Конспект лекций Москва 2006 г. Лекция № Основные источники техногенного загрязнения окружающей среды

Вид материала

Конспект

Содержание Лекция № 7 Основные принципы и направления защиты окружающей среды Принцип историчности Принцип адаптации Принцип планетарного единства Принцип приоритета экологической безопасности Принцип устойчивого развития Три типа безотходного производства Схема незамкнутого производственного процесса без очистки

Подобный материал:

• «Формы загрязнения природной среды. Загрязнители атмосферы, гидросферы, литосферы., 361.41kb.
• «Химическое загрязнение почв» Общая трудоемкость дисциплины составляет, 25.84kb.
• Тема : «Загрязнение и охрана окружающей среды», 38.66kb.
• Нормативно правовые документы по вопросам формирования государственных информационных, 281.26kb.
• Решение 10 сентября 2007 года №36 город Актау, 22.02kb.
• Загрязнение окружающей среды, 24.54kb.
• Глобальные последствия загрязнения окружающей среды, 130.02kb.
• В. Ф. Панин Конспект лекций по учебной дисциплине "Теоретические основы защиты окружающей, 1559.17kb.
• «Источники загрязнения окружающей среды с. Кюсюр Булунского улуса и их влияние на здоровье, 459.8kb.
• Б. К. Калдыбаев определение загрязнения окружающей среды г. Каракол методами биоиндикации, 68.02kb.

Лекция № 7

Теоретические основы безотходной технологии

Основные принципы и направления защиты окружающей среды. Три типа безотходных технологий. Типовая схема (структура) замкнутого производства Безотходное производство. Три основных положения концепции безотходного производства. Схема незамкнутого производственного процесса, материально-энергетический баланс потоков. Схема незамкнутого производственного процесса с очисткой отходов до уровня ПДК. Схема замкнутого производственного процесса с полной очисткой отходов. Схема производственного процесса с частичной рециркуляцией очищенного потока. Схема производственного процесса с рециркуляцией очищаемого потока и периодическим его обновлением. Кинетическое равновесие в системе промышленно-природных превращений (основное условие организации безотходной технологии). Принципы реорганизации индустриального производства в экологически чистое (замкнутое).

1. Основные принципы и направления защиты окружающей среды
   

Под защитой окружающей среды понимают совокупность охраны социально - экономической и природной сред, окружающих человека, с использованием комплекса международных, государственных, региональных и локальных административно-хозяйственных, технологических, политических и юридических мероприятий и направленый на обеспечение социально - экономического, культурно - исторического, физического, химического и биологического комфорта, необходимого для сохранения здоровья человека.

Комплекс технических мер, по охране, восстановлению и улучшению качества окружающей человека среды, и технических устройств, для осуществления этих мер, определяется термином "экотехника". Условием реализации этого комплекса мер является экосовместимость техники или технологии, под которой подразумевается способность технических устройств и процессов наносить минимальный ущерб окружающей их среде.

Основными принципами организации комплекса мер по защите окружающей среды являются:

1. Принцип историчности, согласно которому эволюция экосистем протекает во времени, при этом равновесие в природной среде обеспечивается за счет цикличности природных процессов. (см. лекцию№1).
   
2. Принцип системности означает, что в природе все взаимосвязано и каждая частная проблема, в той или иной мере, является частью общей глобальной проблемы.
   
3. Принцип адаптации, согласующийся с одним из основных факторов устойчивости биосферы - приспособленностью видов. В отношении системы «человек - окружающая среда» данный принцип означает необходимость управления окружающей средой с учетом обратной связи, поскольку основной проблемой адаптации окружающей среды к факторам антропогенного воздействия является укрепление позитивных связей и исключение негативных обратных связей.
   
4. Принцип планетарного единства должен учитывать вероятность трансграничных переносов загрязнений и возможную миграцию видов (Международная конвенция 1991 г об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте). Для решения проблем, связанных с таким переносом, могут заключаться международные договоры и приниматься международные регламентирующие документы.
   
5. Принцип приоритета экологической безопасности в настоящее время выходит на первый план во внутренней и внешней политике многих развитых капиталистических стран.
   

Начиная с 1959 года, принято более ста совместных международных документов, призванных обеспечить экологическую безопасность морских вод, атмосферного воздуха и почв, сохранность флоры и фауны. Примером таких договоров являются: Договор от Антарктике 1959 г, Конвенция о сохранении морских живых ресурсов 1980 г. и др. В России этот принцип является основным постулатом Экологической доктрины, принятой в 2001 году.

