Пути решения проблем окружающей среды

Пути решения проблем  окружающей среды

 

 

Глобальные проблемы окружающей  среды. Экологические принципы рационального  использования природных ресурсов  и охраны природы. Основы экономики  природопользования. Мониторинг окружающей  среды. Экозащитная техника и  технологии. Основы экологического  права, профессиональная ответственность. Пути сохранения биоразнообразия  и генофонда биосферы. Особо охраняемые  территории и природные объекты. Международное сотрудничество в  области охраны окружающей среды. Основные международные организации  по охране природы: ЮНЕП, ИКЛЕИ  и др. Решения конференции ООН  по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992)

Глобальные проблемы окружающей  среды

 

1972 год является поворотным  моментом в охране окружающей  среды. В Стокгольме состоялась  первая международная экологическая  конференция – Конференция ООН  по окружающей человека среде,  на которой представители 113  стран обсуждали проблемы, вызывавшие  всеобщую озабоченность.

Результат встречи – внедрение экологической политики и новых законодательных режимов, организация новых институтов.

Тем не менее, по истечению  более чем 30 лет охрана окружающей  среды по-прежнему находится на  периферии социально-экономического  развития.

Бедность и избыточное потребление ресурсов – продолжают оказывать негативное влияние на окружающую среду.

Устойчивое развитие остается  лишь теоретической концепцией  для большинства населения.

Концепция окружающей  среды 
Причины, диктующие необходимость существования экологической концепции в РФ

 

• Отсутствие до последнего времени четкой государственной политики в области защиты окружающей среды;
• Противоречия между экологическими и экономическими интересами общества;
• Необходимость перехода человечества к разумно управляемому развитию человека, общества и природы, переход всего человечества в новую эпоху – ноосферу.

Причины, диктующие необходимость  существования экологической концепции  в РФ

 

• Необходимость приведения норм экологического права РФ в соответствие с нормами международного права;
• Потребность в координации действий федеральных органов государственной власти, органов власти субъектов Федерации, органов местного самоуправления, а также граждан и юридических лиц по решению проблем сбалансированного развития экономики и улучшения состояния ОС.

Основные направления  концепции ОС РФ

 

Она подразумевает:

• создание благоприятных условий жизнедеятельности;
• предоставление возможности участия в обсуждении подготавливаемых решений, выполнение которых может оказать неблагоприятное воздействие на ОС;
• осуществление государственных мер по предотвращению экологически опасной деятельности, предупреждению и ликвидации последствий аварий, природных стихийных бедствий;
• предоставление достоверной информации о состоянии ОС;
• улучшение качества продуктов питания;
• обеспечение возможности требования в судебном порядке отмены решений о размещении, проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации экологически опасных объектов;
• иные гарантии граждан.

 

 

Реализация прав граждан  на благоприятную ОС

Основные направления  концепции ОС РФ

 

Он предполагает:

• разработку мер по предотвращению опасного воздействия глобальных экологических процессов;
• активное участие России в разработке международных мер по уменьшению техногенного воздействия на ОС;
• обеспечение экологических интересов России при проведении внешнеэкономической деятельности.

 

 

Международный аспект

Система охраны ОС и  управления природопользованием 

 

включает ряд специфических  инструментов и рычагов, основывающихся  на методах правовой защиты  и регулирования, экологического  менеджмента и маркетинга. К числу  методов, группируемых в соответствии  с их правовой классификацией  относятся:

• законодательные;
• информационные (мониторинг, картографирование, ведение кадастров, ГИС и др.);
• административные (ОВОС, экологическая экспертиза и аудит, лицензирование и сертификация);
• экономические санкции и стимулы;
• смешанные, включающие в т. ч. экологическое страхование. 
  

Экологический мониторинг

 

Термин «мониторинг» появился  перед проведением Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (Стокгольм, 5 – 16 июня 1972 г.).

На Стокгольмской конференции  была выработана специальная  Программа ООН по окружающей  среде.

Согласно этой программе, под мониторингом было решено  понимать систему непрерывного  наблюдения, измерения и оценки  состояния окружающей среды.

Важным решением Стокгольмской  конференции была рекомендация  по созданию глобальной системы  мониторинга окружающей среды  – ГСМОС (Global Environmental Monitoring Systems – GEMS).

При создании ГСМОС  было рекомендовано опираться  на существующие национальные  системы.

К концу 70-х годов Глобальная  система мониторинга начала полностью  выполнять поставленные цели.

Классическое определение: 
Экологический мониторинг – информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей на фоне природных процессов.

