Конспект лекций Москва 2006 г. Лекция № Основные источники техногенного загрязнения окружающей среды
Вид материала | Конспект |
- «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.
Российский университет дружбы народов
Экологический факультет
Харламова М.Д., Зволинский В.П.
«Экологически чистые технологии»
Конспект лекций
Москва
2006 г.
Лекция № 1.
Основные источники техногенного загрязнения окружающей среды.
Принципы естественного устройства биосферы. Факторы антропогенного воздействия, приводящие к нарушению экосистемы. Понятие экологически чистого производства. Классификация видов загрязнения окружающей среды.
Поиск оптимального взаимодействия в системе «человек – окружающая среда» является основной проблемой практически всех областей экологии, поскольку сам человек выступает субъектом, оказывающим негативное воздействие на среду обитания, и нарушает основные принципы естественного устройства биосферы. Промышленная или инженерная экология изучает техногенное воздействие человека на окружающую среду и, наоборот, - влияние условий природной среды на функционирование предприятий.
Техногенное воздействие – это целенаправленный процесс технической деятельности человека в биосфере и околоземном пространстве.
Под биосферой, по определению В.И. Вернадского, понимается часть земного шара, в пределах которой существует жизнь, или оболочка Земли, обусловленная прошлой или современной деятельностью живых организмов (включая и человека).
Искусственно созданный человеком технический мир (заводы, фабрики, транспортные и жилищные системы) называется техносферой. Технический мир находится в явном противоречии с законами жизни и естественными экологическим системами. Необходимым условием снижения техногенного воздействия человека на ОС является применение современных экологически чистых технологий – то есть таких методов производства продукции, при которых сырье и энергия применяются настолько рационально, что объемы выбрасываемых в ОС загрязняющих веществ и отходов сведены к минимуму. Теоретические основы и принципы организации такого типа производств и являются предметом изучения данного курса.
- Принципы естественного устройства биосферы
Устойчивость экосистем зависит от многих факторов. Наиболее важные из них заключаются в следующем (рис. 1.1).
Круговорот
веществ
Видовое
разнообразие
![](images/51460-nomer-m2a7690f7.gif)
![](images/51460-nomer-m37e37fbe.gif)
![](images/51460-nomer-m22f0947d.gif)
Пирамида
энергии
![](images/51460-nomer-77d39517.gif)
![](images/51460-nomer-m2c569e28.gif)
![](images/51460-nomer-m3fd21c47.gif)
![](images/51460-nomer-m480fc08f.gif)
Приспособленность
видов
Стабильность
численности
популяций
Рис. 1.1 Факторы устойчивости биосферы
- Биосфера использует внешние источники энергии – солнечную энергию и энергию разогрева земных недр, не вызывая загрязнения окружающей среды, поскольку существует баланс между постоянным использованием энергии и ее рассеиванием в виде тепла (энергетический баланс). Согласно закону «пирамиды энергии» Р. Линдермана (1942 г.) в среднем около 10% поступившей энергии переходит с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой более высокий уровень.
- Биосфера использует вещества в основном в форме круговоротов (круговорот воды, кислорода, азота, углерода). Биохимические циклы элементов отработаны эволюционно и не приводят к накоплению вредных отходов.
- В биосфере существует огромное многообразие видов и биологических сообществ. Видовое разнообразие – это фактор повышения устойчивости экосистем к воздействию внешних факторов.
- Практически все закономерности, характерные для живого вещества, имеют адаптивное значение. Каждый вид адаптирован к строго определенной для него совокупности условий существования – экологической нише.
- Саморегуляция, или поддержание численности популяций, зависит от совокупности абиотических и биотических факторов. Численность естественных популяций ограничена истощением пищевых ресурсов и условий размножения.
Разрушение каждого из приведенных факторов в результате антропогенной деятельности человека (т.е. любого вида хозяйственной деятельности по отношению к природе) может привести к снижению устойчивости отдельных экосистем и биосферы в целом.
- Факторы антропогенного воздействия
Изменения в состоянии ОС и ее природных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности человека определяются рядом факторов:
- Изъятие природных ресурсов - добыча углеводородного топлива, рудных и инертных материалов, забор воды, заготовка древесины, охотничий промысел, выпас скота на природных пастбищах и т.д.
- Природо-преобразовательная деятельность - ведение строительных, геологоразведочных, водохозяйственных, мелиоративных и др. с/х работ, транспортировка грузов
- Поступление в природную среду газообразных, жидких и твердых отходов, а также избыточного тепла - результат переработки полезных ископаемых, лесной и сельскохозяйственной продукции, выработки тепловой, электрической энергии и ведения других видов промышленной деятельности.
- Размещение отходов добычи, переработки и использования природного сырья, а также продуктов промышленности и с/х.
