Литература: 1

Вид материала

Литература

Содержание Расчет предельных выбросов в атмосферу. Расчет опасного расстояния. Расчет предельно допустимого выброса вредного вещества Расчет минимальной высоты выброса источника его Ресурсный цикл как антропогенный круговорот веществ. Геотехническая система Схема взаимодействия производства и природной среды Общие инженерные принципы рационального природопользования Биологические системы Природные ресурсы и их рациональное природопользование Энергетические ресурсы Возобновимые невозобновимые Моделирование в экологии Типы моделирования Существует два принципиально разных подхода к математическому моделированию Математические модели первого типа Экологический мониторинг. Экологический мониторинг состоит из нескольких звеньев Определение условий спуска сточных вод. вредные объекты. Предельно допустимый сброс ... Полное содержание

Подобный материал:

• Класс: 12 Зачёт №2 «Русская литература 1917-1941», 186.43kb.
• Литература 7 класс Зачетная работа№2 Содержание, 40.79kb.
• Литература Форш О. «Одеты  камнем», 38.6kb.
• Литература английского декаданса: истоки, становление, саморефлексия, 636.47kb.
• Тема: «Библейские мотивы в творчестве Б. Пастернака», 211.88kb.
• Литература 11 класс Программы общеобразовательных учреждений. Литература, 331.28kb.
• Учебника. Учитель Кулябина Зинаида Григорьевна. Выступление на Краевой научно-практической, 48.58kb.
• Жиркова Р. Р. Жондорова Г. Е. Мартыненко Н. Г. Образовательный модуль Языки и культура, 815.79kb.
• Английская литература. , 57.37kb.
• Планирование курса литературы 8 класса по программе, 14.4kb.

РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ.

загрязняющее вещество определяют по этому факелу.

x - ось факела.

График изменения концентрации в зависимости от расстояния оси:



график зависимости приземной концентрации
по оси факела выброса.


На некотором рассеянии Т от источника выброса, концентрация достигает своего максимального значения См.

Расчет ПДВ (выброса) состоит из 4-х частей.

1 часть - расчет максимальной приземной концентрации вредного вещества. Все формулы двух видов:

А) горячие:





А – безразмерный коэффициент, зависящий от температурного режима атмосферы

M(r/c) - мощность выброса или количество вредного вещества в единицу времени.
F - безразмерный коэффициент, зависящий от скорости оседания вредных веществ.

M, n - коэффициенты, зависящие от условия выхода газо-воздушной смеси из n устья источника, полученные на основе одного из методов математического моделирования.

 - безразмерный коэффициэнт, зависящий от рельефа местности, если перепад высот не превышает 50 м на 1 км то = 1

Н (м) - высота источника выброса.

- объемный расход газовоздушной

смеси.


D(м) - диаметр устья трубы


W₀ (m/c) - минимальная скорость выброса газо-воздушной смеси из устья источника.



T = T(газа) – Т окр. Сред


РАСЧЕТ ОПАСНОГО РАССТОЯНИЯ.


Опасное расстояние – такое расстояние по оси факела выброса, на котором достигается максимальная предельная концентрация загрязняющего вещества.





d, вычисляется по специальным формулам, различным для горячего и холодного источника.

1. РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО ВЫБРОСА ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА
   

ПДВ – количества вредного вещества, которое можно выбросить в единицу времени, чтобы с учетом рассеивания эффекта суммаци и фоновой концентрации максимальная приземная концентрация загрязняющего вещества не превышала ПДК.

ПДВ устанавливается для каждого источника выброса по каждому загрязняющему веществу.


В случае






П

ДВ верхняя граница мощности источника

2. РАСЧЕТ МИНИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ВЫБРОСА ИСТОЧНИКА ЕГО
   

если при тех же параметрах выбр Н Н,

то график изменяется

Минимальная высота источника выброса – это такая высота, при которой максимальная приземная концентрация =ПДК.

Е
сли


, то приземная концентрация станет больше ДПК, ч о не допустимо.

Делать высоту трубы больше чем Lист не выгодно экономически.

Для расчета Lmin выброса используется итерационная (пошаговая) процедура.





Вариант №1:






То расчет прекращается, и полученное значение h считается окончательным.


