Основные направления инженерной защиты окружающей среды
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
1. НЕОБХОДИМОСТЬ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ В РОССИИ………………………………………………………………
1.1. Экологические проблемы атмосферы…………………………………...….5
1.2. Состояние гидросферы
и её структура как природного
ресурса……………………………………………………………
1.3. Последствия антропогенного воздействия на литосферу………………..13
2. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ
2.1. Методы защиты атмосферы…………………
2.2. Основные пути и
методы очистки сточных вод.………
2.3. Защита литосферы от
техногенных воздействий…………………
3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
ИНЖЕНЕРНЫХ МЕТОДОВ И
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………...35
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. XXI век – век информации и технологий. Развивается наука, развивается все человечество, растут города, роботы заменяют людей, появляются все новые технологии. Проблема защиты окружающей среды является одной из важнейших проблем на сегодняшний день. Современная экологическая обстановка на планете характеризуется сосредоточением огромного количества техногенных источников.
Рост производства сопровождается широкомасштабными разрушениями природных систем и интенсивным загрязнением окружающей среды, что наносит огромный ущерб природе и обществу.
Человеческая промышленная, сельскохозяйственная, бытовая деятельность проявляет себя во все большей мере во всех геосферах: атмосфере, гидросфере, литосфере. Так, в 1990г. В Российской Федерации выбросы вредных веществ в атмосферу составили 65 млн. тонн, в том числе 21 млн. тонн – от автомобильного транспорта, сброс загрязненных стоков в водоемы составил 27,8 млрд. кубических метров, нарушено 119 тыс. га земель. В последующий период в стране произошло ощутимое снижение экологической нагрузки на окружающую среду из-за уменьшения выпуска промышленной и сельскохозяйственной продукции – в связи с трудностями перехода к рыночной экономике. Но и в условиях экономической депрессии на один квадратный километр территории Российской Федерации в течение года только от стационарных источников выбрасывается более тонны загрязнителей, а на каждого жителя страны 160 кубических метров загрязненных стоков, сбрасываемых в водоемы.
Сегодня в мире производства,
технологий, информации стоит задача
рационального использования
Актуальность темы курсовой работы определяется, на наш взгляд, тем, что она охватывает большой круг вопросов, касающихся основных направлений инженерной защиты окружающей среды. С другой стороны актуальность темы исследования обусловлена практической значимостью инженерной защиты окружающей среды.
Цели и задачи исследования. Целью исследования является анализ различных методов защиты окружающей среды и ее компонентов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть основные проблемы экологического состояния компонентов окружающей среды и последствия антропогенных воздействий на окружающую среду;
- охарактеризовать основные методы и технические средства защиты окружающей среды;
- изучить перспективы развития инженерных методов защиты основных компонентов окружающей среды;
Объект и предмет исследования. Объектом исследования работы является экологическое состояние окружающей среды. Предметом данной работы является анализ средств и направлений инженерной защиты окружающей среды, с целью снижения интенсивности антропогенных воздействий.
Применяемые методы исследования. В процессе выполнения работы применялись такие методы, как анализ библиографических источников, в том числе монографии, учебно-методическая литература и интернет источники.
Структура работы. Курсовая работа изложенная на 36 стр. компьютерного текста, включает введение, три главы, заключение и список используемых источников, включающий 14 наименований и 1 сайт Интернет- ресурсов.
- НЕОБХОДИМОСТЬ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В РОССИИ
1.1. Экологические проблемы атмосферы
Значительным источником
Размеры воздушного океана, окружающего нашу планету, колоссальны, его вес составляет около 5 тыс. трлн т; на каждого жители земного шара приходится по 2,5 млн т воздуха. Первостепенную важность для жизни человека имеет сохранение кислородного равновесия, особенно в районах, где наблюдаются серьезные нарушения экологического равновесия. За последние 100 лет уничтожено 245 млрд т кислорода, а вместо него в атмосферу поступило 360 млрд т углекислого газа [ 3 ].
В общем количестве выбросов вредных веществ атмосферу над территорией России доминируют выбросы от стационарных источников (промышленность ТЭЦ и др.). Они же преобладают и в крупных промышленных центрах (Кривой Рог, Магнитогорск, Новокузнецк, Нижний Тагил), где значительную долю выбросов в атмосферу дает и автотранспорт. В России составлен перечень городов (на 1991 г.) по количеству выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников . Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу над территорией России в 1991 г. составил 53 млн т, из них выбросы от стационарных источников — 32 и от автотранспорта — 21 млн т. Контроль за загрязнением атмосферы ведется в 334 городах и охватывает все города с населением более 100 тыс. чел. и с крупными промышленными предприятиями.
