Шпаргалка по "Экологии"

R-H + NH3 -» R-NH4

Подобные реакции происходят и при удалении диоксида серы SO, из газовой смеси с помощью ионитов анионного типа (анионитов):

R-C03 + S02 -> R-SO3 + C02

R-OH + S02 -» R-HSO3

Регенерация ионитов осуществляется промывкой их водой, слабыми растворами кислот (для катионитов), щелочей или содой Na2COs (для анионитов).

Последние два метода называют мокрыми. Основной их недостаток - резкое понижение температуры газов, что приводит к снижению эффективности их рассеивания в атмосфере.

Адсорбция - процесс избирательного поглощения компонентов газовой смеси твердыми веществами. При физической адсорбции молекулы адсорбента не вступают в химическое взаимодействие с молекулами газовой смеси. Требования к адсорбентам: большая

аДСОрбцИОННаЯ  СПОСОбнОСТЬ,  СелеКТИВНОСТЬ  (лат. selectio - выбор, отбор),

химическая инертность, механическая прочность, способность к регенерации, низкая стоимость. Наиболее распространенные адсорбенты - активные угли, силикагели, алюмосиликаты. С увеличением температуры адсорбционная способность снижается. На этом свойстве основан процесс регенерации, которую осуществляют либо нагревом насыщенного адсорбента до температуры выше рабочей, либо продувкой его горячим паром или воздухом.

Катси                         годы очистки газов основаны на использова-

нии катализаторов, ускоряющих химические реакции. В последние годы каталитические методы применяются для нейтрализации выхлопных газов автомобилей, т. е. превращения токсичных оксидов азота NO и углерода СО в нетоксичные: газообразный азот N2 и диоксид углерода С02. При этом используют различные катализаторы: медно-никелевый сплав, платину на глиноземе, медь, никель,

хром и др.:

2NO + 2СО -* N2 + 2С02

2NO + 2Н2 к% N2 + 2Н20

2СО + 02 к% 2С02

■ Очистка сточных вод. В зависимости от типа процессов, протекающих в очистных сооружениях, различают механическую, физико-химическую и биологическую очистку сточных вод. На очистных сооружениях образуются большие массы осадков, которые подготавливают к дальнейшему использованию: обезвоживают, сушат, обезвреживают и обеззараживают. При необходимости сточные воды, прошедшие сооружения полной биологической очистки, подвергают доочистке. После очистки, перед сбросом в водоемы, сточные воды должны обеззараживаться с целью уничтожения  патогенных микроорганизмов.

ическая очистка предназначена для задержания не-растворенных примесей. К сооружениям для механической очистки относятся: решетки и сита (для задержания крупных примесей), песколовки (для улавливания минеральных примесей, песка), отстойники (для медленно оседающих и плавающих примесей) и фильтры (для мелких нерастворенных примесей). Специфические загрязнения производственных сточных вод удаляются с помощью жироловок, нефтеловушек, масло- и смолоуловителей и др. Очистные сооружения располагаются по высоте обычно таким образом, чтобы вода из одного в другое поступала самотеком. Механическая очистка - это, как правило, предварительная ступень перед биологической очисткой. В некоторых случаях можно ограничиться механической очисткой: например, если небольшое количество сточных вод сбрасывается в очень мощный водоем, или, если вода после механической очистки повторно используется на предприятии. При механической очистке удается задерживать до 60 % нерастворенных примесей.

Физико - химические методы очистки применяются, в основном, для производственных сточных вод (в случае бытовых стоков их применение ограничено по экономическим соображениям). К этим методам относятся: реагентная очистка (нейтрализация, коагуляция, озонирование, хлорирование и др.), сорбция, экстракция   (лат. extrahere - извлекать),   ЭВОПОраЦИЯ   (лат. evaporatio - выпаривание),  флО-

тация, электродиализ и др.

