв.
2. Осушение месторождений, водозабор для технических нужд горных предприятий, сброс шахтных и сточных вод истощает запасы подземных и поверхностных вод, ухудшает их качество.
3. Бурение, взрывание, погрузка горной массы вызывает ухудшение качества атмосферного воздуха.
4. Названные выше процессы, а также производственный шум способствуют ухудшению условий жизни и обитания и сокращению численности растений и животных, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
5. Горные выработки, извлечение полезных ископаемых, захоронение твердых и жидких отходов ведут к изменению массивов горных пород, затоплению месторождений, загрязнению недр.

Природные залежи транспортироваются©

 

Основные причины снижения площадей, пригодных для сельского хозяйства:

1. Эрозия (естественная и искусственная)
2. Загрязнение (промышленное, сельскохозяйственное, транспортное бытовое)
3. Отвод по строительство
4. Негативная хозяйственная деятельность (уничтожение лесов, выжигание растительности, изменение водного режима территорий).
5. Разработка земли для добычи полезных ископаемых.

Эрозия – разрушение почвы под воздействием воды, ветра и механическим путем. Ускоренная эрозия вызвана деятельностью человека.

По характеру уноса частиц почвы выделяют водную и ветровую эрозию. Водная эрозия заключается в переносе частиц почвы в ручьи, реки, моря, в результате чего смывается весь культурный слой. К водной эрозии относится и береговая эрозия. Ветровая эрозия – перемещение сухих частиц грунта.

Загрязнение почвы достигается промышленными предприятиями (горные выработки, тепловые электростанции на твердом топливе). В России полигонами твердых отходов занято около 7000 га земель.

Испытание подземного ядерного оружия в мирных целях ©.

Санкт Петербургск ©.

Классификация почв:

1. Тундровые глеевые
2. Торфяно-болотные
3. Подзолистые
4. Дерново-подзолистые
5. Болотно-подзолистые
6. Серо-лесные
7. Лугово-черноземные
8. Черноземы
9. Сероземы
10. Бурые пустынно-степные
11. Солонцы

Человек природе друг:

1. Насаждение лесополос
2. Создание различного рода перепашек (выравнивание ландшафта)
3. Создание зеленых терриконов.
4. Рекультивация (в то время пока космические корабли бороздят большой театр… … дорогостойкие ©…)

 

Загрязнение гидросферы

 

Площадь гидросферы составляет 71% от площади земной поверхности. Вода гидросферы находится в непрерывном круговороте: океан, атмосфера, суша, океан. Соленой воды: 97,2% общего объема воды на земле. Пресные воды составляют 2,8%, причем из них 0,36% имеются в легкодоступных местах. Большая часть пресной воды представлена ледниками – 2,15%. Суммарный сток рек России – примерно 40% мирового стока, но Россия – это 63% тундры и вечной мерзлоты.

 

 

Структура использования воды.

Выделяют три типа использования воды: водопользование (общее и специальное) и водопотребление.

Водопользование – использование водных объектов без применения сооружений, технических средств и устройств.

Общее водопользование может осуществляться гражданами и физическими лицами без необходимости лицензии: водный спорт, туризм, питье и т.п.

Специальное водопользование – использование водных объектов с применением сооружений, специальных средств и технических устройств.

Водопотребление – использование водных объектов, сопровождающееся забором воды для промышленности, сельского хозяйства и ЖКХ.

Основные потребители воды: ЖКХ (18%), промышленность (56%) и сельское хозяйство (26%); транспорт (1%).

 

 

Требования к качеству воды

1) Хозяйственно-питьевая вода должна соответствовать ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая» и СанПиН 2.1.4.599–96.

2) Основным требованием к поливной воде является недопущение засорения почв после испарения воды. Минерализация воды не должна превышать 1,5 г/л.

3) Энергетическая вода используется для нужд ТЭС, АЭС, котельных. Не должна вызывать коррозию металлов, вспениваться и образовывать накипь.

4) Охлаждающая вода используется многократно. Она не должна давать отложений в трубах и аппаратах, не должна содержать большого количества ионов железа, а так же органических веществ.

5) Качество технологической воды нормируется условиями ее применения.