 

 

Контроль экологический

(По: «Толковый словарь  по охране природы» ) –

деятельность государственных  органов, предприятий и граждан  по соблюдению экологических  норм и правил. Различают государственный, производственный и общественный  экологический контроль 

Основная цель экологического  мониторинга

 

 обеспечить систему управления природоохранной деятельностью, а также систему управления экологической безопасностью своевременной и достоверной информацией о естественных колебаниях и изменениях состояния среды, которая позволит:

• оценить показатели состояния функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;
• выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;
• создать предпосылки для определения мер по исправлению создающихся негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Основные задачи экологического  мониторинга:

 

• наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз состояния природной среды;
• определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление факторов и источников такого воздействия, а также степени их воздействия.

Основные объекты экологического  мониторинга:

 

• природные среды (атмосферный воздух, поверхностные воды суши, морские воды, почва и земной покров, ландшафты и геологическая среда);
• источники антропогенного воздействия, приводящие к поступлению в окружающую среду токсичных, опасных и экологически вредных веществ (сточные воды, промышленные выбросы и т. д.), к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, изменению ландшафта территорий;
• природные ресурсы (водные, земельные, лесные и прочие биологические);
• факторы воздействия среды обитания (шум, тепловое загрязнение, физические поля);
• состояние биоты, ее ареалов и экосистем.

Организация экологического  мониторинга в России

 

На территории СССР  в 70-е годы на базе станций  гидрометeослужбы была организована  Общегосударственная служба наблюдений  и контроля состояния окружающей  среды (ОГСНК), построенная по иерархическому  принципу (рис.).

 

В настоящее время в  России разработка и выполнение  программ экологического мониторинга  возложено на Единую государственную  систему экологического мониторинга (ЕГСМ), созданную в соответствии  с Постановлением Правительства  Российской Федерации в 1993 году.

Главный центр сбора  и анализа информации

 

Региональные пункты наблюдений

 

Первичные пункты наблюдений

 

Рис. 4. Поток информации  в иерархической системе ОГСНК (ЕГСМ)

Основные объекты экологического  мониторинга:

 

• 1. природные среды (атмосферный воздух, поверхностные воды суши, морские воды, почва и земной покров, ландшафты, геологическая среда), в этом случае говорят о мониторинге природных сред;

 

• 2. источники воздействия (природного и антропогенного характера) в этом случае говорят о мониторинге источников воздействия;

• 3. природные ресурсы (водные, земельные, лесные и прочие биологические), это мониторинг состояния природных ресурсов;

 

• 4. факторы воздействия среды обитания (шум, тепловое загрязнение, физические поля), в этом случае говорят о мониторинге факторов воздействия;

 

• 5. состояние биоты, ее ареалов и экосистем, это мониторинг состояния биоты.

 

Виды мониторинга: 
1. В соответствии с типами загрязнений

 

• Базовый мониторинг (синоним – фоновый) - слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний. Биосферный мониторинг – наблюдения за глобально-фоновыми изменениями в природе: степенью радиации; наличием в атмосфере СО_², О_³; ее запыленностью; циркуляцией тепла; газовым обменом между океаном и воздушной оболочкой земли; мировой миграцией птиц, животных, растений и насекомых; погодно-климатическими изменениями на планете.

• Глобальный мониторинг предусматривает слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.

 

• Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в пределах которых имеют место процессы и явления, отличающиеся по природному характеру или по антропогенным воздействиям от общего базового фона (чаще, региональный мониторинг дает оценку антропогенного влияния на природную среду в ходе обычной хозяйственной деятельности человека, которая обязательно предполагает тот или иной вид взаимодействия с природой (градостроительство, сельское хозяйство, энергетика, и т.д.)).

• Локальный мониторинг осуществляет слежение за содержанием токсичных для человека химических веществ и других загрязнителей в атмосфере, природных водах, растительности, почве, подверженных воздействию конкретных источников загрязнения. При локальном мониторинге состояние окружающей среды оценивается с точки зрения здоровья человека, что служит самым важным, емким и комплексным показателем состояния окружающей среды.

 

• Импактный мониторинг (мониторинг источников антропогенного воздействия) – мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.

2. По методам ведения  выделяют, например,

 

• Авиационный мониторинг - мониторинг, осуществляемый с самолетов, вертолетов и др. летательных аппаратов (воздушные шары, дирижабли и т.п.), не поднимающихся на космические высоты (в основном в пределах тропосферы).

 

• Космический мониторинг - мониторинг с помощью космических средств наблюдения. (Аэрокосмический мониторинг).

 

Часто авиационный и  космический мониторинги объединяют  в дистанционный, добавляя получение данных от приборов расположенных в труднодоступных местах без постоянного присутствия человека.

