Защита среды обитания от выбросов в атмосферу

Содержание.

Введение…………………………………………………………………………                      ...3

1.Защита  среды обитания от выбросов  в атмосферу………………………                        …..4

2.Защита гидросферы от  стоков……………………………………………                      …….6

3.Защита почвы от загрязнения……………………………………………                      ….  ...9

Заключение……………………………………………………………………….                      14

Библиографический список……………                                                                              …..16

Введение.

Среда обитания – окружающая человека среда, обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство.

Основная мотивация человека в его взаимодействии со средой обитания направлена на решение, как минимум, двух основных задач:

- обеспечение своих потребностей  в пище, воде и воздухе;

- создание и использование  защиты от негативных воздействий  среды обитания.

В системе «человек - среда  обитания» происходит непрерывный  обмен потоками вещества, энергии  и информации. Это происходит в  соответствии с законом сохранения жизни Ю.Н. Куражковского: «Жизнь может  существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации».

Потоки веществ, энергии  и информации имеют естественную и антропогенную природу, они  во многом зависят от масштабов преобразующей  деятельности человека и от состояния  среды обитания.

Человек и окружающая его  среда гармонично взаимодействуют  и развиваются лишь в условиях, когда потоки вещества, энергии и  информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком  и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или окружающую среду.

Изменяя величину любого потока от минимального до максимально возможного значения, можно пройти ряд характерных  состояний взаимодействия в системе  «человек - среда обитания»:

- комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным  условиям взаимодействия: создают  оптимальные условия деятельности  и отдыха; предпосылки для проявления  наивысшей работоспособности и  как следствие продуктивности  деятельности; гарантируют сохранение  здоровья человека и целостности  компонент среды обитания;

- допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и  среду обитания, не оказывают  негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту,  снижая эффективность деятельности  человека. Соблюдение условий допустимого  взаимодействия гарантирует невозможность  возникновения и развития необратимых  негативных процессов у человека  и в среде обитания;

- опасное, когда потоки  превышают допустимые уровни  и оказывают негативное воздействие  на здоровье человека, вызывая  при длительном воздействии заболевания,  и/или приводят к деградации  природной среды;

- чрезвычайно опасно, когда  потоки высоких уровней за  короткий период времени могут  нанести травму, привести человека  к летальному исходу, вызвать  разрушения в природной среде.

Из четырех характерных  состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно  опасное) - недопустимы для процессов  жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий  и информации.

На протяжении многих веков  среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так, продолжалось до середины XIX века - начала активного роста  воздействия человека на среду обитания.

В XX веке на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, а  в ряду случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали:

- высокие темпы роста  численности населения на Земле  (демографический взрыв) и его  урбанизация;

- рост потребления и  концентрации энергетических ресурсов;

- интенсивное развитие  промышленного и сельскохозяйственного  производства;

- массовое использование  средств транспорта;

- рост затрат на военные  цели и ряд других процессов.

Человек и окружающая его  среда (природная, производственная, городская, бытовая и другие) в процессе жизнедеятельности  постоянно взаимодействуют друг с другом. При этом жизнь может  существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации.

Человек и окружающая его  среда гармонично взаимодействуют  и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и  информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком  и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека иили природную среду. В естественных условиях такие воздействия наблюдаются  при изменении климата и стихийных  явлениях.

В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены ее элементами (машины, сооружения и тому подобное) и действиями человека. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно  пройти ряд характерных состояний  взаимодействия в системе «человек - среда обитания»: комфортное (оптимальное), допустимое (приводящее к дискомфорту  без негативного влияния на здоровье человека), опасное (вызывающее при  длительном воздействии деградацию природной среды) и чрезвычайно  опасное (летальны исход и разрушение природной среды).

Из четырех характерных  состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно  опасное) - недопустимы для процессов  жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

1.Защита среды обитания от  выбросов в атмосферу.

Мероприятия по охране атмосферного воздуха условно  можно разделить на следующие  группы: экологизация технологических  процессов, очистка пылегазовых  выбросов, архитектурно-планировочные  и инженерно-организационные мероприятия.

Методы очистка пылегазовых выброов.

Для очистки  газов от пыли применяют сухие, мокрые и электрические способы.

Сухие способы основаны на отделении пылеватых частиц от газового потока с помощью специального оборудования: пылеосадительных камер, циклонов, фильтров (тканевых, волокнистых, зернистых).

Мокрые способы очистки основаны на поглощении пыли водой, которая разбрызгивается форсунками или подается непрерывно против запыленного потока воздуха. При этом образуется большое количество сточных вод, которые должны подвергаться очистке.

Электрические способы применяют для улавливания цементной, гипсовой, угольной пыли. Основой процесса очистки является ионизация пылевидных частиц под воздействием электрического поля. Заряженные частички оседают на поверхность электрода с противоположным электрическим зарядом и удаляются с электродов путем встряхивания.

Очистка выбросов от газов осуществляется различными методами:

Метод абсорбции заключается в пропуске газового потока через жидкие растворы минеральных или органических веществ. Загрязнители реагируют с этими веществами и выпадают в осадок. Например, для очистки газового потока от диоксида серы применяют известковое молоко, от сероводорода – раствор солей кальцинированной соды и мышьяка и т. д.

