19. Основные направления инженерной экологической защиты.
Основные направления инженерной защиты окружающей среды от загрязнения и других видов антропогенных воздействий — внедрение ресурсосберегающей, безотходной и малоотходной технологии, биотехнология, утилизация и детоксика-¦ция отходов и главное — экологизация всего производства, при ^котором обеспечивалось бы включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ.
Эти принципиальные направления основаны на цикличности материальных ресурсов и заимствованы у природы, где, как известно, действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются ; все взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к ^предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированными. Подобно любой экологической системе, где вещество и энергия расходуются экономно и отходы одних организмов служат ^важным условием существования других, производственный экологизированный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосферным законам, и в первую очередь закону круговорота веществ. Другой путь, например создание всевозможных, даже самых совершенных очистных сооружений, не решает проблему, так как это борьба со следствием, а не с причиной. Основная причина загрязнения биосферы — это ресурсоемкие и загрязняющие технологии переработки и использования сырья. Именно эти, так называемые традиционные технологии приводят к огромному накоплению отходов и к необходимости очистки сточных вод и утилизации твердых отходов. Достаточно отметить, что ежегодное их накопление на территории бывшего СССР в 80-х гг. составляло 12—15 млрд т твердых отходов, около 160 млрд т жидких и свыше 100 млн т газообразных .
20. Характеристика основных природных ресурсов.
Под общим понятием ресурсов подразумеваются любые источники и предпосылки получения необходимых людям материальных благ. Ресурсы можно определить также как необходимые (жизненно важные) для функционирования любой системы элементы внешней и внутренней среды, ограниченные количественно и определяющие возможности и особенности ее (системы) становления, существования и развития. Существует множество различных классификаций ресурсов. Экологов в первую очередь интересуют ресурсы природные, т.е. вся совокупность естественных продуктов природы, используемых человеком для удовлетворения материальных
и культурных потребностей общества. На рис. 8.1 представлена примерная классификация природных ресурсов. Необходимо отметить, что использование термина «неисчерпаемые ресурсы» не вполне корректно. Данную группу ресурсов можно назвать так только условно. Неисчерпаемой в физическом мире может быть только материя, переходящая из одних форм в другие. Некоторые авторы считают, что «выделение группы неисчерпаемых природных ресурсов - удивительно стойкое заблуждение» (Реймерс, 1994), и придерживаются закона ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов на Земле. Таким образом, группу неисчерпаемых ресурсов, будем считать условно неисчерпаемыми. Конечно, на первый взгляд солнечная энергия, энергия морских приливов, текущая вода, атмосфера, гидросфера таят в себе неисчерпаемые возможности. Однако многие так называемые неисчерпаемые ресурсы оказываются в конце концов конечными из-за того, что среда их происхождения становится зачастую непригодной для сложившегося хозяйства и жизни человека (загрязнение, прямое отравление, например, атмосферы, гидросферы). Таким образом, говорить о каких-либо неисчерпаемых ресурсах довольно рискованно. Исчерпаемые природные ресурсы делятся на исчерпаемые восстанавливаемые (возобновляемые) и исчерпаемые невосстанавливаемые (невозобновляемые). К первой группе прежде всего относятся биологические ресурсы - растительность и животный мир. Это лесные ресурсы, ресурсы сельскохозяйственных растений, диких и домашних животных. Сюда же можно отнести и некоторые минеральные ресурсы, например выпадающие в осадок соли в соленых водоемах. При определенных условиях возобновляемые ресурсы могут в сравнительно короткий геологический период восстановиться качественно и количественно. Ко второй группе относится большинство полезных ископаемых - нефть, уголь, газ и т.д. Исчерпаемость ресурсов связана, во-первых, с их широкомасштабным применением. Изъятие этих ресурсов из природной среды происходит очень интенсивно, запасы их неуклонно уменьшаются. Во-вторых, эти ресурсы восполняются значительно более медленными темпами, чем происходит их потребление (нефть, уголь, сланцы и др.). Можно также выделить относительно возобновляемые ресурсы. Это прежде всего почвы, частично вышедшие из сельскохозяйственного оборота в результате водной и ветровой эрозии либо радиоактивного загрязнения, лесные древостой, торф, используемый в качестве топлива. По истечении определенного промежутка времени (от сотен до нескольких тысяч лет) эти ресурсы можно будет снова использовать
20)
Природные ресурсы – это часть всей совокупности среды обитания (ресурсы + условия), используемой для поддержания жизни. Огромные объемы природных ресурсов, вовлекаемых в современную человеческую деятельность, обострили проблемы их рационального использования и охраны и приобрели глобальный характер. Для изучения и рационального использования природных ресурсов целесообразно провести их разделение по классам (видам), для того чтобы выработать обобщенные методы рационального их использования. Основные виды природных ресурсов следующие: 1. Энергетические ресурсы (солнечная энергия, внутриземное тепло, ядерная энергии и др.); 2. Атмосферные (газовые ресурсы); 3. Климатические ресурсы; 4. Водные ресурсы; 5. Ресурсы литосферы, в том числе земельные и минеральные ресурсы; 6. Ресурсы растений – продуцентов; 7. Ресурсы консументов; 8. Ресурсы редуцентов; 9. Рекреационно – антропо – экологические; 10. Позновательно – рекреационные; 11. Ресурсы пространства и времени; 12. Трудовые ресурсы и другие. Таблица 3.2 Классификация природных ресурсов по возобновляемости и интенсивности использования Природный ресурс Возобновляемость Интенсивность использования[24] (истощаемость) 1) Энергетические ресурсы а) нефть истощаемые 90 - 100% б) уголь истощаемые 50 - 70% в) торф истощаемые 40 - 75% г) природный газ истощаемые 95 - 100% д) древесина возобновляемые 20 - 50% е) ветер возобновляемые 1% ж) Солнце возобновляемые з) гидроэнергия возобновляемые 2 - 25 % и) гидротермическая энергия возобновляемые 0 - 1% к) атомная энергия истощаемые 4 - 15 % л) энергия недр Земли возобновляемые 0% м) энергия гравитации возобновляемые н) энергия приливов Возобновляемые 0,5 - 1% 2) Водный ресурс а) пресные воды Истощаемые 70 - 100% Б) морские соленые воды Возобновляемые 50% 3) Земельный ресурс (почвы) Возобновляемые 90 - 100% 4) Биологический ресурс А) флора возобновляемые 10 - 30% Б) фауна возобновляемые 30 - 50% В) грибы возобновляемые 10 - 20% Г) бактерии возобновляемые 1 - 10% 5) Информационный ресурс 5.1 антропогенные возобновляемые 20 - 60% 5.2 природные (генетические) истощаемые 20% 6) Ресурсы пространства истощаемые 100%
21)
Атмосфера газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Поскольку не существует резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством, то обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое. Глубина атмосферы некоторых планет, состоящих в основном из газов (газовые планеты), может быть очень большой. 22) 23)
Основными способами защиты от загрязнения почв являются защита их от водной и ветровой эрозии; организация севооборотов и системы обработки с целью повышения их плодородия; мелиоративные мероприятия, направленные на борьбу с заболачиванием, засолением почв; рекультивация нарушенного почвенного покрова; защита почв от загрязнения, а полезной флоры и фауны — от уничтожения; предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.