Вариант №2:





Тогда первоначальное значение h пересчитывается по другой формуле:









З
атем для H считается






Р
асчет прекращается тогда, когда


РЕСУРСНЫЙ ЦИКЛ КАК АНТРОПОГЕННЫЙ КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ.


Ресурсный цикл – превращений и пространственного перемещения отдельного вещества или группы веществ на всех этапах использования их человеком.


Примерная схема ресурсного цикла:





природные ресурсы в


местах их естественной локализации




извлечения в процессе добычи оставление в местах заготовки








транспортируемое к местам дополнительно взятые за счет переработки совершенст. технологии добычи








перерабатываемое в утраченное в перевозках

продукцию










сохраненное за счет совершенств

перевозок.







продукция и изделия возвращенные в цикл за счет

в пользовании регенерации, утилизации

соврем. технологии











износ и коррозия отходы переработки.










изделия вышедшие из пользования полностью непригодные

лом, утиль


В отличие от естеств. замкнутых круговоротов веществ на каждом этапе ресурсного цикла существуют потери. Т.е. загрязнения среды – это те природные ресурсы, которые оказались не на своем месте.


В общем случае оптимизация как функция управления, должна стремиться к тому, чтобы научно-техническое развитие не вывело биосферу за рамки экологической ниши человека.

1. темпы роста производства должны опережать темпы роста добычи сырья.
   
2. гармонизация отношений природы и техники – это проблема решается путем создания геотехнических или природно-технических систем.
   

ГЕОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА – система технических устройств и взаимодействующих с ним элементов природной среды, которая в ходе совместного функционирования обеспечивает с одной стороны высокие производства и прочие целевые показатели, а с другой стороны поддерживают в зоне всего влияния благоприятную экологическую обстановку.


СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

В ПРЕДЕЛАХ ГЕОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.



+

+


Для того чтобы компенсировать дестабилизирующее воздействие вводится блок управления, который по каналам мониторинга собирают информацию о производстве и природной среде, а затем исходя из этой информации оказыв. дестаб. управ. воздействие по каналам отрицательной обратной связи.


Экологизация производства - употребление процессов производства, т.е. ресурсных циклов замкнутым круговоротам веществ.

Создание ресурса и энергосберегающих производств.


ОБЩИЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.

1. Системный подход к проблемам природопользования и окр. среды.
   

Природа как объект деятельности человека представляет собой чрезвычайно сложную систему. В общем случае под системой понимается множество элементов находящихся во взаимосвязи друг с другом, и образующих определенную целостность, единство. Любая система связана с окружающей средой. Любую систему можно представить как элемент системы высокого уровня или как совокупность систем более низкого уровня.


Биологические системы – выполняющие некоторую функцию структура, которая взаимодействует со средой и др. системами как единое целое. Состоит из подсистем более низкого уровня непрерывно преспособительно перестраивает свою деятельность по сигналам каналов связи и обладает свойствами саморегуляции.

Системный подход предусматривает комплексную оценку воздействия промышленно- технической деятельности общества на природу. С обязательным прогнозированием реакции природы на это воздействие.

2. Оптимизация биосферы.
   

При оптимизации биосферы главным вопросом является выявление комплексных критериев.


ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ИХ РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ.


Природные ресурсы и их классификация.

Природные ресурсы - те средства существования людей, которые не созданы их трудом, но находятся в природе.

Существует несколько классификаций природных ресурсов:

1. По назначению делятся на:
   

• пищевые
  
• энергетические
  
• сырьевые
  
• экологические
  

2. по исчерпаемости:
   

- исчерпаемые.

• неисчерпаемые.
  

- космические (солнечная энергия, энергия приливов и отливов и др.)

- климатические (атмосфера воздуха, осадки, ветра и др.)

• водные ( запасы воды на Земле)
  

Исчерпывающие ресурсы делятся на :

1. возобновимые ( скорость расходования которых близка к скорости возобновимых. животный мир, большая часть растительности, некоторые мин. ресурсы, например, отложение).

2. относительно возобновимые (расход которых на 1-2 порядка больше скорости возобновимых. (Почвы и лесные ресурсы.)

3. невобозновимые

Такие ресурсы - расходования, которых на много порядков больше скорости возобновления. Это, прежде всего полезные ископаемые.


ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ







ВОЗОБНОВИМЫЕ НЕВОЗОБНОВИМЫЕ


энергия фотосинтеза уголь, нефть, газ. торф, горючие

существован. прямого использ. сланцы, ядерное топливо, а также

солнечных лучей, гидроэнергия легкие элементы, являющиеся

энергия приливов и отливов, водород, дейтерий, гелий, литий

энергия волн, ветровая энергия,

геотермальная энергия, мускульная,

сущ. эн. процессов выпадения и

испарения осадков. Е основанная

на разности темпер. между

атмосферой и поверхностью воды

или между разными слоями воды.

Основное направление развития энергетики – замена невозобновимых ресурсов на возобновление. Однако в последнее время больше всего энергии производится на тепловых электростанциях ≈ 60% всей производимой энергии. Причем больше всего тепловые электростанции используют уголь, затем нефтепродукты и меньше всего наиболее экологическое топливо – газ.

(К экзаменам! Достоинства и недостатки тепловых электростанций).


По уровню производства занимает гидроэнергетика около 20%. Один из наиболее дешевых видов энергии. Однако доля гидроэнергии в общем производстве падает.

(К экзаменам! Достоинства и недостатки гидроэнергетики.)


В настоящее время не принято строить гигантских плотин на больших реках из-за непоправимых экологических последствий. В качестве основного направления выступает строительство гидростанций на горных реках без больших водохранилищ.


Третье место по производству энергии занимает атомная энергетика. Около 125 произв. Доля атомной энергетики растет, но существенно меньше, чем в конце70-х, начале 80-х годах.

Достоинства атомных электростанций:

1. Очень высокая энергоемкость топлива
   

Характеризующие показатели

1. ПДК токсичных веществ
   
2. ПД уровни физических и биологических воздействий.
   

3. Возможность размещения станций вблизи потребления.

Недостатки:

1. Необходимость утилизации отработанного ядерного топлива.
   
2. Срок службы ядерного реактора не превышает 40-50 лет, после чего его надо останавливать и как-то утилизировать.
   

Аварии на атомных электростанциях несут непоправимый ущерб окружающей среде.


МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭКОЛОГИИ


Любая экологическая система очень сложна, поэтому изучение процессов, происходящих в ней на самой системе требует значительных затрат времени и средств. кроме того, получить полную информацию о системе практически не возможно. В подобных случаях процессы и явление происходящие в системе стараются изучить на специально созданных искусственных объектах, которые в той или иной мере отражают свойства исходных систем и происходящие в них процессы. Воспроизведение параметров некоторого объекта на другом объекте, специально созданного для его изучения называются МОДЕЛИРОВАНИЕМ. Любая модель всегда проще объекта. Она отражает не все его свойства и характеристики, а только те, которые интересны нам в данном исследовании. Перед тем как использовать модель для изучения объекта необходимо доказать ее подобие или адекватность исследуемому объекту. Существуют много в основном статистических методов доказательства такой адекватности.


ТИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ:

1. физическое моделирование – создание уменьшенных копий реальных объектов. В экологии пример такого типа – аквариум. Основной недостаток – при увеличении размеров закономерности, которые соблюдались на модели могут не выполняться.
   
2. концептуальное моделирование – создание блок-схем взаимодействия подсистем и процессов в пределах более сложных систем.
   

Пример – схема круговорота веществ

3. графическое моделирование – изображение зависимости между переменами в одной из систем координат. Чаще всего, декартовая система координат. Пример: графики динамики популяции.
   
4. Наиболее перспективные и развивающиеся – математическое моделирование- формализация и исследование поведения систем с использованием математических выражений. Пример: простейшая математическая модель прямоугольного треугольника – теорема Пифагора.
   

Существует два принципиально разных подхода к математическому моделированию:


формализация заведомо известных процессов, специфика и закономерности которых определены на основе наблюдений или экспериментов. Полученные закономерности изображаются в виде графических моделей, а затем используя методы регрессивного и паралляционного анализа получают уравнение этих кривых. Математические модели в данном случае представляют собой системы алгебраических уравнений полиномы (суммы степеней переменных). Пример такого типа моделей – примеры расчета ПДВ.


другая заключается в том, что выдвигается некоторая гипотеза о характере поведения системы и эта гипотетичная закономерность накладывается на известный закон поведения переменных в математических уравнениях. Математические модели такого типа представляю собой системы дифференциальных уравнений в частных и полных производных или систем интегральных уравнений. Модели 2-го типа называются динамическими моделями, так как они зависят от времени.


