- •Дисциплина «Основы рационального природопользования»
- •Окружающая среда. Природоведение, природопользование и природообустройство. Природные ресурсы и природные условия. Природно-ресурсный потенциал.
- •Основные принципы рационального природопользования. Основные направления государственной политики рф в области природопользования.
- •Законы природопользования. Правило уменьшения количества природных ресурсов в единице продукции. Правило увеличения темпов цикличности природных ресурсов. Закон интегрального ресурса.
- •Природные ресурсы. Классификации природных ресурсов.
- •Основные виды природных ресурсов. Состояние и перспективы использования.
- •Природные ресурсы рф. Особенности распределения природных ресурсов по территории рф.
- •Минерально-энергетические ресурсы рф.
- •Население рф – как основной природные ресурс. Влияние социально-экологических факторов среды обитания на здоровье населения.
- •Социально- экономические изменения. Это прежде всего экономические стимулы – вознаграждения и штрафы для поощрения сокращения рождаемости, а также изменение роли женщины.
- •Территориальное планирование природопользования.
- •Экологическое картографирование
- •1. По сложности:
- •2. По принципам картографирования:
- •3. Карты охраны природы:
- •Государственные природные кадастры
- •Географические информационные системы
- •Особо охраняемые природные территории. Оптимальное соотношение интенсивно используемых и охраняемых территорий.
- •Природопользование в индустриальных районах (крупный и малый город). Экологические проблемы в городах.
- •Сельскохозяйственное природопользование в России. Природопользование в рекреационных районах и в районах нового освоения.
- •Рекреационное природопользование
- •Влияние уровня экономики на характер природопользования. Международные связи и международное сотрудничество в решении проблем природопользования.
- •Проблемы природопользования в добывающей промышленности. Проблем рекультивации нарушенных при горных выработках земель.
- •Промышленное лесопользование. Промысловое природопользование.
- •Промысловое природопользование
- •Природопользование по отраслям: строительство (промышленное, транспортное и городское), энергетика, сфера услуг, торговля, коммунальное хозяйство????????
- •Размещение отходов добычи, переработки и использования природного сырья, а также продуктов промышленности и сельского хозяйства.
- •Нефтехимия, нефте- и газопереработка.
- •Крупные плотины и водохранилища.
- •Особенности природопользования в авиации и космонавтике (от производства до эксплуатации летательных аппаратов).
- •Экономические механизмы управления природопользованием
- •Альтернативная энергетика как перспективный путь рационального природопользования. Энергия солнца
- •Энергия ветра
- •Энергия морских течений.
- •Энергия приливов и отливов.
- •Энергия волн.
- •Тепловая энергия океана.
- •Геотермальная энергия
- •Энергия биомассы
- •Малоотходное и безотходные производство: основные положения и принципы. Ресурсосберегающие технологии. Нанотехнологии. Биотехнологии.
- •Современная законодательная база рф в области природопользования. Международное сотрудничество и опыт в области управления природными ресурсами.
- •Предпосылки перехода к устойчивому развитию биосферы. Практические мероприятия, необходимые для устойчивого развития в рф.
Малоотходное и безотходные производство: основные положения и принципы. Ресурсосберегающие технологии. Нанотехнологии. Биотехнологии.
Безотходное производство – способ производства продукции (в рамках процесса, предприятия, производственного комплекса – ТПК), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле "сырьевые ресурсы – производство – вторичные сырьевые ресурсы", т.е. таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.
В качестве промежуточного этапа рассматривается малоотходное производство, под которым понимается такой способ производства (в тех же рамках), при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами. При этом по техническим, организационным, экономическим или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.
Рассматривая концепцию безотходного производства, необходимо обратить внимание на три основных положения:
Необходимость использования сырьевых ресурсов в цикле, включающем и сферу потребления, означает, что замкнутый цикл может быть реализован только на уровне ТПК. В этой концепции заложены принцип кооперации производства и региональный подход. Безотходное производство – это замкнутая система, организованная по аналогии с природными экологическими системами. Его основу составляет сознательно организованный человеком круговорот сырья, продукции и отходов.
Обязательно включение в производство всех компонентов сырья. Должно быть обеспечено максимально возможное использование потенциала энергетических ресурсов, естественно, ограниченное вторым законом термодинамики. На полное использование энергии безотходное производство и не претендует, речь идет только о максимально возможном рациональном ее использовании. Термин "безотходное производство" точнее относить к территориально-производственным комплексам, а прогрессивные экологически чистые технологии называть малоотходными и ресурсосберегающими.
Необходимо сохранение нормального функционирования окружающей среды, сложившегося экологического равновесия.
Безотходное производство не должно оказывать неблагоприятного воздействия в первую очередь на здоровье человека. Критериями качества окружающей среды в настоящее время являются ПДК или рассчитанные на их основе ПДВ и ПДС.
Создание безотходного производства – длительный процесс, требующий решения ряда взаимосвязанных технологических, экономических, организационных, психологических и др. задач, которое должно базироваться на определенных принципах, указанных ниже применительно к разным сферам. Необходимо исследовать и проработать следующие технические процессы:
Технологические процессы: разработка новых процессов, снижающих или практически исключающих образование отходов и отрицательное воздействие на окружающую среду; комплексное использование всех компонентов сырья и максимально возможное использование потенциальных энергоресурсов; геотехнологические методы разработки месторождений полезных ископаемых; безводные методы обогащения и переработки месторождений; замена химических процессов с использованием агрессивных сред на механические; замена, при возможности, первичных сырьевых и энергетических ресурсов вторичными: разработка и внедрение перспективных высокоэффективных методов очистки промышленных выбросов и сточных вод; создание энерготехнологических процессов; разработка и внедрение непрерывных процессов; интенсификация и автоматизация процессов.
