Инженерная охрана окружающей природной среды

Из загрязняющих подземные  воды веществ преобладают : нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

    В России широко  осуществляются мероприятия по  охране окружающей Среды, в  частности по очистке производственных  сточных вод. Одним из основных  направлений работы по охране  водных ресурсов является внедрение  новых технологических процессов  производства, переход на замкнутые  (бессточные) циклы водоснабжения,  где очищенные сточные воды  не сбрасываются, а многократно  используются в технологических  процессах. Замкнутые циклы промышленного  водоснабжения дадут возможность  полностью ликвидировать сбрасываемые  сточных вод в поверхностные  водоемы, а свежую воду использовать  для пополнения безвозвратных  потерь. В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод. Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному охлаждению позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние  на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико- химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение.

Загрязнение литосферы.

     Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых отходов.

Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом.

     Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки.. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.

      Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин - изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.

     Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.

      Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами − цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.  Особенностью тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и живых организмов. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Однако превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям.

Тяжелые металлы накапливаются  в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут попасть в организм животных и людей и вызывать нежелательные последствия.

Установлено, что ртуть  в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими  из строя измерительными приборами. Весьма токсичным для живых организмов является свинец. Из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг его поступает в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании этилированного бензина. Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Большую опасность для  человека представляет накопление в  почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений.

     Загрязнение почвы пестицидами. Почва загрязняется также при использовании в сельском хозяйстве пестицидов. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях.

Загрязнение литосферы при  захоронении радиоактивных отходов.

В процессе ядерной реакции  на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная  часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных  реакторов в виде отходов. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в  реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного  ядерного представляют собой трудно решаемую проблему.Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива.В настоящее время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения.Захоронение радиоактивных отходов - это, прежде всего временное их удаление, а что с ними произойдет через 50,100 лет?

Обезвреживание жидких радиоактивных отходов.

Жидкие высокоактивные радиоактивные  отходы хранят в аппаратах объемом  до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и  с мешалкой. Такие аппараты устанавливают  в бетонных камерах. Для того чтобы  не произошло взрыва выделяющегося  при хранении водорода, аппарат непрерывно продувают воздухом, который, в свою очередь, очищают от радиоактивных  аэрозолей в специальных фильтрах. Содержимое аппаратов постоянно  перемешивают для предотвращения образования  взрывоопасных осадков. Кроме того, осаждение радиоактивных солей  может резко повысить температуру  в аппарате и вызвать тепловой взрыв с выбросом радиоактивного раствора. Во избежание этих явлений  аппараты снабжены холодильниками. Срок эксплуатации таких аппаратов составляет 20-30 лет. Затем жидкие отходы переливают в новые аппараты. Такой процесс  может продолжаться несколько сот  лет.

Обезвреживание, утилизация и ликвидации твердых бытовых отходов.

Одним из массовых загрязнений  почвы являются твердые бытовые отходы. На каждого городского жителя в течение года образуется около 500 кг твердых бытовых отходов, из них 52 кг - полимерные.

Проблема обезвреживания, утилизации или ликвидации твердых бытовых отходов является актуальной до настоящего времени. Многочисленные городские свалки, занимающие десятки и сотни гектаров земли, являются источниками едкого дыма во время сжигания бытового мусора и загрязнения подземных вод из-за просачивания вредных веществ в грунтовые воды. Поэтому в последние годы уделяется большое внимание разработке способов утилизации или уничтожения твердых бытовых отходов.

В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации твердых бытовых отходов:

- складирование на полигоне:

 Для создания полигона  выделяют земельный участок площадью 20-40 гектаров с глинистой или  тяжелой суглинистой почвой. Выбор  такой почвы обусловлен следующим. Дождевые и талые воды проходят через слой твердых бытовых отходов толщиной в несколько десятков метров, извлекают из него растворимые вредные компоненты и образуют сточные воды полигона. Глинистые и суглинистые почвы препятствуют проникновению таких сточных вод в пласты подземных вод.

Срок эксплуатации полигона составляет 15-20 лет. Полигон должен располагаться не ближе 500 м от жилой  постройки и не дальше 500 м от дороги с твердым покрытием.

- аэробное биотермическое компостирование:

Наиболее перспективной  является утилизация ТБО на заводах, работающих по технологии аэробного биотермического компостирования. При этом ТБО обезвреживаются и превращаются в компост, который представляет собой органическое удобрение, содержащее азот, фосфор, калий и микроэлементы. В результате превращения в компост составные элементы ТБО вовлекаются в естественный круговорот веществ в биосфере.

- сжигание на специальных мусоросжигательных заводах:

Среди способов обезвреживания твердых бытовых отходов большое  внимание уделяется их ликвидации путем  сжигания в специальных печах. В  то же время обычные процессы сжигания твердых бытовых отходов сопровождается образованием сильно токсичных газообразованых веществ, в том числе и диоксинов.

Весьма перспективным  считается сжигание ТБО в расплавах  металлов или в расплавленном  шлаке. Преимущество этого способа  заключается в том, что из-за высокой  температуры таких расплавов  разложение твердых бытовых отходов  происходит очень быстро и полностью, а минеральные составляющие расплавляются  и переходят в шлак.

Выбор способа определяется с учетом экологических, экономических, ландшафтных, земельных и других факторов.

     Интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.Бережное и грамотное обращение с землей на сегодняшний день стало самой актуальной проблемой.

Инженерная охрана окружающей природной среды

Природоохранная деятельность предприятий

Природоохранной является любая деятельность, направленная на сохранение качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы. К ней относится как крупномасштабная, осуществляемая на общегосударственном уровне деятельность по сохранению эталонных образцов нетронутой природы и сохранению разнообразия видов на Земле, организации научных исследований, подготовке специалистов-экологов и воспитанию населения, так и деятельность отдельных предприятий по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, снижению норм использования природных ресурсов и т. д.. Такая деятельность осуществляется в основном инженерными методами.

Существуют два основных направления  природоохранной деятельности предприятий. Первое − очистка вредных выбросов. Этот путь «в чистом виде» малоэффективен, так как с его помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в биосферу. К тому же сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды ведет к усилению загрязнения другого. Например, установка влажных фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды. Уловленные из отходящих газов и сливных вод вещества часто отравляют значительные земельные площади.