Загрязнение атмосферы
Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн. т.
б) Сернистый ангидрид. Выделяется
в процессе сгорания серо-содержащего
топлива или переработки
в) Сероводород и сероуглерод.
Поступают в атмосферу
г) Оксиды азота. Основными
источниками выброса являются предприятия,
производящие; азотные удобрения, азотную
кислоту и нитраты, анилиновые красители,
нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.
Количество оксидов азота, поступающих
в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.
д) Соединения фтора. Источниками загрязнения
являются предприятия по производству
алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали,
фосфорных удобрений. Фторосодержащие
вещества поступают в атмосферу в виде
газообразных соединений.
Радиоактивные вещества относятся к особо опасным для людей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения. К ним относятся:
• экспериментальные взрывы атомных, водородных и нейтронных бомб, различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия, атомные реакторы и электростанции;
• предприятия, где используются радиоактивные вещества;
• станции по дезактивации радиоактивных отходов;
• хранилища отходов атомных предприятий и установок;
• аварии или утечки на предприятиях, где производится и используется ядерное топливо.
Естественные источники
Радиоактивное загрязнение в
той или иной степени
Самый крупный из них — так называемая Чернобыльская зона, пораженная радиацией вследствие аварии на Чернобыльской АЭС (1986), расположенной на Украине. Радиоактивные вещества распространились на большие расстояния (до 2 тыс. км), охватив Россию, Белоруссию, часть Восточной и Западной Европы. В целом по России последствиями этой аварии затронуто 14 областей (от Брянской до Ульяновской) и одна республика (Мордовия).
Второй большой регион радиоактивного загрязнения — Свердловская, Челябинская и Курганская области, испытывающие влияние Восточно-Уральского радиоактивного следа как следствия аварий и деятельности реакторов на данной территории. Общая зараженная площадь здесь составляет около 4 тыс. км .
Третий регион расположен на Крайнем Севере, на Новой Земле, где загрязненность территории превышает значения, характерные для аналогичных земель Гренландии или Аляски, в 2—3 раза из-за проводившихся здесь с 1955 г. испытаний ядерного оружия.
Аэрозольное загрязнение атмосферы. Из естественных и антропогенных источников в атмосферу ежегодно поступают сотни миллионов тонн аэрозолей. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. К естественным источникам относят пыльные бури, вулканические извержения и лесные пожары. Газообразные выбросы (например, SO2) приводят к образованию в атмосфере аэрозолей. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава.
Загрязнение атмосферы
При оценке шумового загрязнения используются нормативы предельно допустимого уровня шума (в децибеллах) и предельно допустимая шумовая характеристика машин и механизмов. Основной массовый источник шумового загрязнения — транспорт, в первую очередь автомобильный. В условиях шумового дискомфорта в настоящее время живет 35 млн чел., или 30% городского населения. Ориентировочно, 3—5 млн чел. в Российской Федерации подвержены воздействию шумов от авиатранспорта, так как воздушные трассы из более 300 аэропортов проходят над населенными пунктами, а большая часть эксплуатируемого в России парка воздушных судов не удовлетворяет современным требованиям по шумовым характеристикам.
Электромагнитное загрязнение
1.2. Состояние гидросферы и её
структура как природного
Последние десятилетия
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения. Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов [ 15 ].
По источнику загрязнений
Сельскохозяйственные загрязнения водоемов обусловлены использованием ядохимикатов для подавления вредителей и болезней растений, сорняков. Эти химикаты смываются с больших территорий и неизбежно оказываются в водоемах. Кроме того, большие массы загрязнений поступают в водные объекты от животноводства.
Бытовые сточные воды связаны с жизнедеятельностью городов и населенных пунктов. Это в основном бытовые стоки, содержащие фекалии, микроорганизмы, в том числе патогенные.
Атмосферные воды содержат
Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое, химическое, бактериальное, радиоактивное, тепловое.
К основным источникам загрязнения природных вод относятся сточные воды промышленных и коммунальных предприятий. Среди первых – это отходы производства при разработке рудных и других ископаемых, отходы древесины при обработке и заготовке лесных материалов, первичная обработка льна и других культур, сбросы водного и железнодорожного транспорта.