Борьба с эрозией почв проводится на основе комплекса мер, включающего землеустроительные, связанные с распределением угодий по степени их устойчивости к эрозионным процессам; агротехнические — почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при которой задерживается водный сток, химические средства борьбы и др.; лесомелиоративные — полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные насаждения в оврагах и балках; гидротехнические— каскадные пруды и др. При этом следует учитывать, что гидротехнические мероприятия останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их реализации, агротехнические — через несколько лет, а лесомелиоративные — через 10-20 лет после их внедрения. Для почв, подверженных сильной эрозии, необходим весь комплекс противоэрозион-ных мер, включающий полосное земледелие — такую организацию сельскохозяйственной территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами; почвозащитные севообороты для защиты почв от дефляции; облесение оврагов; бесплужные системы обработки почв с применением культиваторов и плоскорезов; различные гидротехнические мероприятия — устройство каналов, валов, канав, террас, сооружения водотоков, лотков и др.
Для борьбы с заболачиванием почв применяют различные осушительные меры с целью понижения уровня грунтовых вод с помощью закрытого дренажа, открытых каналов или водозаборных сооружений, строительства дамб, спрямления русел рек для защиты от затопления, перехвата и сброса атмосферных склоновых вод и др. Однако чрезмерное осушение больших площадей может вызвать нежелательные изменения в экосистемах — переосушку почв, их дегумификацию и декальцинирование, а также вызвать обмеление малых рек, усыхание лесов.
Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо устраивать дренаж, регулировать подачу воды, применять полив дождеванием, использовать капельное и прикорневое орошение, выполнять работы по гидроизоляции оросительных каналов и т. д.
Для предотвращения загрязнения почв пестицидами и другими вредными веществами используют экологические методы защиты растений, повышают природную способность почв к самоочищению, не применяют особо опасные и стойкие инсектицидные препараты и др. Например, широко используется разведение и выпуск в агроэкосистемы насекомых-хищников — божьей коровки, жужелицы, муравьев и др. (биологическая защита), внедрение в природные популяции видов или особей, не способных давать потомство (генетический метод защиты), оптимизация размеров отдельных полей для подавления нежелательных видов (агротехнический метод) и др.
Изъятие пахотных земель для капитального строительства и других целей может происходить лишь в исключительных случаях. Для сохранения продуктивности земель необходимо расширять использование для строительства условно непригодных для сельского хозяйства земель, прокладывать коммуникации под землей, повышать этажность застройки городов и населенных пунктов и т. д.
При проведении строительных и иных работ, связанных с механическим нарушением почвенного покрова, предусматривается снятие, сохранение и нанесение плодородного почвенного слоя на нарушенные земли. Плодородный слой вывозится и складируется в специальных временных отвалах —буртах. Нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли производится не позднее одного года с момента окончания подготовительных работ по формированию рельефа.
24) защита биотических сообществ защита растительного мира Для сохранения численности и популяционно-видового состава растений осуществляется комплекс природоохранных мер, в число которых входят: — борьба с лесными пожарами; — защита растений от вредителей и болезней; — полезащитное лесоразведение; — повышение эффективности использования лесных ресурсов; — охрана отдельных видов растений и растительных сообществ.
25)
Статья 14. Методы экономического регулирования в области охраны окружающей среды
К методам экономического регулирования в области охраны окружающей среды относятся:
разработка государственных прогнозов социально-экономического развития на основе экологических прогнозов;
разработка федеральных программ в области экологического развития Российской Федерации и целевых программ в области охраны окружающей среды субъектов Российской Федерации;
разработка и проведение мероприятий по охране окружающей среды в целях предотвращения причинения вреда окружающей среде;
установление платы за негативное воздействие на окружающую среду;
ГАРАНТ:О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления см. постановлениеПравительства РФ от 12 июня 2003 г. N 344
установление лимитов на выбросы и сбросы загрязняющих веществ и микроорганизмов, лимитов на размещение отходов производства и потребления и другие виды негативного воздействия на окружающую среду;
проведение экономической оценки природных объектов и природно-антропогенных объектов;
проведение экономической оценки воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду;
предоставление налоговых и иных льгот при внедрении наилучших существующих технологий, нетрадиционных видов энергии, использовании вторичных ресурсов и переработке отходов, а также при осуществлении иных эффективных мер по охране окружающей среды в соответствии с законодательством Российской Федерации;
поддержка предпринимательской, инновационной и иной деятельности (в том числе экологического страхования), направленной на охрану окружающей среды;
возмещение в установленном порядке вреда окружающей среде;
иные методы экономического регулирования по совершенствованию и эффективному осуществлению охраны окружающей среды.
ГАРАНТ:См. комментарии к статье 14 настоящего Федерального закона
Статья 15. Утратила силу с 1 января 2006 г.
Информация об изменениях:См. текст статьи 15
Федеральным законом от 30 декабря 2008 г. N 309-ФЗ в статью 16 настоящего Федерального закона внесены изменения
См. текст статьи в предыдущей редакции
Статья 16. Плата за негативное воздействие на окружающую среду
Информация об изменениях:Федеральным законом от 7 декабря 2011 г. N 417-ФЗ в пункт 1 статьи 16 настоящего Федерального закона внесены изменения, вступающие в силу с 1 января 2013 г.
См. текст пункта в будущей редакции
1. Негативное воздействие на окружающую среду является платным.
Формы и особенности взимания платы за негативное воздействие на окружающую среду определяются настоящим Федеральным законом, иными федеральными законами.
ГАРАНТ:О порядке определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия см. постановление Правительства РФ от 28 августа 1992 г. N 632. В соответствии с Определением Конституционного Суда РФ от 10 декабря 2002 г. N 284-О вышеназванное постановление принято Правительством РФ во исполнение полномочий, предоставленных ему федеральным законом, и предусматривает взимание платежей неналогового характера - сохраняет силу и подлежит применению судами, другими органами и должностными лицами как не противоречащее Конституции РФ
2. К видам негативного воздействия на окружающую среду относятся:
выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ и иных веществ;
сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные водные объекты и на водосборные площади;
загрязнение недр, почв;
размещение отходов производства и потребления;
загрязнение окружающей среды шумом, теплом, электромагнитными, ионизирующими и другими видами физических воздействий;
иные виды негативного воздействия на окружающую среду.
3. Порядок исчисления и взимания платы за негативное воздействие на окружающую среду устанавливается Правительством Российской Федерации.