3. По объектам наблюдения  выделяют, например,

 

• мониторинг окружающей человека среды,
• мониторинг агроценозов,
• мониторинг леса…

 

4. По задачам выделяют прогностический мониторинг

 

Рис. 1. Классификация экологического  мониторинга

 

Природные среды

 

Мониторинг состояния  биосферы

 

Атмосфера    Океан    Поверхность          Биота

                                  суши с реками

                                  и озерами,

                                  подземные воды

    Геофизический мониторинг        Биологический

                                                          мониториг

 

Физические  Биологические  Химические

 

Факторы воздействия

 

Мониторинг факторов воздействия

 

 

Источники воздействия

 

Мониторинг источников  воздействия

Международный мониторинг  загрязнения биосферы и ВМО

 

Системы национального  мониторинга функционируют в  различных государствах согласно  как международным требованиям, так и специфическим подходам, сложившимся исторически или  обусловленным характером наиболее  остро стоящих экологических  проблем. Международные требования, которым должны удовлетворять национальные системы-участники ГСМОС, включают единые принципы разработки программ (с учетом приоритетных факторов воздействия), обязательность наблюдений за объектами, имеющими глобальную значимость, передачу информации в Центр ГСМОС.

Всемирная метеорологическая  организация (ВМО) – осуществляет международный обмен основными климатическими данными, осуществляет климатический мониторинг. Климатический мониторинг – информационная система, позволяющая выделять антропогенные изменения и колебания климата.

Естественные и антропогенные  изменения климата смогут в  свою очередь повлиять на состояние  биосферы (вызывая различные экологические  последствия), на нормальное функционирование  отдельных популяций растений  и животных, а также, на хозяйственную  деятельность человека и в  конечном итоге на его здоровье  и благосостояние.

Таким образом, климатический  мониторинг является частью экологического  мониторинга.

• Экологический аудит
• Экологический маркетинг
• Экологический менеджмент
• Экологическое страхование
• Экологическая экспертиза
• Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС)

 

Рассмотреть самостоятельно (раскрыть определения):

Экология, охрана природы  и экологическая безопасность. Книга 2. Под ред. В.И. Данилова-Данильяна  М.: Изд-во МНЭПУ, 1997 г.

 

Экозащитная техника и  технологии  
 
К основным направления защиты атмосферы относятся:

 

1.Совершенствование производственных  процессов;

 

2.Очистка технологических  и вентиляционных выбросов.

 

Все мероприятия по  защите атмосферы направлены  на  снижение уровней концентраций  загрязняющих веществ в рабочих  зонах предприятий и в населенных  пунктах на уровне не выше  ПДК

Очистка промышленных  выбросов

 

Механизмы осаждения частиц  при работе пылеулавливающих  аппаратов основаны на:

• гравитационном осаждении под действием силы тяжести при прохождении частиц через аппарат;
• инерционном осаждении;
• зацеплении (эффект касания), происходящем, если расстояние от частицы, движущейся с газовым потоком, до обтекаемого тела равно ее радиусу или меньше его;
• диффузионном осаждении (осаждение мелких частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата под действием молекул газа, находящихся в движении);
• электрическом осаждении, осуществляющемся в результате ионизации газа, при котором частицы заряжаются и осаждаются на электродах.

Различают пылеулавливающие  аппараты

 

• сухой,
• мокрой,
• электрической очистки газов

 

 

 

Рис. Фильтровентиляционная  установка с рукавными фильтрами  для любых типов пыли (аппарат  сухой очистки газов)

Основной критерий выбора  типа оборудования – степень  очистки, м/с

 

• циклоны (одиночные) – 3 – 6,
• мультициклоны – 6 – 12,
• электрофильтры – 1,5 – 3,
• тканевые фильтры – 0,005 – 0,3,
• скрубберы – 1 – 4.

 

Степень очистки газов  от пыли определяется по зависимости:

 = (С¹ – С²)/С¹, где

С_¹ и С_² – концентрации пыли в газе до очистки и после очистки.

Циклоны

 

 

 

• Как видно из схемы, запыленный воздух вводится тангенциально во входной патрубок (4) циклона, представляющую собой закручивающий аппарат. Сформировавшийся здесь вращающийся поток опускается по кольцевому пространству, образованному цилиндрической частью циклона (3) и выхлопной трубой (5), в его конусную часть (2), а затем, продолжая вращаться, выходит из циклона через выхлопную трубу. (1) - пылевыпускное устройство. 
  Аэродинамические силы искривляют траекторию частиц. При вращательно-нисходящем движении запыленного потока пылевые частицы достигают внутренней поверхности цилиндра, отделяются от потока. Под влиянием силы тяжести и увлекающего действия потока отделившиеся частицы опускаются и через пылевыпускное отверстие проходят в бункер. 
  

