- •Учебно-методический комплекс по дисциплине «Экологические основы природопользования»
- •Содержание
- •Раздел 1 Особенности взаимодействия общества и природы
- •Тема 1.1 Природоохранный потенциал
- •Тема 1.2 Природные ресурсы и рациональное
- •Тема 1.3 Загрязнение окружающей среды токсичными и
- •Раздел 2. Правовые и социальные вопросы природопользования
- •Тема 2.1 Государственные и общественные мероприятия
- •Тема 2.2 Юридическая и экономическая ответственность
- •Основная часть тематический план учебной дисциплины «экологические основы природопользования»
- •Понятия науки «Экология» и дисциплины «Экологические основы природопользования»
- •Понятия «Природа» и «Окружающая среда»
- •3. Понятия «Экосистема» и «Популяция»
- •4. Экологические факторы.
- •Раздел 1. Особенности взаимодействия
- •Тема 1.1. Природоохранный потенциал
- •1. Понятие «Экологическая ниша»
- •2. Понятия «Биосфера» и «Ноосфера»
- •3. Законы экологии
- •4. Демографические проблемы человечества
- •5. Экологический кризис и экологическая катастрофа
- •6. Особенности взаимодействия общества и природы
- •Взаимодействие общества и природы осуществляется в двух формах: экономической и экологической.
- •Тема 1.2 природные ресурсы и рациональное
- •1.2.1. Понятие и классификация природных
- •1. Характеристика природных объектов
- •2. Понятие и классификация природных ресурсов
- •3. Природноресурсовые кадастры
- •4. Понятие экологического мониторинга окружающей среды
- •5. Лимиты на изъятие природных ресурсов
- •1.2.2. Характеристика земельных ресурсов
- •Характеристика земельного фонда России
- •Основные причины ухудшения качества почвы
- •Категорирование земель
- •Охрана земель
- •Характеристика водных ресурсов
- •Характеристика воды как природного ресурса
- •2. Использование водных ресурсов
- •3. Характеристика основных загрязнителей водных ресурсов
- •4. Меры по сохранению запасов водных ресурсов
- •5. Водоснабжение г. Торжка
- •Характеристика ресурсов недр
- •Характеристика недр как природного ресурса
- •Запасы ресурсов недр
- •Предоставление недр в пользование
- •Рациональное использование и охрана недр
- •Атмосферный воздух как природный ресурс
- •Характеристика атмосферы как природного ресурса
- •2. Загрязнение атмосферы
- •3. Смог и кислотные дожди
- •4. Парниковый эффект и подъем уровня мирового океана.
- •5. Разрушение озонового слоя.
- •Результате этог
- •1.2.6. Биоресурсы и заповедный режим
- •Характеристика биоресурсов
- •2.Рекреационное значение лесов
- •3.Рациональное использование, воспроизводство и охрана лесов
- •4. Характеристика ресурсов животного мира и его охраны
- •5. Режим особой охраны природных ресурсов
- •Тема 1.3 загрязнение окружающей среды
- •1.3.1. Основные виды загрязнений и их классификация
- •1. Загрязнение окружающей среды и классификация загрязнений
- •2. Источники загрязнения
- •3. Распространение загрязняющих веществ в природных средах
- •4. Методы оценки загрязнения водной среды, почв, грунтов
- •1.3.2. Нормирование уровня загрязнений
- •1. Понятие нормирования уровня загрязнений
- •2. Санитарно-гигиенические нормативы
- •3. Производственно-хозяйственные нормативы
- •4. Временно согласованные нормативы
- •5. Комплексные нормативы
- •1.3.3. Технические мероприятия по снижению уровня
- •Технические мероприятия по защите атмосферного воздуха
- •Технические мероприятия по защите гидросферы
- •Порядок обращения с отходами
- •Малоотходные и ресурсосберегающие технологии.