Математические модели первого типа называют статистическими моделями. Основной недостаток модели 1-го типа является то, что они применимы только для той части пространства параметров системы, в которой и проводились наблюдения или эксперименты. Распространять модели за пределы это части пространства параметров нельзя.


ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ.


Чтобы исключить отрицательное воздействие человека на природу необходимо:


№1. ввести текущий учет.

№2 прогнозировать развитие этих изменений для того чтобы иметь информацию об изменении окр. среды, необходимо иметь точку отсчета, т. е. значение фоновых параметров среды, которые не подвергались антропогенному воздействию. Кроме того, необходимо найти наиболее чувствительные звенья в этой системе, которые быстрее и точнее всего характеризуют их состояния, а также найти показатели соответствующие наиболее сильно воздействующим факторам и указывающие на источник такого воздействия. Эти мероприятия входят в систему экологического мониторинга.


МОНИТОРИНГ – система наблюдений за изменениями в состоянии окр. среды, вызванными антропогенным воздействием, которое позволяет прогнозировать развитие этих изменений.


Экологический мониторинг состоит из нескольких звеньев:


1 звено – глобальный мониторинг в пределах всей биосферы на основе международного сотрудничества.

ОБЪЕКТЫ глобально мониторинга:

1. атмосфера.
   
2. гидросфера.
   
3. озоновый слой.
   
4. растительный покров.
   
5. почвенный покров.
   
6. животный мир.
   

Характеризующие показатели для глобального мониторинга:

1. радиационный баланс.
   
2. тепловой баланс.
   
3. загрязнение больших рек и водоемов.
   
4. газовый состав и запыления.
   
5. круговорот воды на континентах.
   
6. глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животного мира.
   
7. глобальный баланс СО.
   
8. глобальный баланс кислорода.
   
9. крупномасштабные круговороты веществ.
   

2 звено – национальный мониторинг

3 звено – региональный мониторинг


Объекты – 2-го и 3-го звеньев:

1. природные экосистемы.
   
2. агрономические системы.
   
3. лесные экосистемы.
   
4. исчезающие виды животных и растений.
   

Характеризующие показатели:

1. функциональная структура экосистемы и ее нарушения.
   
2. популяционное состояние растений и животных.
   
3. урожайность с/х культур.
   
4. продуктивность лесонасаждений.
   

4 звено – локальный мониторинг. В пределах отдельного населенного пункта, отдельного предприятия, отдельных популяций живых организмов.


Объекты локального мониторинга:

1. приземный слой воздуха.
   
2. поверхностные грунтовые.
   
3. промышленные и бытовые вопросы и сбросы.
   
4. радиоактивное излучение.
   
5. отдельные популяции живых организмов.
   
6. воды, которые с учетом состава и местных условий могут быть использованы для полива в с/х.
   

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ СПУСКА СТОЧНЫХ ВОД. ВРЕДНЫЕ ОБЪЕКТЫ.


ЧТОБЫ ГАРАНТИРОВАТЬ КАЧЕСТВО ВОДЫ В МЕСТЕ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ КАЖДОГО ИСТОЧНИКА СБРОСА ПО КАЖДОМУ ЗАГРЯЗНЯЮЩЕМУ ВЕЩЕСТВУ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ СБРОС.


ПДС – такое количество вредного вещества в сточных водах, которое может быть сброшено в единицу времени так, чтобы с учетом разбавления эффекта суммации и С_ф вредного вещества в контрольном пункте не превышало бы ПДК. Для определения условий спуска сточных вод в водные объекты, воспользуется (см) сточных вод с условием:


QСсм+QСв= (Q + Q) Сппв


Q, Qб (м³)


Сст., Св., Сппв. – концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, в водотоке и перед пунктом водопользования. Размеренность кг/ куб. м.


 - коэффициент смещения (безразмерный) зависящий от скорости течения реки, глубины русла, извилистости реки и, куда сбрасывают сточные воды у берега или в форватор.


Св – фоновая концентрация.


max Сппв = ПДК


Возможны два варианта:

3. рассматриваются предприятия, для которых по протоколу известно количество сточных вод, которое это предприятие будет сбрасывать.
   

Qм = const, Сст - ? экзамен!

т.е определить какие очистные сооружения требуются в даном случае.