Защита гидросферы

Для сохранения чистоты поверхностных водоемов применяют следующие методы:

1) Уменьшение количества сточных вод

1.1 Разработка и внедрение маловодных и безводных технологий (для охлаждения используют воздух и др. способы, когда вода устраняется)

1.2 Организация повторного водоснабжения с очисткой или без него (оно позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление воды)

2) Обеспечение надлежащего разбавления ПСВ (промышленные) и БСВ (бытовые)

3) Интенсификация процессов самоочищения

1 га тростника за сезон поглощает 5-6 тонн присутствующих в сточных водах вредных солей.

Искусственная аэрация с применением:

1) Барбодажный аэратор (воздуходувка с горизонтальной трубой на глубине около 1,5м с отверстиями…)

2) Механический заглубленный аэратор (система расположенных на понтонах вращающихся труб, заглубленных до 1 метра)

3) Механический поверхностный аэратор (система, разбрызгивающая воду в воздушном пространстве над водоемом)

4) Водослив через плотину в виде свободно падающего потока.

4) Очистка сточных вод. Методы очистки можно разделить:

a. Рекуперационные методы – предусматривают извлечение из сточных вод загрязняющих веществ.

b. Деструктивные – сточные воды подвергаются разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляются в виде газа или осадка.

Существуют следующие основные методы очистки:

· Механическая (самая простейшая) – удаляются нерастворенные крупнодисперсные примеси размером 20-100 мм. Основные способы:

а) Процеживание

б) Отстаивание

в) Фильтрование

г) Флотация. Происходит с применением добавок (ПАВы).

· Физико-химические методы

а) Коагуляция – добавка коагулянтов, позволяет образовать хлопья гидроксидов металлов, которые осаждаются под действием сил тяжести.

Флокуляция – добавление высокомолекулярных соединений – флокулянтов (крахмал, целлюлоза). Позволяет ускорить процесс очистки.

б) Ионный метод – основной метод обезсоливания воды на ТЭС и АЭС, очистки воды в химической и машиностроительной промышленности

в) Адсорбция

г) Ультрафильтрация – фильтрование через полупроницаемые мембраны (применяется для очистки растворенных веществ)

д) Электродиализ (как у Николая Растаргуева)

· Химические методы – связаны с расходом различных химических материалов, при этом загрязняющие вещества переводятся в нетоксичную или малотоксичную форму.

Основные способы:

а) Нейтрализация

б) Озонирование (очистка от соединений мышьяка, цианидов, ПАВ, красителей, обеззараживания воды)

в) Восстановление

· Биохимическая очистка – основана на способности использовать некоторых микроорганизмов использовать загрязняющие вещества сточных вод для своего питания.

Основные способы:

а) Поля орошения

б) Поля фильтрации

в) Биологические пруды – искусственно созданные сооружения, в которых очистка осуществляется под действием фито- и зоо- планктона.

г) Аэротэнты – очистка осуществляется под действием микроорганизмов активного ила.

д) Биофильтры

· Термические методы

Применяются для уничтожения опасных примесей и для очистки сильно минерализованных сточных вод

а) Огневой метод – распыление сточных вод в топочные газы (темп. более 1000*С)

б) Жидкофазное окисление – окисление кислородом воздуха при тема. 150-350 *С и давлении до 300 атм.

· Опреснительные установки

· Захоронение

а) Закачка в глубокие скважины

б) Пруды-накопители

в) Могильники радиоактивных отходов

 

Загрязнение атмосферы

Состав и строение атмосферы

В зависимости от температуры, плотности и состава атмосферу можно условно разделить на 5 слоев:

1) Тропосфера (0 – 11 км). 80% воздуха, температура на внешней границе: -56*С

2) Стратосфера (20 – 60 км). 19% массы атмосферы. На высоте 20-25 км располагается озоновый экран, поглощающий УФ излучение.

3) Мезосфера (60 – 80 км)

4) Термосфера (80 – 100 км)

5) Экзосфера (до 1600 км)

 

 

Разрушение озонового слоя

Стратосферный озон выступает как защита всего живого на Земле. Максимальная концентрация его расположена в слое 15 – 25 км. Весь озон атмосферы при конденсации превратился бы в пленку толщиной 3мм. Озон является составной частью атмосферы, влияющей на климат, и защищающий все живое на Земле от солнца.