Наибольшее распространение находят методы реагентной очистки с применением коагулянтов, в качестве которых используют сернокислый алюминий Al2(SOJ3, хлорное железо FeCl3, сернокислое железо Fe2(S04)3, известь СаСОэ и др. Соли-коагулянты способствуют укрупнению частиц, образуя хлопья, что делает возможным дальнейшее осаждение и фильтрование мелких нерастворенных, коллоидных и частично растворенных примесей. В ряде случаев физико-химическая очистка обеспечивает такоеиологическая очистка сточных вод основана на использовании микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности разрушают органические соединения, т.е. минерализуют их. Микроорганизмы используют органические вещества в качестве источника питательных веществ и энергии. Сооружения биологической очистки условно делят на два типа: сооружения, в которых процессы протекают в условиях, близких к естественным, и те, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях. К первым относятся поля фильтрации и биологические пруды, ко вторым - биофильтры и аэротенки. В  Малоотходное  и   безотходное  производство.   Для

кардинального решения проблемы экологии, снижения ресурсоемкое™  и  энергоемкости  производства  необходимо обеспечить кругооборот сырья, утилизировать вторичные ресурсы, полностью использовать все, что добывается из недр, на основе комплексной переработки,   т.   е.   перестроить  производство  таким  образом, чтобы технологии стали максимально безотходными, экологически чистыми и экономически выгодными. Эти технологии заимствуют свои  принципы у природы:  отходы  одних организмов являются важнейшим ресурсом для других. Например, харьковскими учеными создана технология извлечения графита из копоти металлургических   заводов;   ее   внедрение   позволяет   отказаться   от  добычи графитовых руд, исключить складирование отходов производства, улучшить состояние атмосферы. Наиболее рациональным решением проблемы охраны водоемов от загрязнения сточными водами является создание замкнутых систем водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий, т.е. использование очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения. При этом свежая вода забирается из источников водоснабжения только для питьевых целей.

Городские сточные воды также иногда используют повторно на предприятиях разных отраслей. Использование биологически очищенных сточных вод в оборотных системах водоснабжения позволяет частично или полностью отказаться от свежей воды. Доля сточных вод в подпитке оборотных систем может составлять от 5 до 100 %. Замкнутые и оборотные системы водоснабжения -основа бессточных предприятий с локальными очистными установками, повторным использованием сточных вод и рекуперацией отходов (рис.   11.19).

Конечная цель безотходного производства достигается при прохождении нескольких ступеней переработки отходов всех видов. Система малоотходна, если на гт стадии производства, выделяемые отходы незначительно воздействуют на окружающую среду. Она считается безотходной, когда отходы /7-й стадии вновь поступают в производство или становятся совершенно безвредными. Утилизация и ликвидация твердых отходов. Обезвреживание и утилизация твердых бытовых и промышленных отходов -последняя ступень очистки. Методы обезвреживания твердых отходов делятся на ликвидационные (решают санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решают задачи экологии и экономики).

Выделяют                                 методы (разрушение органической

части микроорганизмами),                             (сжигание на мусоропе-

рерабатывающих предприятиях, пиролиз),                           (гидролиз),

(прессование с применением связующих на полигонах). Выбор метода для конкретного города зависит от местных условий и осуществляется на основе технико-экономического сравнения. Разрез полигона для захоронения твердых отходов показан на рис.  11.20.

Большая часть твердых промышленных отходов токсична, поэтому захоранивать их нужно в толще глины.

Особо вредные промышленные отходы принимают на полигон в герметически упакованных металлических контейнерах и захоранивают в глубоких котлованах. Кроме технологического паспорта, с каждой партией направляются два акта: в одном подтверждается герметичность упаковки контейнера, в другом указываются название отходов, их количество и причины списания

 

21.Понятие, ступени, цели и значение экологического мониторинга.

 

Под мониторингом (от лат. «монитор» — напоминающий, надзирающий) понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Основной принцип мониторинга — непрерывное слежение.                   . Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мо- '1 ниторинга —- наблюдение за состоянием окружающей природ-  i ной среды и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на \ биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но мониторинг — это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей природной среды.