ГАРАНТ:О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления см. постановлениеПравительства РФ от 12 июня 2003 г. N 344
Об установлении сроков внесения платы за негативное воздействие на окружающую среду см. приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 8 июня 2006 г. N 557
См. форму Расчета платы за негативное воздействие на окружающую среду и порядок ее заполнения и представления, утвержденные приказомФедеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 5 апреля 2007 г. N 204
4. Внесение платы, определенной пунктом 1 настоящей статьи, не освобождает субъектов хозяйственной и иной деятельности от выполнения мероприятий по охране окружающей среды и возмещения вреда окружающей среде.
ГАРАНТ:См. комментарии к статье 16 настоящего Федерального закона
Статья 17. Предпринимательская деятельность, осуществляемая в целях охраны окружающей среды
1. Предпринимательская деятельность, осуществляемая в целях охраны окружающей среды, поддерживается государством.
2. Государственная поддержка предпринимательской деятельности, осуществляемой в целях охраны окружающей среды, осуществляется посредством установления налоговых и иных льгот в соответствии с законодательством.
ГАРАНТ:См. комментарии к статье 17 настоящего Федерального закона
Статья 18. Экологическое страхование
1. Экологическое страхование осуществляется в целях защиты имущественных интересов юридических и физических лиц на случай экологических рисков.
2. В Российской Федерации может осуществляться обязательное государственное экологическое страхование.
3. Экологическое страхование в Российской Федерации осуществляется в соответствии с законодательством Российской Федерации.
ГАРАНТ:Об экологическом страховании см. также "Типовое положение о порядке добровольного экологического страхования в Российской Федерации" (утверждено Минприроды РФ и Российской государственной страховой компанией 3 декабря, 20 ноября 1992 г., NN 04-04/72-6132, 22)
См. комментарии к статье 18 настоящего Федерального закона
26)
27)
Лицензия, договор и лимиты на природопользование Порядок пользования природной средой и природными ресурсами основывается на принципах охраны природной среды и неистощимости использования природных ресурсов, создания нормальных экологических и экономических условий для ныне живущих и будущих поколений, обеспечения приоритетных направлений природопользования, учета и контроля за окружающей средой. Эффективными средствами охраны окружающей среды и рационального природопользования служат такие экономические рычаги, как лицензия, договор и лимиты. Лицензия (разрешение) на комплексное природопользова- 550 \ ние — документ, удостоверяющий право его владельца на использование в фиксированный период времени природного ресурса (земель, вод, недр и др.), а также на размещение отходов, выбросы и сбросы. В лицензию на комплексное природопользование включают: )— перечень используемых природных ресурсов, лимиты и нормативы их расхода и изъятия; i— нормативные платы на охрану и воспроизводство природных ресурсов; i— перечень, нормативы и лимиты выбросов (сбросов) загрязняющих веществ и размещение отходов; J— нормативы платы за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ и размещение отходов; — экологические требования и ограничения, при которых допускается хозяйственная или иная деятельность; Лицензия на комплексное природопользование выдается органами Минприроды России сроком на один год, но в ряде случаев право пользования ею может быть досрочно прекращено, если возникает угроза экологической безопасности населения. :Лицензия имеет существенное значение не только как средство защиты окружающей среды, но и как один из способов регулирования природопользования. Принципы неистощимости природных ресурсов и охраны ^природной среды могут быть соблюдены лишь при комплексном природопользовании, т. е. в тех случаях, когда использование одного ресурса не оказывает вредного воздействия на другие ресурсы. Поэтому, получив лицензию и пройдя соответствующую экспертизу на предполагаемую деятельность, приро-I допользователь должен заключить договор о комплексном при-водопользовании. Договор предусматривает условия и порядок использования природных ресурсов, права и обязанности природопользо-!вателя, размеры платежей за пользование природными ресурсами, ответственность сторон и возмещение вреда. Составной частью экономического механизма охраны окружающей среды является также лимитирование природопользования. \ Лимиты на природопользование — предельные объемы природных ресурсов, выбросов (сбросов) загрязняющих веществ, размещения отходов производства, которые устанавливаются для предприятий-природопользователей на определенный срок. Так, например, устанавливают лимиты потребления вод промышленного использования, нормы отвода земель для автомобильных дорог, лимиты по отлову животных, расчетную лесосеку и т. д. За сверхнормативное потребление природных ресурсов предусматривается дополнительная плата. Таким образом, лимиты как система экологических ограничений экономическим путем побуждают природопользователя бережно относиться к природной среде, сокращать отходы, уменьшать выбросы (сбросы) загрязняющих веществ, переходить к малоотходным и ресурсосберегающим технологиям. Поэтому понятно, что лимиты, а также лицензии и договоры на комплексное природопользование выполняют не только экономические, но и природоохранительные функции.
28)
В условиях реструктуризации экономики изменяется и структура финансирования предприятий в части природоохранной деятельности – увеличивается использование средств самого предприятия на решение собственных экологических проблем при сокращении бюджетных ассигнований.
Естественно, в финансировании природоохранной деятельности большую роль играют бюджеты всех уровней. Главное в использовании средств бюджета – участие предприятий в реализации крупных экологических программ федерального, республиканского или муниципального уровней.
Внебюджетное финансирование производится из внебюджетных государственных экологических фондов, система которых создана в 1992 г. Фонды формируются из средств, поступающих от предприятий, учреждений, граждан в качестве платы за загрязнения ОС, штрафов по искам о возмещении вреда и т.д.
Средства экологического фонда распределяются следующим образом: 60% – на реализацию природоохранных мероприятий местного значения; 30% – областного и 10% – федерального. Формирование фондов напрямую зависит от уровня поступления средств за нарушение природоохранной деятельности.
Средства предприятия, используемые на охрану ОС, могут быть получены путем:
применения более дешевых ресурсов;
снижения энергетических затрат на единицу продукции;
внедрения современных ресурсосберегающих технологий;
экологизации производства, результатом которой является получение экологически чистой продукции, повышающей конкурентоспособность предприятия;
переработки отходов и т.п.
Важным условием достижения цели экологического менеджмента служит финансовый анализ деятельности предприятия – анализ финансовой рентабельности, потребностей в финансировании и возмещения затрат.
Важнейшим источником средств при экологизации производства является полный учет интересов охраны ОС при разработке проектно-сметной документации.
Главный вопрос – где взять деньги для новейших технологий и выпуска высококачественной продукции? Международный и российский опыт переходной экономики дает шанс получить средства путем:
приватизации;
продажи части природных ресурсов;
сдачи во временную аренду помещений, которые не могут на ближайшую перспективу участвовать в модернизации производства;
принятия решений лучшими конструкторско-технологическими силами для модернизации предприятия.
Экологизация производства заставляет руководство предприятием искать все возможные варианты сокращения издержек, связанных с давлением на ОС.