Электрофильтры

 

• очищаемый газ проходит между электродами, частицы пыли заряжаются («прилипание» электродов), основная масса пыли оседает на осадительном электроде, который периодически встряхивается и пыль собирается в бункере.

 

Рис. Пластинчатый электрофильтр

1 – коронирующие электроды; 

2 – пластинчатые осадительные  электроды; 

а – входной газоход;

б – выходной газоход;

в – камера.

Пылеосадительные камеры

 

• Осаждение взвешенных в газовом потоке частиц в пылеосадительных камерах происходит под действием сил тяжести. Простейшими конструкциями аппаратов этого типа являются отстойные газоходы, снабжаемые иногда вертикальными перегородками для лучшего осаждения твердых частиц.  
  Для очистки горячих печных газов широко применяют многополочные пылеосадительные камеры. 
  Пылеосадительная камера состоит: 
  1 - входной патрубок; 
  2 - выходной патрубок; 
  3 - корпус; 
  4 - бункер взвешенных частиц. 
  

Скрубберы

 

• колонна круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости.

Методы очистки газов

 

1. Некаталитические (абсорбционные,  хемосорбционные и адсорбционные)

основываются на выведении  примесей из газовой смеси  путем конденсации или поглощения  жидкими и твердыми поглотителями

 

По характеру процесса  некаталитические методы подразделяются  на регенерационые и нерегенерационные

 

Хемосорбционные методы применяют для очистки газов от CO, NxOy, SO_², H_²S, HCl, CO_². Сущность методов заключается в поглощении удаляемых компонентов жидкими поглотителями – хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости. В процессе хемосорбционной очистки выделяемые из газов компоненты вступают в химические реакции с хемосорбентами, при этом образуются новые вещества, регенерирующиеся и возвращающиеся вновь на абсорбцию. Хемосорбентами могут быть, например, известняк, сульфит натрия, фосфаты и др. (используют при очистке от диоксида серы), аммиачные растворы муравьинокислой и углекислой меди (для улавливания оксида углерода), едкий натр, кальцинированная сода, едкий калий, известь, аммиак (для очистки от оксида азота).

Абсорбцию осуществляют в так называемых абсорберах, в этих аппаратах для очистки применяют жидкие вещества, воду, растворы солей, поглощающие газообразные примеси.

 

Адсорбционные методы. Газы поглощаются твердыми пористыми веществами.

Для адсорбции SO_² применяют активные угли, полукоксы, активированный силикагель, доломит, карбонат кальция, подщелоченный оксид алюминия, активированный диоксид марганца.

Для удаления сероводорода  и органических сернистых соединений  из газа используют аппараты  со слоями псевдосжиженного гранулированного  оксида железа при температуре 340 – 300 ^оС.

Адсорберы бываю периодического (от начала загрузки и до  конца очистки) и непрерывного  действия (непрерывно загружается  адсорбент и подается поток  газа).

2. Каталитические

основываются на превращении   веществ

Каталитические методы связаны с химическими превращениями токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов.

На практике широко  распространено каталитическое  разложение оксидов азота. Сущность  способа заключается в том, что  оксиды азота восстанавливаются  газом – восстановителем (водородом, метаном, оксидом углерода и др.) в присутствии катализаторов.

Восстановление метаном:

CH_⁴ + 4NO = CO_² + 2H_²O + 2N_²

CH_⁴ + 2NO_² = CO_² + 2H_²O + N_²

В качестве катализаторов  используют различные металлы, которыми  покрывают огнеупорные материалы  – носители. Чаще применяют палладиевый  катализатор, нанесенный на оксид  алюминия. Температура начала контактирования  при восстановлении – 400 – 470 ^оС.

 

Самостоятельно: обезвреживание  и утилизация твердых отходов, очистка сточных вод

Методы очистки сточных  вод

 

• Цель очистки сточных вод – удаление из них взвешенных веществ и растворимых органических и неорганических соединений до концентраций, которые не превышают ПДК.

Городские сточные воды  включают:

1) бытовые – туалетные  и кухонные стоки;

2) ливневые – дождевые  и снеговые воды;

3) промыш­ленные – стоки  различных предприятий. 

Ливневые стоки в России  практически не очищают 

Общегородские сооружения  включают несколько ступеней  очистки: первичную (механическую), вторичную (биологическую), полную (доочистку), обеззараживание (хлорирование, озонирование).

На первой механической ступени (см. рис.) при прохожде­нии стока через решетки, песколовку и первичный отстойник отделяются крупные и мелкие твердые включения, при этом удаляется до 30 % загрязнений. Крупные включения захораниваются на полигонах ТБО, осадок из отстойника (первичный осадок) направляется на анаэробную обработку в метантенк.