Озон образуется в стратосфере под действием ультрафиолета из кислорода:

O₂ + hn = 2O

3O₂ = 2O₃

O₂ + O = O₃ (1)

O + O₃ = 2O₂ (2)

 

Следовательно, концентрация озона будет зависеть от скорости образования (1) и скорости разрушения.

Реакция разрушения озонового слоя:

CFCl₃ = CFCl₂

Cl + O₃ = ClO + O₂

 

В 1985г. подписана конвенция об охране озонового слоя. С декабря 2000 г. в России прекращен выпуск хлор-, фтор- углеводов.

 

 

Защита атмосферы

Все методы защиты атмосферы подразделяются на активные и пассивные. К активным методам – создание замкнутых безотходных производств.

Пассивные методы.

1) Ограничение выбросов

1.1 Усовершенствование топлива или его замена другим

1.2 Предварительная очистка сырья материала топлива от летучих примесей

1.3 Повышение роли безотходных источников энергии

2) Рассредоточение локализации атмосферных выбросов

2.1 Рассредоточение выбросов

2.2 Локализация и централизация выбросов

2.3 Рассеивание выбросов

3) Устройство санитарно-защитных зон

 

Атмосфера.

В зависимости от температуры, плотности и состава атмосферу разделяют на 5 слоев:

1. Тропосфера (11км).
2. Стратосфера (40км). Здесь происходит поглощающее ультрафиолетовое излучение солнце ©.
3. Мезосфера (до -90⁰С)
4. Какая-то сфера
5. Экзосфера.

Выбросы в атмосферу:

1. Парогазовые (пыль, дым и др.)
2. Аэрозоли

Основными компонентами выбросов являются:

1. Твердые взвешенные частицы
2. Диоксид серы
3. Оксид углерода

Основными промышленными источниками загрязнения воздушного бассейна являются:

1. ТЭС (30%)
2. Черная металлургия (25%)
3. Предприятия нефтехимии (16%)
4. Цветная металлургия (11%)
5. Стройматериалы (8%)
6. Химия (1,5%)

Основные формы антропогенного воздействия на атмосферу:

1. Потребление атмосферного топлива для производственных нужд.
2. Использование воздушного пространства для строительства сооружений и нужд авиационного транспорта.

Смоги (атмосферное явление, представляющее собой смесь дыма сажи и диоксида серы):

1. Восстановительный.

Условия возникновения смога: рано утром, температура около 0⁰С, высокая влажность, штиль.

1. Окислительный (фотохимический). Наличие диоксида азота. В результате получаются формальдегиды, кислоты и озон. Условия: около полудня, температура около 32, очень низкая влажность.

Защита атмосферы.

1. Активные методы
1. Экологизация технологических процессов

i. Создание замкнутых технологических циклов

ii. Создание малоотходных технологий

1. Пассивные методы
1. Ограничение выбросов

i. Усовершенствование топлива

ii. Предварительная очистка сырья, материалов и выбросов.

iii. Повышение роли безотходных источников энергии

1. Рассредоточение локализации рассеяния выбросов.

 

Инженерная защита атмосферы

 

Защита атмосферы

Все методы защиты атмосферы подразделяются на активные и пассивные. К активным методам – создание замкнутых безотходных производств.

Пассивные методы.

4) Ограничение выбросов

1.4 Усовершенствование топлива или его замена другим

1.5 Предварительная очистка сырья материала топлива от летучих примесей

1.6 Повышение роли безотходных источников энергии

5) Рассредоточение локализации атмосферных выбросов

2.1 Рассредоточение выбросов

2.2 Локализация и централизация выбросов

2.3 Рассеивание выбросов

6) Устройство санитарно-защитных зон

 

 

Очистка выбросов

 

Оборудование бывает сухим и мокрым.

Сухие аппараты.

 

Достоинства:

1) Температура выбросов может достигать 500 градусов, что позволяет утилизировать тепло газов.