По территориальному охвату различают три ступени или бло- . ка современного мониторинга — локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, при-родно-хозяйственный ж глобальный (биосферный, фоновый) (табл. 21.1). В программу биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга, проводимого на локальном уровне вхо-. дят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами. Постоянным на- ;; блюдениям подвергаются следующие загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека:

— в поверхностных водах — радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бенз(а)пирен, рН, минерализация, азот, нефтепродукты, фенолы, фосфор;

— в атмосферном воздухе — оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды;

— в биоте — тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор.                                               , \

Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия, как радиацию, шум, вибрацию, электромагнитные поля и др.   .'• .

Пункты экологических наблюдений располагают в местах! концентрации населения и районах интенсивной его деятель-! ности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные] линии связи человека (трофические и др.) с естественными и - ■ искусственными ""компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др. В составе биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга большое внимание уделяют наблюдениям за ростом врожденных дефектов в популяциях человека и динамикой генетических последствий загрязнения биосферы, в первую очередь мутагенами. Экологическую опасность их трудно переоценить, ибо, как подчеркивают Д. П. Никитин и Ю. В. Новиков (1980), «мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой материи, — генетическую программу человека, а также генофонды популяций всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу».

На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду антропогенных воздействий. Изучают трофические связи (биологические круговороты) и их нарушения, оценивают возможность использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируют характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона, и т. д.

Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Основными целями этой программы являются:

— организация расширенной системы предупреждения об угрозе здоровью человека;

— оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат;

— оценка количества и распределения загрязнений в биологических системах, особенно в пищевых цепочках;

—- оценка критических проблем, возникающих в результате сельскохозяйственной деятельности и землепользования;

— оценка реакции наземных экосистем на воздействие ок-

ружающей среды;

— оценка загрязнения океана и влияния загрязнения им морские экосистемы;

— создание системы предупреждений о стихийных бедствиях в международном масштабе.

При выполнении работ по программе глобального мониторинга особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной среды из Космоса. Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функционировании экоси-' стем как на региональном, так и на глобальном уровнях. В сравнении с другими видами мониторинга космический имеет ряд практически значимых преимуществ. По данным Г. И. Марчука (1990), с его помощью возможно, в частности, оперативно получать информацию о природной среде с больших территорий Земли, что особенно важно при возникновении ураганов, наводне- \ ний и других стихийных бедствий. Чрезвычайно важным является создание системы космического мониторинга лесных пожаров для малозаселенных пространств.

В России функционирует разветвленная общегосударственная служба наблюдения по всем ступеням мониторинга — локальном, региональном и глобальном. Обобщая результаты наблюдения на всех трех уровнях мониторинга, получают объективную картину антропогенных и природных процессов в различных регионах страны. С этой целью на многочисленных станциях, створах контроля, стационарных постах, в химических лабораториях, на самолетах, вертолетах и космических аппаратах наблюдают за загрязнением атмосферы, вод, почв, донных отложений, околоземного пространства, организуют слежение за состоянием земель, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью животного и растительного мира и т. д.

Основной объем наблюдений выполняют службы Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Рос-комгидромет России). С 1995 г. в России с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения введена Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ) (рис. 21.1, Петров, 1995). К основным ее задачам, в част-

 

22.Понятие и элементы экологического риска. Зоны повышенного экологического риска.

 

В последние годы в России приоритеты в природоохранной политике, основанные на учете ПДК и других норм и нормативных воздействий на природу, пересматриваются. Причина: | невысокая эффективность нормативного подхода из-за возможноетй субъективного подхода к «норме» и манипулирования этим понятием (Порядин, 1998). В связи с этим в основу государственной экологической политики в условиях прогрессирующего загрязнения постепенно закладывается концепция экологического риска.