Еще одним крупным загрязнителем водоисточников с применением поверхностно-активными веществами (ПАВ) стала нефтедобывающая промышленность, широко использующая в своих технологических процессах эти синтетические вещества. Так, ПАВ нужны для улучшения технологии бурения нефтяных и газовых скважин, для борьбы с отложениями парафина, коррозией оборудования.
Особое место среди объектов, загрязняющих гидросферу, занимает химическая промышленность со всеми примыкающими к ней отраслями в промышленно развитых странах. Быстрое развитие химической промышленности отражает зримые, общемировые проблемы ее развития. Среди стран мира, располагающих мощной химической промышленностью, в первом ряду находятся США, Россия, Великобритания, Германия, Франция, Япония, США.
Сложные проблемы защиты естественных водоемов от загрязнения связаны с промышленными стоками нефтехимических и химических предприятий. Особенно опасные для водоемов фенолы все чаще появляются в стоках предприятий этих отраслей. Попадая в водоем, фенол покрывает поверхность воды флюоресцирующей пленкой, нарушая естественные биологические процессы и равновесие экосистем. Автомобильный бензин и соляровое масло даже в малых концентрациях – 0,01 мг/л - делают воду непригодной для питья, точнее 1 мг этих веществ при поступлении в водоем делает непригодным 10 л воды.
Особенностью коммунальных сточных вод является их бактериальное загрязнение, при котором в 1 мм3 воды могут содержаться десятки миллионов болезнетворных бактерий. Природная вода, загрязненная такими сбросами, совершенно непригодна для водоснабжения населения. Она содержит бактерии и вирусы, возбудители опасных болезней, которые способствуют вспышкам различных инфекционных заболеваний, таких, как холера, дизентерия, паротит, инфекционный вирусный гепатит, туляремия и др.
С бытовыми сточными водами могут поступить в природные водоемы и синтетические моющие средства.
Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества. Опасность, непосредственно угрожающая здоровью человека, связана также со способностью некоторых ядовитых веществ в течение длительного времени сохранять активность. Ряд из них, как ДДТ, ртуть, не говоря уж о радиоактивных веществах, могут накапливаться в морских организмах и по питательной цепочке передаваться на большие расстояния. Хлорированные углеводороды, широко применяемые в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан.
Тепловые загрязнения связаны
в основном с отводом
Россия обладает одним из
- Последствия антропогенного воздействия на литосферу
Человек существует в определенном пространстве, и основной составляющей этого пространства служит земная поверхность - поверхность литосферы. Литосфера – это каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы). Верхняя часть литосферы в настоящее время подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. Основные значимые составляющие литосферы: почвы, горные породы и их массивы, недра. Причины нарушения верхних слоев земной коры:
-добыча полезных ископаемых;
-захоронение бытовых и промышленных отходов;
-проведение военных учений и испытаний;
-внесение удобрений;
-применение пестицидов.
В процессе преобразования литосферы человек извлек 125 млрд. т угля, 32 млрд. т нефти, более 100 млрд. т других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га. При этом лишь 1/3 часть всей извлекаемой горной массы вовлекается в оборот, а используется в производстве 7 % объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах [ 4 ].
Все то, что человек добывает, производит, выращивает, потребляет, в конце концов, превращается в отходы. Часть из них удалятся вместе со сточными водами, другая часть в виде газов, паров и пыли попадает в атмосферу, но большая часть выбрасывается в виде твердых отходов. Каждый житель планеты «производит» ежедневно до 1,5 кг мусора.
Количество твердых бытовых
Особое место занимает проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО). Значимость этой проблеме придает то обстоятельство, что от эффективности этого процесса во многом зависит санитарное состояние практически всех населенных территорий, особенно городов. Для планирования переработки ТБО нужно знать их состав. Задача непростая, так как содержание компонентов различается по городам и характеризуется довольно интенсивной динамикой изменения состава во времени. В среднем в городах нашей страны основные составные части ТБО таковы (в % по массе): бумага - 30...40%, пищевые отходы - 30...40%, металлы - 2...4%, дерево - 1,5...3,0%.