2) При выбросе горячих газов увеличивается их рассеивание в атмосфере

3) Отсутствует потребление воды, и нет сточных вод!

4) Позволяет возвратить уловленную пыль в производство (сахар, перец, сухое молоко, драгоценные металлы)

 

Недостатки:

1) Возможна конденсация паров на стенках аппарата, что приводит к коррозии и к образованию трудноудаляемых отложений пыли.

2) Сложности с удалением уловленной пыли, возможно вторичное загрязнение.

 

В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения.

Гравитационное осаждение

ЗГ

ОГ

пыль

КДП = 75% d > 50 мкм

 

Инерционное осаждение

ЗГ

ОГ

пыль

КПД = 58% d > 25 мкм

Фильтры способны задерживать частицы пыли, диаметр которых > 0.3 мкм. Промышленные фильтры бывают зернистые и тканевые.

Тканевые фильтры бывают рукавные и рамочные. Рукавные выполняются из лавсана, шерсти, стекловолокна, металлических тканей.

Зернистые фильтры подразделяются насадочные и жесткие пористые. Насадочные – свободно насыпанные зернистые материалы (песок, галька, шлак, древесная стружка). К жестким фильтрам относят керамику, металлы, спрессованную металлическую стружку.

Электрофильтры – наилучший вариант. Принцип – ионизация газов в зоне коронного разряда и осаждение пыли на осудительных электродах.

 

 

Аппараты мокрой очистки

 

Газопромыватели

Достоинства:

1) Возможность использовать для очистки до 0,1 мкм.

2) Конструктивно они проще аппаратов сухой очистки

3) Простота удаления шлама

4) Степени очистки выше вследствие контакта с водой

5) Незаменимы при очистке от взрывоопасных и горючих газов

 

Недостатки:

1) Потребление воды и образование сточных вод, которые надо очищать

2) Газы после очистки холодные и влажные, плохо рассеиваются в атмосфере

3) Коррозия аппарата

 

 

Полые форсунчатые скрубберы

ЗГ

H2O

Шлам

ОГ

d > 2–10 мкм

КПД = 99%

 

 

Насадочные скрубберы

 

ЗГ

H2O

Шлам

ОГ

 

Больше контакт частиц пыли с водой, больше степень очистки. Но больше загрязняются насадки.

 

Методы очистки

 

Адсорбция – селективное поглощение примесей твердыми и пористыми поглотителями. Применяют активированный уголь, глинозем, силикагель.

Абсорбция – поглощение примесей в газах жидким поглотителем (абсорбентом). Известен и обратный процесс – десорбция – выделение поглощенных жидкостью газов. Самый простой абсорбент – это вода, так же применяется этиловый спирт.

Термическое обезвреживание выбросов – окисление токсичных компонентов выбросов до менее токсичных.

Термическому окислению подвергаются в основном пары летучих органических материалов, которые не выгодно очищать другими методами, а так же дурно пахнущие газы. Обезвреживание может осуществляться прямым или каталитическим сжиганием. При прямом сжигании газообразные выбросы экономически выгодно сжигать не отдельно, а совместно с твердыми или жидкими горючими отходами. Температура процесса: 900–1000*С

Биохимическая очистка – разложение неприятно пахнущих веществ в газах микроорганизмами. Для очистки применяют биофильтры и биоскрубберы.

Очистка радиоактивных выбросов. Выбросы могут быть слабоактивыми, они не очищаются. Среднеактивные очищаются в камерах выдержки, сильноактивные – углем (но потом возникает проблема утилизации угля).

 

Защита атмосферы.

1. Активные методы
1. Экологизация технологических процессов

i. Создание замкнутых технологических циклов

ii. Создание малоотходных технологий

1. Пассивные методы
1. Ограничение выбросов

i. Усовершенствование топлива

ii. Предварительная очистка сырья, материалов и выбросов.

iii. Повышение роли безотходных источников энергии

1. Рассредоточение локализации рассеяния выбросов.

 

Очистка выбросов от пыли и аэрозолей.

Для очистки применяются сухие и мокрые пылеуловители, в большинстве случаев предпочитают сухие пылеуловители.