29)
Понятие о концепции устойчивого развития Концепция устойчивого развития вошла в природоохранный лексикон после Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.). По первоначальному определению устойчивое развитие формулировалось как «модель движения вперед, при котором достигается удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколений. В широком смысле стратегия устойчивого развития направлена на достижение гармонии между людьми (друг с другом) и между Обществом и Природой» (Коптюг, 1992). В рамках Глобального экологического форума в Рио-де-Жанейро (1992) были сформулированы следующие основные принципы о неразрывности эколого-экономических связей: — экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превращению планеты в пустыню; — упор на экологию без экономического развития закрепляет нищету и несправедливость. Особо подчеркивалось, что понятие устойчивого развития общества подразумевает обеспечение возможности удовлетворения потребностей людей без угрозы возможности удовлетворить таковые для будущих поколений. «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» была утверждена Указом Президента от 1 апреля 1996 г. В 1997 г. на заседании Правительства одобрена «Государственная стратегия устойчивого развития Российской Федерации». В этих документах отмечается, что, следуя рекомендациям и принципам, изложенным в резолюциях Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) и руководствуясь ими, представляется необходимым и возможным осуществить в Российской Федерации последовательный переход к устойчивому развитию, обеспечивающему сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущего поколений людей. Решение этих задач возможно лишь в рамках такого экономического развития страны, при котором не будет происходить разрушения естественного биотического механизма регуляции окружающей среды, а улучшение качества жизни людей будет обеспечиваться в пределах допустимой хозяйственной емкости биосферы. Исходя из этих принципиальных положений основными направлениями перехода России к устойчивому развитию были приняты следующие:
—- создание правовой основы перехода к устойчивому развитию, включая совершенствование действующего законодательства;
— разработка системы стимулирования хозяйственной деятельности и установление пределов ответственности за ее экономические результаты, при которых биосфера воспринимается уже не только как поставщик ресурсов, а как фундамент жизни, сохранение которого должно быть непременным условием; — оценка хозяйственной емкости локальных и региональных экосистем страны, определение допустимого антропогенного воздействия на них; — формирование эффективной системы организации устойчивого развития и создания соответствующей системы воспитания и обучения. Переход нашей страны к устойчивому развитию — это весьма длительный процесс, который потребует решения огромных по масштабу эколого-экономических и социальных задач, поэтому он будет осуществляться поэтапно. Основные вехи на этом пути: решение сложнейших социальных и экономических проблем оздоровления окружающей среды, в первую очередь в зонах экологического бедствия; существенная экологизация всего процесса экономического развития; гармонизация взаимодействия с природой всего мирового сообщества, и др. Особо следует отметить, что переход к устойчивому развитию потребует безусловного искоренения стереотипов мышления, пренебрегающих возможностями биосферы и порождающих безответственное отношение к обеспечению экологической безопасности. Как считают многие ведущие ученые и специалисты, именно движение человечества к устойчивому развитию в конечном счете должно привести к формированию предсказанной В. И. Вернадским сферы разума (ноосферы), к достижению гармонии между Обществом и Природой. В контексте подготовки к Всемирному саммиту (Рио + 10) Правительством РФ была поставлена задача принципиальной важности — подготовить обобщенный вариант экологической доктрины Российской Федерации (ЭДРФ), который вобрал бы в себя все конструктивные предложения, поступающие от самых различных экологических организаций и движений страны. Такая доктрина и была принята Советом Безопасности Российской Федерации в августе 2002 г. Экологическая доктрина определяет основные цели, задачи и принципы проведения единой государственной политики в области экологии на долгосрочный период. Стратегической целью государственной экологической политики является сохранение природных экосистем, поддержание их целостности и жизнеобеспечивающих функций для устойчивого развития общества, улучшения здоровья населения и обеспечения экологической безопасности страны. Государственная экологическая политика Российской Федерации основывается на ряде основных принципов, важнейшим из которых является следующий: устойчивое развитие, предусматривающее равное внимание к его экономической, социальной и экологической составляющим и признание невозможности развития человеческого общества при деградации природы.
30)
Газоопределитель представляет собой портативный химический прибор, принцип действия которого основан на изменении окраски индикаторной массы в трубке при пропускании через нее газовой смеси, содержащей определяемый газ, измерении содержания газа по длине изменившего окраску слоя. Длина изменившего окраску слоя пропорциональна процентному содержанию определяемого газа и объему протянутого через индикаторную трубку воздуха.
Трубки индикаторные представляют собой стеклянные трубки, герметизированные запайкой двух оттянутых концов. Трубки заполнены индикаторными массами, взаимодействующие с определяемым газом. С обоих концов трубки имеют фильтры прокладки.
На поверхностях трубок нанесены: измеряемый газ; шкалы с соответствующими значениями концентраций газов; стрелка, указывающая направление движения воздуха через трубку; товарный знак завода-изготовителя.
|
Трубки упакованы в картонные футляры, на которых отпечатаны: наименование и индекс определяемого газа; школа для измерения концентраций газов; объем исследуемого воздуха; краткие правила выполнения анализа; дата выпуска, срок годности и количество трубок; таблица поправочных коэффициентов. Аспиратор АМ-5 действует по принципу сильфонного насоса ручного действия. Основной частью аспиратора (рис.) является резиновый сильфон 6 с пружинами 7 для его разжатия, которое ограничивается цепочками 8 и 13. Цепочка 13 подключена к винту 14 и втулке 16, с помощью которых производится настройка аспиратора на нормативный объем рабочего хода, равный 100 мл. Цепочка 8 соединена с рычагом 9, конец которого при натяжении цепочки приподнимает клапан 11 и прекращает при этом просасывание воздуха через индикаторную трубку. |
При сжатии сильфона до упора через клапан 11 выбрасывается воздух из камеры сильфона. Дно сильфона съемное и используется при введении рычага 9 под клапан 11 и регулировки объема аспиратора. Трубка 2 является гнездом для подключения индикаторной трубки к аспиратору, под ней располагается фильтр 4 для защиты от засорения канала движения воздуха в крышке 1 и подсильфонного пространства. Подвеска 5 с отверстием служит для отламывания концов индикаторных трубок.
30. Газоопределитель химический состоит из трубки индикаторной (ИТ) на определяемый газ, являющейся измерительной частью прибора, и аспиратора (АМ–5), предназначенного для прокачивания фиксированного объема исследуемой газовой смеси через индикаторную трубку.
Предназначены для экспресс – определения (контроля) содержания газов в воздухе, могут быть использованы при возникновении чрезвычайных ситуаций и аварий, а также для обнаружения эндогенных пожаров на ранней стадии их возникновения, контроля проветривания горных выработок, при разведке пожара, для контроля качества изоляции отработанных и пожарных участков и в других случаях.
Газоопределитель представляет собой портативный химический прибор, принцип действия которого основан на изменении окраски индикаторной массы в трубке при пропускании через нее газовой смеси, содержащей определяемый газ, измерении содержания газа по длине изменившего окраску слоя. Длина изменившего окраску слоя пропорциональна процентному содержанию определяемого газа и объему протянутого через индикаторную трубку воздуха.
Трубки индикаторные представляют собой стеклянные трубки, герметизированные запайкой двух оттянутых концов. Трубки заполнены индикаторными массами, взаимодействующие с определяемым газом. С обоих концов трубки имеют фильтры прокладки.
На поверхностях трубок нанесены: измеряемый газ; шкалы с соответствующими значениями концентраций газов; стрелка, указывающая направление движения воздуха через трубку; товарный знак завода-изготовителя.
31. Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки —инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.
Принцип действия.
Принцип действия простейшего противоточного циклона (см. схему) таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.
32. Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с развитой поверхностью пор селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси.
Адсорбция подразделяется на физическую и хемосорбцию. При физической адсорбции молекулы газа адсорбируются на поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения. Преимущество физической адсорбции — обратимость процесса.
В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбентом и адсорбируемым веществом. Процесс хемосорбции как правило необратим.
В качестве адсорбентов или поглотителей применяют вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, а также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекулярные сита). Одним из основных параметров при выборе адсорбента является адсорбционная способность по извлекаемому компоненту.
Конструктивно аппараты для проведения процесса адсорбции (адсорбера) выполняются в виде вертикальных, горизонтальных, либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который фильтруется поток очищаемого газа.
Адсорбцию широко используют при очистке газовых выбросов от паров органических растворителей для удаления ядовитых компонентов (сероводород) из газовых потоков, выбрасываемых в атмосферу, для удаления радиоактивных газов при эксплуатации ядерных реакторов, в частности, радиоактивного йода, и в других процессах очистки воз духа от вредных примесей.
33. Сущность процесса коагулирования состоит в том, что к сточной воде добавляют реагент (коагулянт), способствующий быстрому выделению из нее мелких взвешенных и эмульгированных веществ, которые при простом отстаивании не осаждаются. Реагент добавляют обычно до направления сточной воды в отстойники. Взвеси вместе с коагулянтом осаждаются в отстойных бассейнах.
Этим способом обычно очищают сточные воды, содержащие мелкие взвеси, например: воды текстильных предприятий (красильные и отбельные отделения) и т.д.
В качестве коагулянтов применяют известь CaO, железный купорос FeSO4, глинозем AL2(SO4)3 и т.д.; иногда добавляют смесь этих реагентов.
Для интенсификации процесса смешивания, хлопьеобразования и осветления за рубежом применяют осветлители со «взвешенным фильтром» и осветлители с «хлопьевидной суспензией и циркуляцией».
Первый осветлитель работает по следующему принципу, сточная жидкость подается в центральную камеру осветлителя через распределительное кольцо. Сюда же подается коагулянт. В центральной камере происходит процесс хлопьеобразования. Здесь сточная жидкость перемешивается мешалками, а затем направляется в периферийную часть, где создается определенная скорость потока и образуется «взвешенный фильтр». Этот фильтр состоит из хлопьев коагулянта и способствует задержанию взвешенных частиц.
34. Механическая очистка применяется для отделения из сточных вод твердых и взвешенных веществ и в большинстве случаев является предварительным этапом перед последующими, более тонкими методами очистки. При этом загрязненные воды осветляются на 30-60%, что облегчает эксплуатацию очистных сооружений.
Наиболее типичными в этой группе являются способы процеживания, отстаивания, инерционного отделения, фильтрования и нефтеулавливания (как разновидность отстаивания).
Процеживание - первичная стадия обработки сточных вод для извлечения из них крупных нерастворимых примесей и более мелких волокнистых фракций. Вода пропускается через специальные металлические решетки с шагом 5-25 мм, установленные наклонно, которые периодически очищаются от осадка.
Отстаивание - удаление из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, а под воздействием выталкивающих сил всплывают на его поверхность. Очистку сточных вод отстаиванием осуществляют в песколовках, отстойниках, осветлителях и нефтеуловителях.
Песколовки применяют для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Представляют собой прямоугольные или круглые резервуары из железобетона. Выпавший осадок собирается в приямок и удаляется либо в песковые бункеры, либо на песковые площадки. Как правило, время нахождения воды в песколовках (0,5-2 минуты) значительно ниже, чем в отстойниках (до 1,5 часов).
Отстойники по направлению движения воды подразделяют на вертикальные, горизонтальные, радиальные и комбинированные. Общими для них являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц внизу. С помощью отстойников из сточных вод выделяют частицы размером менее 0,25 мм.
В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц.
Для очистки сточных вод, содержащих нефть, при концентрации более 100 мг/л применяют нефтреловушки - прямоугольные резервуары, аналогичные горизонтальным отстойникам, в которых нефть и вода разделяются из-за разности их плотностей. Всплывшая нефть собирается на утилизацию.
Фильтрование - удаление взвешенного вещества из массы воды путем пропускания ее через слой пористого материала или через сетки с определенным размером отверстий. С помощью фильтрования очищают сточные воды, содержащие тонкодисперсные твердые примеси в небольшой концентрации. Фильтроматериалы достаточно разнообразны: кварцевый песок, гравий, антрацит, частички металлов и другие. Песчаные фильтры - основные очистители при водоподготовке.
Центрифугирование - процесс очистки сточных вод в гидроциклонах, которые по своей конструкции могут быть открытыми (безнапорными) и напорными. Принцип действия гидроциклонов основан на сепарации частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости. Преимущества гидроциклонов заключаются в высокой производительности, сравнительно низких капитальных затратах на строительство, компактности и возможности автоматизации их работы.
35. Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твердых и взвешенных частиц, так растворенных примесей. Один из наиболее распространенных методов очистки сточных вод. Применяется самостоятельно и в сочетании с механическими и биологическими методами очистки. Наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий. Физико-химическая очистка включает множество разных способов, основными из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция и другие.
Коагуляция - процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде образуют хлопья гидроксидов металлов. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и быстро оседают на дно резервуара. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси.
Флокуляция - один из видов коагуляции, процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. При этом процесс образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа интенсифицируется для повышения скорости их осаждения. Таким образом, введение коагулянтов в сточные воды позволяет, с одной стороны, снизить массу используемых коагулянтов, с другой - уменьшить продолжительность процесса хлопьеобразования и повысить скорость их осаждения.
Коагуляция наиболее эффективна для удаления из сточных вод эмульгированных веществ и тонкодисперсных частиц размером 1-100 мкм. Эффективность очистки может достигать 0,9-0,95. Наибольшее применение в качестве коагулянтов получили сульфат алюминия, гидрохлорид алюминия и хлорид железа. Их расход составляет 0,1-5 кг на кубометр сточных вод.
Весьма перспективным методом очистки сточных вод гальванических и травильных отделений от хрома и других тяжелых металлов, а также цианидов является электрокоагуляция - процесс образования нерастворимых гидроксидов в сточных водах при их прокачке через электрокоагулятор. Электрокоагулятор оснащен блоком электродов, выполняемых из стали или сплавов алюминия. На электроды подается постоянный ток. Под влиянием электрического поля, с одной стороны, дисперсные системы сточных вод становятся менее устойчивыми, с другой - они коагулируют с трудно растворимыми гидроксидами железа или алюминия, возникающими и переходящими в воду с электродов.
Несмотря на повышенный расход электроэнергии, этот метод очистки сточных вод позволяет перейти на оборотное водоснабжение, так как в результате действия электрического поля вода практически полностью очищается от бактерий. Это приводит к увеличению срока службы используемой воды, исключает возможность появления заболеваний у обслуживающего персонала при обращении с бактериально загрязненной водой.
Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Применяется для очистки вод, содержащих ПАВ, нефть и нефтепродукты, масла, волокнистые частицы.
Виды флотационной обработки сточных вод: перенасыщение сточной воды воздухом (ваккумная и напорная), механическая и электрофлотация.
При вакуумной флотации сточную воду насыщают воздухом при атмосферном давлении в аэрационной камере и затем направляют во флотационную камеру, где вакуум-насосом поддерживается разрежение 30-40 кПа (225-300 мм рт.ст). выделяющиеся в верхнюю часть камеры пузырьки воздуха выносят загрязнения на поверхность воды. Процесс длится около 20 мин, концентрация взвешенных частиц не должна превышать 300 мг/л.
Напорная флотация протекает в две стадии: насыщение сточной воды воздухом под избыточным давлением и последующее резкое снижение давления до атмосферного.
Для механической флотации используют импеллеры (турбины насосного типа), форсунки и пористые пластины.
Разновидность метода - электрофлотация, при которой вода дополнительно обеззараживается за счет окислительно-восстановительных процессов у электродов.
Сорбция - процесс поглощения вещества (сорбата) из очищаемой среды твердым телом или жидкостью (сорбентом). Поглощение вещества массой жидкого сорбента - абсорбция, поверхностным слоем твердого сорбента - адсорбция. Если при поглощении происходит химическое взаимодействие сорбента и сорбата, процесс называют хемосорбцией.
При очистке сточных вод в качестве сорбентов применяют искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные илы. Наиболее эффективны активированные угли.
Работа сорбционной установки достаточно проста. Сточная вода поступает в адсорбер по трубопроводу. По другому трубопроводу подается адсорбент, который перемешивается со стоками импеллером. При этом адсорбент с поглощенными примесями оседает на дно адсорбера, откуда удаляется через специальный трубопровод. Сточная вода со взвешенными частицами сорбента поступает в отстойник, в котором частицы сорбента оседают на дно и удаляются, а очищенная сточная вода направляется для последующей обработки. Обычно сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций.
Сорбция способна обеспечить эффективную очистку воды от солей тяжелых металлов, непредельных углеводородов, частичек красящих веществ и т.п.
Экстракция - процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды).
Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех стадий. Первая - интенсивное перемешивание сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем), в результате чего образуются две жидкие фазы: экстракт, который содержит извлекаемое вещество и экстраген, и рафинат, который содержит сточную воду и экстраген. Вторая стадия - разделение экстракта и рафината, а заключительная - регенерация экстрагента из экстракта и рафината.
С помощью жидкостной экстракции очищают сточные воды от фенолов, масел, жирных кислот. Целесообразность использования этого метода определяется концентрацией органических примесей в сточных водах. В общем случае экстракция выгоднее адсорбции при концентрациях примесей выше 3-4 г/л.
Для экстракции из сточных вод фенолов применяют простые и сложные эфиры, а нефтепродуктов - бензол. Эффективность экстракционных методов очистки сточных вод достигает 0,8-0,95.
Ионный обмен - метод основан на процессе обмена между ионами, находящимися в растворе (в сточных водах) и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы - ионита. Позволяет извлекать и утилизировать из сточных вод соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть и радиоактивные вещества. При этом сточная вода может быть очищена до предельно допустимых концентраций вредных веществ и использоваться в технологических процессах или системах оборотного водообеспечения.
Наиболее распространены синтетические органические иониты - ионообменные смолы, представляющие синтетические полимеры с сетчатой структурой. Они отличаются высокой поглотительной способностью, механической прочностью, химической устойчивостью и большой гидрофильностью.
Ионный обмен производится в ионообменных фильтрах, которые в общих конструктивных чертах подобны механическим зернистым насыпным фильтрам.
Электродиализ - вариант ионного обмена. В нем ионитный слой заменен специальными ионообменными мембранами, а движущей силой является внешнее электрическое поле. Метод перспективен для очистки сточных вод от растворенных солей, ионов тяжелых металлов (хром, медь и т.д.) и фтора. Извлечение 1 кг фтора электродиализом в 5 раз дешевле реагентного метода. Электродиализ дает хорошие результаты при очистке вод от радиоактивных загрязнителей, особенно изотопов стронция.
Для очистки сточных вод от различных диспергированных примесей электрохимическими методами применяют процессы анодного окисления и катодного восстановления, а также диализ. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. В процессе электрохимического окисления вещества (цианиды, амины, альдегиды, нитросоединения и т.д.), находящиеся в сточных водах, полностью разлагаются, образуя СО2 , NН3 и воду или более простые и нетоксичные вещества. При катодном восстановлении из сточных вод удаляются ионы тяжелых металлов, которые осаждаются на катоде и могут быть рекуперированы.
Гиперфильтрация (обратный осмос) - процесс непрерывного молекулярного разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупронецаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы либо ионы растворенного вещества. При этом размеры отделяемых частиц (молекул, гидратированных ионов) сопоставимы с размерами молекул растворителя (воды).
Для гиперфильрации используют ацетатцеллюлозные, полиамидные и подобные им мембраны с ресурсом работы 1-2 г.
По сравнению с другими методами очистки гиперфильтрация требует малых энергозатрат, установки для очистки конструктивно просты и компактны, легко автоматизируются, фильтрат имеет высокую степень чистоты и может быть использован в оборотных системах водоснабжения, а сконцентрированные примеси сточных вод легко утилизируются или уничтожаются.
36. Химические методы связаны с расходом различных реагентов и потому достаточно дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения, а иногда для дополнительной очистки сточных вод до или после биологической очистки. С помощью химической очистки наиболее часто удаляют ионы тяжелых металлов.
К основным методам химической очистки относят нейтрализацию и окисление.
Нейтрализация - обработка воды щелочами или кислотами, известью, содой, аммиаком и т.п. с целью обеспечения заданной величины водородного показателя рН. Применяется во многих отраслях промышленности. Самый простой возможный способ нейтрализации сточных вод - смешение кислых и щелочных стоков на предприятии. На практике также применяются такие способы, как нейтрализация сточных вод реагентами (растворы кислот, негашеная известь, гашеная известь, кальцинированная сода, аммиак и др.), а также фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, доломит, магнезит, мел и др.). Наиболее дешевым и доступным реагентом является Са (ОН)2.
Окисление - метод очистки стоков, основанный на применении различных окислителей: газообразного и сжиженного хлора, диоксида хлора, гипохлората кальция и натрия, хлорной извести, кислорода воздуха и технического кислорода. Метод используется для обезвреживания стоков, содержащих токсичные соединения (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые нецелесообразно извлекать из сточных вод или очищать другими методами: стоки участков гальванических покрытий в машиностроении и приборостроении, стоки производств свинцово-цинковых и медных руд в горнодобывающей промышленности, стоки цехов варки целлюлозы в целлюлозобумажной промышленности и т.д.