Как утверждают специалисты, в
начале двадцатого века в
Твердых отходы загрязняют все геосферы Земли. Например, насыщенные разнообразными химическими соединениями воды золо-шлаковых отвалов при весеннем половодье или в результате сильных ливней могут быть сброшены в водоемы, а отвалы отходов обогащения урановых руд являются источниками значимого радиоактивного фона на больших территориях. Но самый большой вклад твердые отходы вносят в загрязнение литосферы. Достаточно напомнить о том, что при размещении твердых отходов на постоянное или временно хранение отчуждаются значительные территории с достаточно развитой инфраструктурой, пригодной для развития производств или жилой зоны.
Источники загрязнения
Наиболее интенсивное техногенное воздействие на литосферу происходит в двух направлениях: изменение и гибель ландшафтов, а также загрязнение и деградация почв.
Ландшафт -природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, климат, вода, растительность, животные) взаимосвязаны. Ландшафты непрерывно развиваются под действием антропогенных и природных факторов. На примере ландшафтов - аналогов экосистем — можно проследить техногенные влияния на литосферу.
Почва - важнейший элемент наземной экосистемы и литосферы, продукт взаимодействия биоты и залегающих пород. Биомасса животных, располагаемых в почве, составляет до 80% от их общей биомассы. Последствия технического воздействия человека на почву, ее состав внушительны по масштабам и могут привести к тяжелым последствиям [ 7 ].
Загрязнение почвы происходит и от выброса промышленных отходов в атмосферу. Химические вещества попадают в почву с осадками и служат причиной ее химического загрязнения. Вследствие этого нарушается химизм почвы, ее кислотность, почва теряет плодородие, растения плохо развиваются или гибнут. Почва загрязняется также при неразумном применении ядохимикатов. Устойчивые гербициды, инсектициды и другие ядохимикаты, накапливаясь в почве, способствуют химическому ее загрязнению и вызывают гибель почвенных организмов. Накопление ядохимикатов и гибель почвенных организмов сказываются на почвообразовательных процессах и снижают плодородие почвы.
В результате воздействия естественных и антропогенных причин происходит деградация почвенного покрова, т. е. постепенное ухудшение свойств почв, вызываемое изменением условий почвообразования в результате естественных причин или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение и т.п.) и сопровождаемое уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия [ 3 ].
- МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
2.1. Методы защиты атмосферы
Для очистки газов от вредных газообразных примесей используют две группы методов — некаталитические и каталитические. Методы первой группы основаны на выведении примесей из газообразной смеси с помощью жидких абсорберов) и твердых (адсорберов) поглотителей. Методы второй группы заключаются в том, что вредные примеси вступают химическую реакцию и превращаются в безвредные вещества поверхности катализаторов. Еще более сложный и многоступенчатый процесс представляет собой очистка сточных вод.
Все известные методы и средства защиты атмосферы от химических примесей можно объединить в три группы.
В первую группу входят
Для снижения мощности
- замену менее экологичных видов топлива экологичными;
- сжигание топлива по специальной технологии;
- создание замкнутых производственных циклов.
Абсорбционные методы очистки отходящих газов подразделяют по следующим признакам: 1) по абсорбируемому компоненту; 2) по типу применяемого абсорбента; 3) по характеру процесса — с циркуляцией и без циркуляции газа; 4) по использованию абсорбента — с регенерацией и возвращением его в цикл (циклические) и без регенерации (не циклические); 5) по использованию улавливаемых компонентов — с рекуперацией и без рекуперации; 6) по типу рекуперируемого продукта; 7) по организации процесса — периодические и непрерывные; 8) по конструктивным типам абсорбционной аппаратуры.

- Основные направления интеграции инвалидов в окружающую их социально-культурную среду
- Основные направления и ориентиры бюджетной политики
- Основные направления и особенности развития международного финансового менеджмента
- Основные направления и оценка учета расчетов с покупателями и заказчиками
- Основные направления и перспективы развития автомобильной промышленности
- Основные направления и перспективы развития денег
- Основные направления и перспективы развития таможенно-тарифного регулирования в России
- Основные направления и механизм реализации налоговой политики в Республике Казахстан
- Основные направления и механизмы влияния средств массовой информации на политическую систему России
- Основные направления инвестиционной активности в ЮФО
- Основные направления инвестиционной деятельности предприятия
- Основные направления инвестиционной политики
- Основные направления инвестиционной стратегии развития железнодорожного транспорта
- Основные направления инвестиционных процессов в России и перспектива их развития