6. Принцип устойчивого развития впервые был сформулирован на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в
   Рио-де-Жанейро в 1992 г. и означает обеспечение условий, когда положительные и отрицательные связи уравновешивают друг друга, а основные запасы планетарной экосистемы (население, капитал, земля, невозобновимые ресурсы, уровень загрязнения) находятся в состоянии динамического равновесия и остаются постоянными.
   

Отличительными признаками устойчивого развития общества являются:

• стабильная численность населения;
  
• приоритет качественных (духовных) параметров над потребительскими;
  
• противостояние энтропийным процессам;
  
• сохранение биологического и культурного разнообразия;
  
• умеренное природопользование: экономическое развитие происходит при стабильном потреблении природных ресурсов (все новое строится только взамен старого, а остатки старого поступают во вторичную переработку);
  
• поток материальных благ, приходящийся на одного человека, не увеличивается, но становится разнообразнее по составу.
  

Для существования общества устойчивого развития должны быть выполнены следующие условия:

1. Очистка ОС от загрязнителей с использованием современных методов очистки и биотехнологий.
   
2. Регулирование численности населения.
   
3. Создание экологически чистых и безотходных производственных процессов и технологий.
   
4. Совершенствование системы управления и распределения.
   
5. Регулирование темпов потребления возобновляемых ресурсов (почва, вода, древесина, биоресурсы), которые не должны превышать темпов регенерации.
   
6. Регулирование темпов потребления невозобновляемых ресурсов (ископаемые, топливо, грунтовые воды), которые не должны превышать темпов их замены на возобновляемые ресурсы.
   
7. Интенсивность выбросов загрязняющих веществ не должна превышать темпов, с которыми эти вещества перерабатываются, поглощаются или теряют вредные для ОС свойства.
   

В 1979 году на Общеевропейском совещании по сотрудничеству в области охраны ОС в Москве на основании концепции безотходного производства, разработанной академиками Н.Н. Семеновым, И.В. Петряновым-Соколовым, Б.Н. Ласкориным, было дано определение безотходного производства (см. лекцию 2).

2. Три типа безотходного производства
   

Рассмотрим три возможных типа организации безотходного производства [5].

I тип БП. Замкнутое безотходное производство - такое производство, в котором на выходе в ОС не выделяются отходы и осуществляется полная переработка промежуточных отходов в качестве вторичного сырья для получения других продуктов в данном производстве, внутри отрасли или в смежных областях. Рассмотрим уравнения массобмена для этого типа производства:

;

;

,

где m_c – масса сырья, m_к.пр.n – масса конечного продукта на n – ой стадии переработки, m_отх. – масса отходов.

В безотходном производстве первого типа осуществляется полная переработка промежуточных отходов и образуется n – конечных продуктов.

II тип БП. Производство, возвращающее в ОС отходы в природном состоянии. Газы очищаются до состава атмосферного воздуха, сточные воды – до состава воды природных водоемов, твердые отходы – до безвредного состояния в литосфере, компоненты, извлекаемые из отходов и обычно не присутствующие в биосфере, идут на утилизацию (полезное использование). При этом концентрации С_отх.=С_фон.. При таком типе производства на стадии переработки сырья образуются конечные продукты и отходы, масса которых не равна нулю:

.

Тогда стадию переработки отходов можно выразить следующей математической зависимостью:

,

где m_отх.у. – масса утилизированных отходов. После поступления в окружающую среду состав отходов существенно не меняется во времени, при этом , так как m_iconst (где m_i –масса каждого компонента в составе перерабатываемых отходов.

III тип БП. Безотходное производство, которое предполагает возврат отходов для переработки в природных условиях: растениями (усвоение СО₂ и выделение О₂, синтез углеводов, усвоение N, P, K); за счет микробиологического самоочищения; утилизации рассеянной тепловой энергии в теплицах.

Уравнения материального баланса при этом типе БП аналогичны уравнениям, описывающим II тип БП. При таком типе БП стадию переработки сырья по обычной технологии с получением конечного продукта можно также выразить уравнением:

,

а стадию переработки отходовуравнением:

.

Но после поступления в окружающую среду состав отходов существенно меняется во времени за счет взаимодействия веществ, находящихся в переработанных отходах, с ОС: , поскольку m_i –переменная величина.

Рассмотрим схемы производства и материально-технические балансы потоков для замкнутого и незамкнутого типов производственного процесса.

1. Схема незамкнутого производственного процесса без очистки

С – отходы;

(А – С) – готовая продукция



производство

В – вода. воздух

А – сырье, энергия