- Воздействие искусственных факторов - электромагнитных излучений и полей, шума, вибрации, ионизирующих излучений, фунгицидов и гербицидов, минеральных удобрений
Таким образом, чтобы создать готовую продукцию и получить энергию, человек находит и добывает природные ресурсы, привозит их к месту переработки, производит из них предметы, которые использует в виде средств производства или в виде готовых изделий, то есть человек вовлекает природные ресурсы в ресурсный цикл. Под ресурсным циклом принято понимать совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества (или группы веществ) на всех этапах использования человеком (рис. 1.2).
ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ
ПОТЕРИ
Добыча (заготовка)
Оставленные в
местах добычи
![](images/51460-nomer-m18a338d4.gif)
![](images/51460-nomer-m2fd3af.gif)
![](images/51460-nomer-f805904.gif)
Транспортировка
Утраченные при
транспортировке
![](images/51460-nomer-f805904.gif)
![](images/51460-nomer-57aed7ff.gif)
Переработка в
продукцию
Отходы от переработки
![](images/51460-nomer-f805904.gif)
![](images/51460-nomer-m5110a9ee.gif)
![](images/51460-nomer-18a59cb8.gif)
![](images/51460-nomer-57aed7ff.gif)
Использование продукции
Износ, коррозия
и т.п.
![](images/51460-nomer-m2a7690f7.gif)
![](images/51460-nomer-f805904.gif)
![](images/51460-nomer-57aed7ff.gif)
![](images/51460-nomer-1ab6d7ce.gif)
Физически или морально
устаревшая продукция
ОТХОДЫ
![](images/51460-nomer-53d08fe0.gif)
![](images/51460-nomer-c00a68e.gif)
![](images/51460-nomer-m349537e8.gif)
УТИЛИЗАЦИЯ
Рис. 1.2 Схема ресурсного цикла
Слово «цикл» предполагает замкнутость процесса. Но в большинстве антропогенных круговоротов ресурсный цикл фактически не замкнут в отличие от природного. На каждом этапе ресурсного цикла неизбежны потери природного ресурса либо вследствие особенностей технологии, либо по объективным причинам. Более 90% сырья поступает в природную среду в виде различных отходов.
Последствия техногенного, агрохимического и других видов антропогенного пресса на природную среду чаще всего проявляется в форме нарушения равновесия природных экосистем, их загрязнения, обеднения видового и популяционного разнообразия, снижения их способности к самовосстановлению и эффективности функционирования в процессе поддержания качества пресных и морских вод, воздуха и почв.
Согласно Международной конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (1991 г.) экологически опасными стационарными источниками загрязнений являются следующие виды производств и объектов.
1. Атомная промышленность
2. Энергетика
3. Черная и цветная металлургия
4. Нефтехимия, нефте- и газопереработка
5. Химическая промышленность
6. Добыча полезных ископаемых
7. Транспортировка нефти и газа
8. Целлюлозно-бумажная промышленность
9. Транспортировка, хранение и утилизация токсичных и ядовитых отходов, боеприпасов, ракетного топлива
10. Хранение нефтяных, нефтехимических. Химических продуктов и т.д.
11. Строительство путей сообщений
12. Сельскохозяйственные объекты
Автомобильный транспорт является основным передвижным источником загрязнения ОС в крупных городах и населенных пунктах.
В зависимости от вида хозяйственной деятельности, форма разрушения природных экосистем может быть различной, но для урбанизированных структур главная экологическая опасность – загрязнение ОС.
2. Классификация видов загрязнения окружающей среды (ОС)
Классификация загрязнений ОС может проводиться по различным принципам и с учетом различных особенностей загрязнений:
- по физико-химическим параметрам (механические, физические (энергетические), химические и биологические) (см. табл. 1.1);
- по воздействию на компоненты ОС (выбросы в атмосферу, твердые отходы и сточные воды) ;
- по токсичности (токсичные и нетоксичные);
Около 75% отходов хозяйственной деятельности человека в той или иной степени является токсичными. Токсичность (ядовитость) – это способность некоторых химических элементов и соединений оказывать вредное воздействие на организм. Количественная характеристика токсичности – токсодоза. В зависимости от способа попадания в организм токсические поражения можно разделить на:
1. Ингаляционное– токсодоза определяется как D = C · t [мг]; :
где С – концентрация токсичного компонента (мг/л); t – время воздействия (мин);
2
![](images/51460-nomer-m1914c342.gif)
3. Кожнорезорбтивное (через кожные покровы) -
![](images/51460-nomer-m53d4ecad.gif)
4. Микстовое (через раны) -
где Dуд – удельная токсодоза (мг/кг), а Р – масса человека (кг).
Основные категории доз и концентраций:
а) максимально допустимые (безвредно переносятся даже при длительном воздействии вредного вещества);
б) минимально действующие (вызывают легкие симптомы поражения);
в) смертельные (летальные) (вызывают летальный исход у испытуемых животных с вероятностью 90%).
- по массе или концентрации образующихся загрязняющих веществ (малотоннажные и крупнотоннажные, концентрированные и разбавленные);
- по реакционной способности (химически активные и инертные).