В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций становятся менее токсичными и затем удаляются из воды. Очистка окислителями связана с большим расходом реагентов, поэтому ее применяют только тогда, когда загрязняющие вещества, например цианиды, растворенные соединения мышьяка и др., нецелесообразно или нельзя извлечь другими способами.
Окисление активным хлором - один из наиболее распространенных способов очистки стоков от ядовитых цианидов, сероводорода, гидросульфида, метилмеркаптана (рис.21). Окисление цианидов активным хлором до цианатов происходит за счет атомарного кислорода по схеме:
СN - +ОСl- → СNО- + Сl- (2.4)
Образовавшиеся цианаты легко гидрализуются до карбонатов:
СNО- + 2 Н2О → СО32- + N Н4+ (2.5 )
Товарный хлорат кальция содержит до 33% «активного» хлора, а гипохлорит кальция - до 60%.
Окисление кислородом воздуха наиболее часто используют для очистки воды от двухвалентного железа путем аэрирования воздуха через сточную воду. Реакция протекает по схеме:
4 Fe2+ + О2 + 2 Н2 О = 4 Fe3 + + 4 ОН- ,
Fe3 + +3 Н2О = Fe (ОН)3 + 3 Н+ (2.6)
Образовавшийся гидроксид железа отстаивают в контактном резервуаре, а затем отфильтровывают.
Озонирование основано на высокой окислительной способности озона, который при нормальной температуре разрушает многие органические компоненты сточных вод. При этом одновременно происходят обесцвечивание и обеззараживание сточной воды, а также насыщение ее кислородом
Длительность процесса очистки сточных вод значительно сокращается при совместном использовании ультразвука и озона или ультрафиолетового облучения и озона.
Очистку восстановлением используют тогда, когда сточные воды содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко употребительны для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка. Так, для восстановления ртути и ее соединений предложено применять сульфид железа, боргидрид и гидросульфит натрия, гидразин, железный порошок, алюминиевую пудру и другие.
37. Биологическая очистка сточных вод - технологический процесс очистки сточных вод, основанный на способности биологических организмов (редуцентов) разлагать загрязняющие вещества.
Биологическая очистка возможна в естественных условиях и в искусственных сооружениях. В обоих случаях органические примеси обрабатываются редуцентами (бактериями, простейшими, водорослями и т.п. ) и превращаются в минеральные вещества. В сточных водах, направляемых на биологическую очистку, содержание нефти и нефтепродуктов должно быть не более 25 мг∕л, ПАВ - не более 50 мг∕л, растворенных солей - не более 10 г∕л. Кислотность сточных вод не должна превышать 9, в противном случае микроорганизмы-минерализаторы погибнут.
В естественных условиях очистка производится на полях фильтрации или орошения (через почву) или в биологических прудах-отстойниках, в которых концентрация загрязнителей снижается до требуемых норм за счет процессов самоочищения, осуществляемых микроорганизмами, водорослями, беспозвоночными. Для нормальной работы прудов необходима температура не менее 60С, в связи, с чем в зимнее время они не эксплуатируются. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией.
Большой интерес для очистки воды представляют высшие водные растения: тростник, камыш, уруть, ряска и другие. Способность этих растений к накоплению и трансформации многих загрязняющих веществ делает их незаменимыми в общем процессе самоочищения водоемов. Широкое применение в нашей стране получило тропическое цветковое растение эйхорния. Она способна поглощать нефтепродукты, фенолы, сульфаты, фосфаты, хлориды, нитраты, СПАВы, щелочи, тяжелые металлы и может применяться там, где в течение не менее двух месяцев температура стоков составляет не ниже 160 С. Уничтожает патогенные микроорганизмы гнилостного ряда. Может использоваться для доочистки сточных вод на городских очистных сооружениях, на сельскохозяйственных и промышленных стоках.
В качестве искусственных сооружений биологической очистки сточных вод могут применяться аэротенки, окситенки, метатенки и биофильтры. В тенках (аэро - с подачей воздуха; окси - с подачей кислорода; мета - без доступа воздуха) сточные воды обрабатываются микроорганизмами. Разновидности этих сооружений чаще всего применяют на очистных сооружениях, куда не поступают промстоки.
Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары, разделенные перегородками на отдельные коридоры. Сточная вода, пройдя механическую очистку, смешивается с возвратным активным илом (биоценозом) и, последовательно пройдя по коридорам аэротенка, поступает во вторичный отстойник. Время нахождения обрабатываемой воды в аэротенке составляет 6-12 часов. Для поддержания активного ила во взвешенном состоянии, интенсивного его перемешивания и насыщения обрабатываемой смеси кислородом воздуха в аэротенках устраиваются системы аэрации (механическая или пневматическая). Во вторичном отстойнике осевший на дно активный ил отводится в резервуар насосной станции, а очищенная сточная вода поступает на дальнейшую доочистку, либо дезинфицируется.
Концентрация иловой массы в аэротенках (доза по сухому веществу) составляет 2-5 г∕л; расход воздуха 5-15 м3 на 1 м3 сточной воды; нагрузка по органическим загрязнениям 400-800 мг БПК на 1 г беззольного активного ила в сутки. При этих условиях обеспечивается полная биологическая очистка. Окислительная способность окситенков в 3 раза выше.
На промышленных очистных сооружениях чаще применяются биофильтры, в которых активная биологическая среда образуется на специальной загрузке (шлак, керамзит, гравий и т.п.).
Биофильтры представляют собой резервуары круглой или прямоугольной формы, которые заполняются загрузочным материалом. Объемный материал, состоящий из гравия, керамзита, шлака, засыпается слоем высотой 2-4 м. Плоскостной материал выполняется в виде жестких (кольцевых, трубчатых элементов из пластмасс, керамики, металла) и мягких (рулонная ткань) блоков, которые монтируются в теле биофильтра слоем 8 м.
Сточная вода, подаваемая выше поверхности загрузочного материала, равномерно распределяется через него, при этом на поверхности материала образуется биологическая пленка (биоценоз), аналогичная активному илу в аэротенке. Загрузочный материал поддерживается решетчатым днищем, сквозь отверстия которого обработанная сточная вода поступает на дно биофильтра и с помощью лотков отводится во вторичный отстойник.
Производительность биофильтров с объемной загрузкой составляет 200-800 г БПК на 1м3 объема загрузочного материала в сутки, биофильтров с плоскостной загрузкой - 2 кг БПК на 1м3 в сутки. Биофильтры с плоскостной загрузкой целесообразнее применять в качестве первой ступени двухступенчатой биологической очистки тогда, когда имеют место залповые выбросы высококонцентрированных производственных сточных вод или производится реконструкция очистных комплексов. В этом случае эффект работы биофильтров с плоскостной загрузкой составляет 0,5-0,7% и производительность может достигать 5-10 БПК на 1м3 в сутки.
Биологическая очистка не обеспечивает полного уничтожения в сточных водах болезнетворных бактерий. Поэтому после нее воду дезинфицируют жидким хлором или хлорной известью, озонированием, ультрафиолетовым излучением, электролизом или ультразвуком.