Сырье, материалы и энергоресурсы: обоснованность их качества, использование для технологических нужд сырья и материалов не более высокого (например, питьевой воды) , а строго определенного качества; предварительная подготовка сырья и топлива, извлечение наиболее токсичных компонентов (например, серы из угля); замена высокотоксичных веществ (например, ртути, кадмия, свинца и др.) менее токсичными; замена, при возможности, сырья и энергоресурсов нетрадиционными, местными, попутно добываемыми и перерабатываемыми.
Аппаратное оформление: разработка принципиально новых аппаратов, совмещающих в себе ряд процессов; оптимизация размеров и производительности; герметизация; использование новых конструктивных материалов, позволяющих увеличить долговечность аппаратов, уменьшить их массу и т.п.
Готовая продукция: безвредность; длительность использования; обеспечение возможности рециклизации после физического или морального износа; быстрая биоразлагаемость при попадании в окружающую среду (например, широко распространенной тары, упаковочных материалов); удобство эксплуатации.
Организация безотходного производства: принцип системности (ключевой); цикличность потоков веществ и материалов; возможность комбинирования производства на основе комплексного использования сырья и энергоресурсов; возможность кооперации производств на основе переработки и утилизации отходов; обоснованность района и площадки строительства с учетом фонового загрязнения окружающей среды, перспектив развития данного производства и других видов хозяйственной деятельности в регионе; создание территориально-производственного комплекса; рациональная организация производства; создание региональных центров (или систем) по обезвреживанию и переработке отходов, прежде всего токсичных.
При организации современного производства необходимо наряду с обеспечением цикличности в использовании природных ресурсов особое внимание уделить снижению количества отходов, особенно токсичных, образующихся в ходе производственных процессов.
Создание замкнутых технологических систем проще всего проанализировать на примере бессточных систем водообеспечения. Оптимальный вариант замкнутой системы водоснабжения должен быть основан на следующих принципах:
на предприятиях должна быть создана единая система водного хозяйства, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод как подготовку их для повторного использования;
свежая вода должна использоваться только для особых целей и восполнения потерь в системах;
очистка должна сводится к регенерации отработанных технологических растворов и воды с целью их повторного использования в производстве;
при этом необходимо создание локальных замкнутых систем технического водоснабжения (они служат основными звеньями замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий);
методы, применяемые для регенерации технологических растворов и воды, должны обеспечивать одновременное извлечение ценных компонентов и доведение образующихся отходов до товарного продукта или вторичного сырья.
Экологически замкнутый комплекс – не вспомогательная, а как основная завершающая операция производства товарного продукта. Необходимо отметить, что экологически замкнутые ТПК лучше создавать на стадии проектирования. Системный подход к их созданию с полной утилизацией отходов – одно из наиболее конструктивных направлений в решении экологических проблем. Основой для создания экологически замкнутых комплексов служит анализ энерго- и массообмена существующего или проектируемого промышленного комплекса с окружающей средой в рамках определенной территории.
Большие перспективы в области охраны окружающей среды и рационального использования имеют достижения биотехнологии.
Биотехнология – методы и приемы получения полезных для человека продуктов, явлений, и эффектов с помощью живых организмов (в первую очередь микроорганизмов).Достижения биотехнологии позволяют разрабатывать и создавать микробные препараты для регулирования круговорота веществ в экосистемах, что позволяет решить ряд вопросов:
биологическая очистка природных и сточных вод от органических и неорганических загрязняющих веществ;
утилизация твердой фазы сточнчных вод и твердых бытовых отходов путем их сбраживания;
микробное восстановление почв, загрязненных, в первую очередь, органическими веществами;
использование микроорганизмов для нейтрализации тяжелых металлов в осадках сточных вод и загрязненных почвах;
компостирование (биологическое окисление) отходов растительности (опад листьев);
создание биологически активного сорбирующего материала для отчистки загрязненного воздуха.
Нанотехноло́гия — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Практический аспект нанотехнологий включает в себя производство устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и наночастицами.
Нанотехнология — следующий логический шаг развития электроники и других наукоёмких производств.
Энергетика. Альтернативой использованию ископаемого топлива (природного газа, нефти, угля и др.) является применение фотоэлектрических элементов.Солнечный свет фокусируется на полупроводнике, в роли которого выступает один кристалл кремния или его поликристалл. Получение таких кристаллов и является задачей нанотехнологии. Другая альтернатива использования энергии, получаемой от сжигания ископаемого топлива, – создание новых топливных элементов, например углеродных нанотрубок, обладающих высокой адсорбционной способностью к водороду.
Авиация и космонавтика. В авиации нанотехнологии, в первую очередь, влияют на такой фактор развития авиационного транспорта, как создание новых конструкционных материалов.
Экология. Нанотехнологии предоставляют возможность уменьшить температурные воздействия на атмосферу Земли с помощью:
• поиска альтернативных источников энергии,
• совершенствования солнечных батарей,
• уменьшения содержания оксида углерода(IV) в выхлопных газах.
С помощью нанотехнологий синтезируются новые материалы, способные заменить хлорсодержащие полимеры; создаются биодатчики длительного и точного мониторинга за окружающей средой; производятся нанопорошки для борьбы с загрязнениями окружающей среды, и, в первую очередь, с разливами нефти; конструируются нанофильтры, позволяющие предотвращать поступления диоксина и других отходов в окружающую среду, в том числе и выбросы в нее оксидов серы и азота транспортными и промышленными установками.