Метод адсорбции заключается в пропуске газового потока через твердый пористый материал, который поглощает газовые загрязнители. В качестве адсорбента используется активный уголь, известняк. Достоинства этого способа – высокая степень очистки, недостаток – газы должны быть сухими и не содержать в своем составе пыль.

Биохимические способы основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Эти методы применяют для очистки газов постоянного состава. При частом изменении газового состава микроорганизмы не успевают адаптироваться к новым веществам. При этом способе очистки газовый поток пропускают через водную суспензию активного ила (активный ил – коллоидная масса минерального и органического состава, богатая микроорганизмами), почву, торф, компост.

Выбор метода очистки осуществляют на основе технико-экономических расчетов.

Архитектурно-планировочные мероприятия - комплекс приемов, включающих, выбор площадки для строительства промышленного предприятия, взаимное расположение предприятия и жилых кварталов, взаимное расположение цехов предприятия, организацию санитарно-защитных зон, устройство зеленых зон.

Промышленные  предприятия должны быть расположены  на ровном, возвышенном, хорошо проветриваемом месте, с подветренной стороны от жилых массивов. Цехи, выделяющие наибольшее количество загрязняющих веществ, следует  располагать на краю производственной территории со стороны, противоположной  жилому массиву. Взаимное расположение цехов должно быть таким, чтобы при  направлении ветра в сторону  жилых кварталов их выбросы не объединялись.

Промышленные  предприятия должны быть отделены от жилых районов санитарно-защитной зоной (СЗЗ).

Размеры СЗЗ  устанавливают по нормативам в зависимости  от вредности и мощности предприятия  в пределах от 50 до 1000 м. Нормативные  размеры санитарно-защитных зон:

Класс опасности предприятия. Размер СЗЗ, м

1 - 1000

2 - 500

3 - 300

4 - 100

5 - 50

СЗЗ нельзя рассматривать  как резервную территорию и использовать ее для расширения промышленной площадки. На территории СЗЗ допускается размещение объектов более низкого класса вредности, чем основное производство – складов, гаражей, автостоянок и т.д. Территория СЗЗ должна быть благоустроена и  озеленена, растения, используемые для  озеленения, должны быть эффективными в санитарном отношении и достаточно устойчивыми к загрязнению атмосферы  и почв. При проектировании озеленения СЗЗ следует отдавать предпочтение созданию смешанных, древесно-кустарниковых  насаждений, обладающих большой биологической  устойчивостью и высокими декоративными  достоинствами по сравнению с однородными посадками.

Инженерно-организационные мероприятия – снижение  интенсивности движения транспорта, увеличение высоты труб, повышение скорости движения газов по этим трубам, что приводит к большему рассеивающему эффекту.

Для снижения интенсивности движения автотранспорта устраивают объездные и окружные дороги вокруг городов и населенных пунктов, устройство развязок  пересечений дорог на разных уровнях, организация на основных магистралях движения по типу “зеленая волна”.

Увеличение высоты дымовых труб. Чем выше труба, тем лучше рассеивание пылегазовых выбросов в атмосфере. Необходимо отметить , что рассеивание вредных веществ в атмосфере является временным, вынужденным мероприятием, вызванным отсутствием методов очистки некоторых загрязнителей, а также тем, что существующие очистные аппараты не обеспечивают 100% очистку. Строительство высоких труб не решает проблему загрязнения, а переадресовывает свои загрязнения другим регионам. Самая высокая в мире дымовая труба высотой более 400м построена на медно-никелевом комбинате в Канаде. В нашей стране не рекомендуется строительство труб высотой более 150 м.

Повышение скорости движения в дымовой трубе способствует улучшению рассеивания дымовых газов.

2.Защита гидросферы  от стоков.

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных  вод от промышленных предприятий  и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности  водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается  содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды  и др.); изменяется качественный и  количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для  технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное  значение и т.д.

Общие условия выпуска  сточных вод любой категории  в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью  и характером водопользования. После  выпуска сточных вод допускается  некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни  и на возможности дальнейшего  использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных  целей.

Наблюдение за выполнением  условий спуска производственных сточных  вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями  и бассейновыми управлениями.

Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования устанавливают  качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому  виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника  для централизованного или нецентрализованного  хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения  предприятий пищевой промышленности; ко второму виду - участки водоемов, используемые для купания, спорта и  отдыха населения, а также находящиеся  в черте населенных пунктов.

Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования  проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.

Приведенные в правилах нормативы  качества воды водоемов относятся к  створам, расположенным на проточных  водоемах на 1 км выше ближайшего по течению  пункта водопользования, а на непроточных  водоемах и водохранилищах на 1 км в  обе стороны от пункта водопользования.

Большое внимание уделяется  вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов  морей. Нормативы качества морской  воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся  к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, обще санитарному и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.

Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения  в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических  систем. В результате процессов превращения  загрязняющих водоемы веществ, протекающих  под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут  образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих  отрицательно влияние на качество воды.

Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных  гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного  объекта. В связи с тем, что  в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться  специфические загрязнения, их спуск  в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые  в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать  разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать  вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и  растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные  смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке  сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие  этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого  сбрасываться в городскую водоотводящую  сеть.

Методы очистки  сточных вод.

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с  ними. В наш индустриальный век  в связи с резким увеличением  отходов водоемы уже не справляются  со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать  их.

Очисткой сточных вод  называется их обработка с целью  разрушения или удаления из них вредных  веществ. Методы очистки можно разделить  на механические, химические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода, в каждом конкретном случае, определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой  степени очистки они могут  дополняться сооружениями биологической  либо физико-химической очистки, а при  более высоких требованиях в  состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед  сбросом в водоем очищенные сточные  воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или  избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные  воды могут направляться в оборотные  системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.

Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных  примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании  может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются  для регулирования состава и  расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных  стоков.

Первичные отстойники применяются  для выделения из сточных вод  взвешенных веществ, которые под  действием гравитационных сил оседают  на дно отстойника, или всплывают  на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л  применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные  резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и  нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Из физико-химических методов чаще всего применяются коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д., а также электролиз. Электролиз заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ при протекании электрического тока. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях – электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности.

Сточные воды очищают также  с помощью ультразвука, озона, ионно-обменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала  себя очистка путем хлорирования.

Биологический метод - широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Используются различные  типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и аэротеки.

В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии (не слипающиеся в хлопья) омолаживают бактериальную массу ила.

Перед биологической очисткой сточные воды подвергают механической очистке, а после биологической (для  удаления болезнетворных бактерий) и  химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для  дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.). Биологический  метод дает лучшие результаты при  очистке коммунально-бытовых отходов, а также отходов предприятий  нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производства искусственного волокна.

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) совместно  с исследователями из Международного университета штата Флорида (Майами) и Университета Майами разрабатывают  способ уничтожения вредных жидких отходов с использованием электронного ускорителя. В ходе экспериментальных  исследований на заводе по обработке  городских отходов в округе Дейд (штат Флорида) проводилось облучение  тонкого слоя падающей загрязненной воды (при расходе 380 л/мин) с помощью  сканирующего электронного луча. При  этом разрушались такие опасные  загрязняющие вещества, как бензол, трихлорэтилен и фенол.

С целью уменьшения загрязнения  гидросферы желательно вторичное использование  в замкнутых ресурсосберегающих, безотходных процессах в промышленности, капельное орошение в сельском хозяйстве, экономное использование воды в  производстве и в быту.

3.Защита почвы  от загрязнения.

Почва - основной компонент  наземных экосистем, который образовался  в течение геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Как сложный биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических  систем биосферы.

Важным свойством почв является их плодородие. Благодаря  нему почвы являются основным средством  производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение  их плодородия, - непременное условие  дальнейшего экономического прогресса  общества.

Загрязнение почвы - это попадание  в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского  хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий  в размерах, которые превышают  их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом  круговороте грунтовых экологических  систем.

Охрана почв от загрязнения неорганическими отходами и выбросами.

Нагромождение твердых отходов  и выбросов на заселенных площадях - неминуемый результат современной  цивилизации. Это могут быть минеральные  отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и  сельские отходы, выбросы и мусор. Доказано, что в настоящее время  каждый обитатель Земли ежедневно  производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора, а все население земного шара - 8-16 млн. т/сутки, или приблизительно 3-6 млрд., т/год. Предусматривается, что в ближайшее время твердые отходы и выбросы от производства и потребления достигнут 15 млрд., т/год. Отвалы промышленных отходов занимают значительные площади, которые становятся непригодными для использования, причем они размещены так нерационально, что иногда составляют серьезную угрозу для населения.

В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических процессов: метали, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки  отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так  далее. К ним также принадлежат  отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное. Обнаружено, что в случае загрязнения почв промышленными выбросами происходит выделение углекислоты в течение  всего вегетационного периода, а, следовательно, и ослабление интенсивности биологических  процессов. Об этом, прежде всего, свидетельствуют  изменения численности микроорганизмов  в случае загрязнения почв и ослабления их ферментативной активности. В результате загрязнения почв фенольными соединениями изменяется их структура, разрушаются  некоторые минералы, образовывая  с металлами, которые содержатся в них, соединения. Все это негативно  влияет на жизнедеятельность грунтовой  микрофлоры и растений, на ферментативную активность почв и их плодородие. Почва  поддается значительному загрязнению  из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Например, теплоэнергетические станции  являются источником загрязнения почв угольной пылью, золой, дымом и некоторыми токсичными твердыми частицами, газами (SO2, SO3, H2S, NO2), некоторыми циклическими углеводами, фтористыми и мышьяковыми  соединениями; черная металлургия - рудной и железистой пылью, окислами железа, марганца, мышьяка, золы, сажи, SO2, SO3, NH3, H2S, соединениями свинца; транспорт - углеводами, натрием, свинцом, угольной пылью, золой, SO2, SO3, H2S и так далее.