38. В естественных условиях очистка сточных вод происходит на полях фильтрации и в биопрудах.
Поля фильтрации - это специальные участки, отведенные для сброса загрязненных сточных вод и заселенные почвенными аэробными бактериями. При попадании в почву, вредная органика сточных вод подвергаются окислению микроорганизмов, с конечным образованием углекислого газа и воды. Одновременно с процессами переработки органики сточных вод, имеет место синтез биомассы бактерий.
Аэробное оксидация в биопрудах является процессом минерализации органики сточных вод под действием бактерий, живущих в воде. Биопруды являются водными объектами, в которых создано благоприятные для жизни микроорганизмов условия, такие как малая глубина, большое количество водорослей, насыщающих воду кислородом и т.п. Строительство биопрудов может быть использовано и для очистки производственных сточных вод, и для очистки рек, впадающих в водохранилища.
39. Адсорбционный — вредные примеси улавливают с помощью поглотителей, в качестве которых используют активированный уголь (как в противогазе), известняк, а также поглощающие жидкости — щелочные растворы аммиака и извести. Недостатки — необходимость установки громоздкого оборудования и периодической очистки поглощающей жидкости.
Окислительный способ заключается в выжигании вредных горючих примесей до углекислого газа и воды; правда, здесь возникает проблема выбросов излишних объемов углекислого газа.
Каталитический — пропускание выбрасываемой газовой смеси через твердые катализаторы, в качестве которых чаще всего используют металлические сетки (например, из платины или ванадия) или оксиды металлов (цинка, алюминия, марганца и т.д.). Напомним, что катализаторы — это вещества, ускоряющие химические реакции, но сами в них не расходующиеся.
Иногда бывает целесообразно использовать сочетание перечисленных выше методов (например, применяют адсорбционноокислительный метод или каталитическое окисление).
Пока речь шла об очистке промышленных газовых выбросов. Основной вклад в такое загрязнение воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, строительной индустрии, целлюлозно-бумажной промышленности и энергетики, а также бытовые котельные.
Однако в крупных городах главным источником загрязнения воздуха является все-таки не промышленность, а автотранспорт. Сейчас на Земле постоянно функционирует около миллиарда автомобилей. Отработанные автомобильные выбросы содержат соединения свинца, кадмия, цинка, марганца, меди, хрома, кобальта, олова. Даже у совершенно здоровых людей загрязненный воздух вызывает усталость, плохой сон, кашель, головную боль. По данным медиков, в домах, стоящих рядом с крупными автомагистралями (до 10 м), жители заболевают раком в 3—4 раза чаще, чем в домах, расположенных хотя бы в 50 м от дороги. Автотранспорт также отравляет водоемы, почву и растения. Как получить экологически чистый автомобиль? Еще более 20 лет назад возникла идея ликвидировать вредные выхлопы еще до выброса их в атмосферу, для чего на пути отработавших газов стали устанавливать каталитические нейтрализаторы, окисляющие несгоревшие углеводороды и угарный газ до углекислого газа и восстанавливающие оксиды азота до азота и кислорода. В качестве катализаторов используют благородные металлы: платину, палладий и родий. Катализатор наносят на инертную подложку из гофрированной фольги или керамики. Кроме катализаторов, выхлопные газы проходят через фильтры из пенокерамики и пенометалла.
Каталитические нейтрализаторы выпускают двух видов: окислительные и бифункциональные. Первые уменьшают выбросы оксидов углерода и углеводородов на 80—90%, в них осуществляется дожигание продуктов неполного сгорания с помощью нагнетателей, пульсаров или эжекторов. Вторые снижают количество выбрасываемых оксидов углерода, углеводородов и оксидов азота на 70—80%, в них происходит, с одной стороны, восстановление оксидов азота до азота и кислорода, с другой — окисление оксидов углерода и углеводородов до углекислого газа и воды. Чтобы эти процессы протекали эффективно и синхронно, состав горючей смеси необходимо поддерживать в очень узких пределах, для чего используют специальный датчик — зонд.
40. Классификация природных ресурсов по происхождению
Ресурсы природных компонентов (минеральные, климатические, водные, растительные, земельные, почвенные, животного мира).
Ресурсы природно-территориальных комплексов (горнопромышленные, водохозяйственные, селитебные, лесохозяйственные).
Природные ресурсы (тела или явления природы) возникают в природных средах (водах, атмосфере, растительном или почвенном покрове и т.д.) и в пространстве образуют определенные сочетания, меняющиеся в границах природно-территориальных комплексов. На этом основании они подразделяются на две группы: ресурсы природных компонентов и ресурсы природно-территориальных комплексов.
1. Ресурсы природных компонентов.
Каждый вид природного ресурса обычно формируется в одном из компонентов ландшафтной оболочки. Он управляется теми же природными факторами, которые создают данный природный компонент и влияют на его особенности и территориальное размещение. Ресурсы выделяют по принадлежности к компонентам ландшафтной оболочки. Эта классификация широко употребляется в нашей и зарубежной литературе.
При использовании приведенной классификации основное внимание уделяется закономерностям пространственного и временного формирования отдельных видов ресурсов, их количественным, качественным характеристикам, особенностям их режима, объемам естественного восполнения запасов. Научное понимание всего комплекса естественных процессов, участвующих в создании и накоплении природного ресурса, позволяет правильнее рассчитать роль и место той или иной группы ресурсов в процессе общественного производства, системе хозяйства, а главное - дает возможность выявить предельные объемы изъятия ресурса из природной среды, не допуская его истощения или ухудшения качества.
2. Ресурсы природно-территориальных комплексов.
На данном уровне подразделения учитывается комплексность природно-ресурсного потенциала территории, вытекающая из соответствующей комплексной структуры самой ландшафтной оболочки. Каждый ландшафт обладает определенным набором разнообразных видов природных ресурсов. В зависимости от свойств ландшафта, его места в общей структуре ландшафтной оболочки, сочетания видов ресурсов, их количественные и качественны характеристики меняются очень существенно, определяя возможности освоения и организации материального производства. Часто возникают такие условия, когда один или несколько ресурсов определяют направление хозяйственного развития целого региона. Практически любой ландшафт имеет климатические, водные, земельные, почвенные и другие ресурсы, но возможности хозяйственного использования весьма различны. В одном случае могут складываться благоприятные условия для добычи минерального сырья, в других - для выращивания ценных культурных растений или для организации промышленного производства, курортного комплекса и т.д.
На этом основании выделяются природно-ресурсные территориальные комплексы по наиболее предпочтительному виду хозяйственного освоения. Они делятся на: 1) горнопромышленные, 2) сельскохозяйственные, 3)водохозяйственные, 4) лесохозяйственные, 5) селитебные, 6) рекреационные.
Использование только одной классификации видов ресурсов по их происхождению (или "природной классификации", по определению А.А. Минца) недостаточно, так как она не отражает экономического значения ресурсов и их хозяйственной роли. Чаще применяется классификация по направлению и формам хозяйственного использования ресурсов.