Таблица 1.1
Классификация загрязнений ОС по физико-химическим параметрам
Загрязнения ОС | |||
Механическое | Химическое | Физическое (энергетическое) | Биологическое |
Пылевые частицы в атмосфере; твердые частицы, различные предметы в воде и почве | Газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, вступающие в реакцию с компонентами ОС. | Тепло, шум, вибрации, ультразвук, видимые инфракрасные и ультрафиолетовые части спектра, электромагнитные поля, ионизирующие излучения | Виды организмов, появившиеся при участие человека и наносящие вред ему самому и живой природе |
Примечание: К категории загрязнений также относят эстетический вред, вызванный нарушением пейзажей и природных ландшафтов, урбанизацией, строительством индустриальных центров
Общая классификация загрязнений и способов предотвращения их попадания в окружающую среду приведена на рис. 1.3.
Лекция № 2
Основные источники техногенного загрязнения окружающей среды (продолжение)
Выбросы в атмосферу. Источники и классификация. Сточные воды. Классификация промышленных вод по целевому назначению. Организация оборотного водоснабжения
1. Выбросы в атмосферу
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, транспорт, тепловые электростанции, животноводческие комплексы. Каждый из этих источников связан с выделением большого количества специфических токсичных веществ, иногда трудно идентифицируемых, хотя многотоннажные выбросы хорошо известны.
СЫРЬЕ
ПРОИЗВОДСТВО
ПРОДУКЦИЯ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ
![](images/51460-nomer-m1f821c20.gif)
![](images/51460-nomer-m1f821c20.gif)
![](images/51460-nomer-5316d6bf.gif)
![](images/51460-nomer-3d483723.gif)
![](images/51460-nomer-5316d6bf.gif)
![](images/51460-nomer-m49a0ff0d.gif)
![](images/51460-nomer-m4d8b0194.gif)
![](images/51460-nomer-m38ea2f6b.gif)
![](images/51460-nomer-70e122f8.gif)
![](images/51460-nomer-m38ea2f6b.gif)
![](images/51460-nomer-m285741da.gif)
На реализацию
СТОЧНЫЕ ВОДЫ
![](images/51460-nomer-6cf87c7b.gif)
![](images/51460-nomer-6cf87c7b.gif)
НЕРАСТВОРИМЫЕ
РАСТВОРИМЫЕ
ТВЕРДЫЕ ОТХОДЫ
![](images/51460-nomer-m6906a781.gif)
ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ОТХОДЫ
(ТПО)
БЫТОВЫЕ
ОТХОДЫ
(ТБО)
ПРОМЫШЛЕННЫЕ
БЫТОВЫЕ
АТМОСФЕРНЫЕ
![](images/51460-nomer-m38ea2f6b.gif)
![](images/51460-nomer-m38ea2f6b.gif)
![](images/51460-nomer-m38ea2f6b.gif)
ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ЕСТЕСТВЕННЫЕ
![](images/51460-nomer-m14e5159c.gif)
![](images/51460-nomer-m14e5159c.gif)
![](images/51460-nomer-24774fdd.gif)
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
![](images/51460-nomer-m6dc8496f.gif)
![](images/51460-nomer-m49a0ff0d.gif)
![](images/51460-nomer-4a5c2a5a.gif)
![](images/51460-nomer-m49a0ff0d.gif)
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ
СМЕШАННЫЕ
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ
ПИЩЕВЫЕ
![](images/51460-nomer-m5a8f4f68.gif)
![](images/51460-nomer-24774fdd.gif)
![](images/51460-nomer-64e657e7.gif)
![](images/51460-nomer-m13a8002f.gif)
![](images/51460-nomer-m13a8002f.gif)
![](images/51460-nomer-m13a8002f.gif)
![](images/51460-nomer-m2a7690f7.gif)
![](images/51460-nomer-m301c11ff.gif)
![](images/51460-nomer-181968ea.gif)
![](images/51460-nomer-24774fdd.gif)
![](images/51460-nomer-10bce61e.gif)
![](images/51460-nomer-17fe8e05.gif)
![](images/51460-nomer-cdc484.gif)
![](images/51460-nomer-m219b6580.gif)
![](images/51460-nomer-3e79945d.gif)
![](images/51460-nomer-m13a8002f.gif)
![](images/51460-nomer-1a731146.gif)
![](images/51460-nomer-24774fdd.gif)
![](images/51460-nomer-cdc484.gif)
ОТХОДЫ
![](images/51460-nomer-ma44d570.gif)
![](images/51460-nomer-m21039e73.gif)
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
![](images/51460-nomer-m7d78280c.gif)
![](images/51460-nomer-m4fc0ada2.gif)
ПРИМЕСИ
ПРИМЕСИ (Т, Ж, Г)
АЭРОЗОЛИ
ГАЗЫ
ОРГАНИЧЕСКИЕ
![](images/51460-nomer-3c5f2993.gif)
![](images/51460-nomer-1ab6d7ce.gif)
![](images/51460-nomer-m1801cfc8.gif)
ТУМАНЫ, ПАРЫ