4. предприятие уже существует и очистные сооружения уже построены, т. е. Сост. известно. Надо определить ПДКсброс. = Qст
   

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ


В числе загрянений почвы различные промышленные и бытовые отходы. Основной нормативный показатель - ПДК. В отличие от воздушной и водной - ПДК измеряются в г/ см³. Для почвы ПДК измеряется в г/кг почвы. Сейчас установлено несколько десятков ПДК. Прежде всего, для ионов тяжелых металлов и пестицидов. Загрязнители поглощаются из почвы растениями, а затем передаются по трофическим цепям от организма к организму. Поэтому кроме ПДК нормируются допустимые остаточные количества вредных веществ в продуктах питания. ДОК г/кг.


Кроме ПДК в номенклатуру показателей санитарного состояния почвы входят:

1. общее количество нитритного азота.
   
2. общее количество аммонийного азота.
   
3. общее количество хлоридов.
   
4. общее количество пестицидов.
   
5. общее количество ионов тяжелых металлов.
   
6. общее количество нефти и нефтепродуктов.
   
7. общее количество концерагеных веществ.
   
8. общее количество удобрений.
   
9. общее количество радиоактивных веществ.
   
10. кислотность или показатель рН.
    
11. количество бактерий по их типам.
    

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ.


Если показатели состава и свойств воды изменились под прямым или косвенным воздействием деятельности человека и стали частично или полностью непригодными для одного из видов водоиспользования, то такой водный источник называется загрязненным.

Понятие «загрязненный» не абсолютно, оно относиться к определенной зоне водного объекта и к вполне определенному виду водоиспользования.

Загрязняющим считается не любое вещество и не в любом количестве, а только избыточная примесь, нарушающая качества воды. Основные нормы требования для водной среды являются предельно допустимые концентрации.

ПДК - это норматив, показатель которого исключает неблагоприятное влияние на здоровье человека и ограничение любого вида водоиспользования. состав и свойства воды должны соответствовать норме не только в месте водопользования, но и в так называемом расчетном створе, который для проточных водоемов расположен в 1 км выше по течению от пункта водопользования. А в непроточном водоеме в 1 км по обе стороны от объекта водопользования. В том случае, когда сточные воды сбрасываются, все требования для состава и свойств воды в водном объекте переносятся на составы и свойства самих сточных вод.


Для водной среды существуют 3 типа ПДК:


ПДК х/п хозяйственно-питьевое.

ПДК к/б культурно-бытовое.

ПДК р/х рыбно-хозяйственное.

Во всех норм. К/б.= х/п.


Для водных объектов учитывается эффект суммации С_ф. Кроме ПДК.


Нормируются следующие показатели состава и свойства воды:


№1 количество взвешенных веществ.

№2 количество плавающих примесей.

№3 привкусы.

№4 запахи.

№5 окраска.

№6 температура.

№7 кислотность или показатель рН.

№8 количество растворенного кислорода.

№9 количество возбудителей заболевания.


Существуют производственные ограничения на сброс сточных вод.


Запрещается сбрасывать следующие виды сточных вод:

1. воды, которые с помощью рациональной технологии могут быть использованы в системах оборотного водоснабжения
   
2. воды, содержащие ценные продукты, которые могут быть использованы в системе на данном или другом предприятии.
   
3. в. с-е сырье, полу конечные и конечные продукты, в количествах превышающих нормативы технологических потерь.
   
4. воды, содержащие вредные вещества, для которых не установлены нормативы ПДК.
   

ОСНОВНЫЕ НАПРВЛЕНИЯ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ.

1. Очистка газов.
   

очистка газов от пыли.

Многие современные технологические процессы, связаны с дроблением и измельчением твердых веществ или с перевозкой сыпучих материалов. Во всех этих процессах образуются пылевые частицы. Суммарная площадь поверхности этих пылевых частиц существенно больше, чем площадь поверхности исходного материала. Поэтому пылевые частицы чрезвычайно физически, химически и биологически активны – очень вредны. Пылевые частицы имеют различную форму.

Их размер принято характеризовать величиной диаметр – диаг. ч. имеющ. форму шара, скорость оседания которых и плотность которой = скорости оседания и плотности этой частицы.

Работа пылеулавливающих аппаратов основана на следующих механизмах осаждения частиц.

а) гравитацион. осаждение под действием силы тяжести.

б) инерционное

в) диффузное

г) осаждение под действием силы упругости

д) электрическое осаждение