- •Раздел 2. Правовые и социальные вопросы
- •Тема 2.1. Государственные и общественные
- •2.1.1. Правовые и организационные основы
- •Правовые основы охраны окружающей среды
- •Экологические права и обязанности граждан
- •3. Международное экологическое сотрудничество
- •4.Организационные основы охраны окружающей среды
- •2.1.2 Порядок установления собственности
- •Понятие собственности на природные ресурсы
- •2. Государственная собственность на природные ресурсы
- •3. Муниципальная собственность на природные ресурсы
- •4. Частная собственность на природные ресурсы
- •2. Природопользование и его виды
- •2.1.3 Природоохранный надзор, экологическая экспертиза и экологическая сертификация
- •1. Природоохранный надзор
- •2. Экологическая экспертиза
- •3. Экологическая сертификация
- •2 . Экологические знаки, информирующие об экологически чистых способах утилизации товаров или упаковки. Они показывают, что товар или упаковка могут
- •Тема 2.2 юридическая и экономическая
- •2.2.1. Понятие и разграничение
- •Понятие экологической ответственности
- •Особенности эколого-экономической ответственности
- •Эколого-правовая ответственность
- •Тема 2.2 юридическая и экономическая
- •2.2.2. Обеспечение экологической безопасности
- •Общие принципы охраны окружающей среды
- •2.Основные направления обеспечения экологической безопасности
- •3. Экономический механизм обеспечения экологической безопасности
- •4. Экологические требования на различных стадиях экономического процесса
- •5. Обязательная экологическая документация
- •Вопросы для самопроверки по дисциплине "экологические основы природопользования"
- •Словарь терминов
- •Порядок установления санитарно-защитной зоны
- •Иллюстрации к теме «Технические устройства по снижению уровня загрязнения»
- •Специальные вопросы обеспечения экологической безопасности для студентов технических специальностей
- •Расчет рассеивания загрязнений в атмосфере
- •Расчет количества загрязняющих веществ от автомобильного транспорта
- •3. Расчет количества загрязнений от производственных процессов
- •4. Расчет выбросов углеводородов при хранении и перемещении нефтепродуктов
- •Особенности загрязнения водоемов нефтью
- •Специальные вопросы обеспечения экологической безопасности для студентов экономических специальнотей
- •Задание для самостоятельной работы
- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •Раздел 3
- •Специальные вопросы обеспечения экологической безопасности в лаборатории
- •1. Мероприятия по предотвращению загрязнения атмосферного воздуха
- •2. Мероприятия по предотвращению загрязнения воды
- •3. Порядок обращения с отходами
- •Дополнительный материал для чтения к теме 1.1 «эволюция биосферы»
- •Геохронологическая шкала
- •Дополнительный материал для чтения к теме 1.3 «влияние загрязнения на здоровье людей»
- •Характеристика экологической обстановки в России
- •Здоровье населения России
- •Зависимость здоровья от состояния окружающей среды
- •Особенности воздействия факторов окружающей среды
- •Специфические техногенные экопатологии
- •Дополнительный материал для чтения к теме 2.1 «антропогенез и эволюция»
- •1. Основные факторы антропогенеза
- •2. Эволюция человека
- •3. Особенности эволюции человека
- •4. Особенности адаптации человека
- •«Генеалогическое» дерево человека
1.3.3. Технические мероприятия по снижению уровня
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Технические мероприятия по защите атмосферного воздуха
Для уменьшения вредного воздействия на окружающую среду промышленное предприятие необходимо располагать по отношению к жилому массиву с подветренной стороны, на возвышенных, хорошо продуваемых местах. Основными показателями, характеризующими системы очистки пылегазовоздушной смеси, являются эффективность и гидравлическое сопротивление. Эффективность определяет степень очистки отходящих газов и концентрацию вредной примеси на выходе из аппарата, а гидравлическое сопротивление характеризует затраты энергии на пропуск очищаемых газов через аппараты. Чем выше эффективность и меньше гидравлическое сопротивление, тем лучше характеристики систем. Первым этапом очистки является пылеулавливание. Для очистки от пыли имеется широкий выбор аппаратов, которые можно разделить на две большие группы: сухие и мокрые.
Пылеуловители сухого типа. Широкое распространение получили циклоны различных видов: одиночные, групповые, батарейные. В них улавливание пыли происходит в результате возникновения центробежных сил во вращающемся потоке пылегазовоздушной смеси. В Приложении 1 показана конструкция одиночного циклона. При больших концентрациях пыли следует применять групповые циклоны, в которых несколько одиночных циклонов, как правило 4 или 6, сгруппированы в один блок с единым пылевым бункером и выходной камерой. Для очистки больших объемов газа применяют батарейные циклоны, у которых в общем корпусе располагается большое число циклонных элементов с диаметром 250...300 мм. Циклоны можно применять при концентрациях пыли на входе до 400 г/м3, при температуре пылегазовоздушной смеси до 500°С, однако существуют проблемы при улавливании слипающихся и пожаровзрывоопасных пылей.
В технике пылеулавливания широко примеряют фильтры, которые обеспечивают высокую эффективность улавливания крупных и мелких частиц. Процесс очистки заключается в пропускании очищаемого газа через пористую перегородку или слой пористого материала. Перегородка работает как сито, не пропуская частицы с размером большим чем диаметра пор. Частицы же меньшего размера проникают внутрь перегородки и задерживаются там за счет инерционных, электрических и диффузионных механизмов улавливания, некоторые просто заклиниваются в искривленных и разветвленных поровых каналах. По типу фильтровального материала фильтры разделяются на тканевые, волокнистые и зернистые.
У тканевых фильтров фильтровальная перегородка может быть хлопчатобумажная, шерстяная, лавсановая, нейлоновая, стеклянная, металлическая и т. д., с регулярной структурой переплетения нитей (саржевой, полотняной и т. д.). Основной механизм фильтрования у таких фильтров — это ситовый, при котором фильтрует не только фильтровальная ткань, но и пылевой слой, образующийся на ее поверхности. Наибольшее распространение в технике очистки промышленных выбросов нашли тканевые рукавные фильтры. Фильтровальные рукава регенерируются посредством их встряхивания и обратной продувки. Волокнистые фильтры — это слой тонких и ультратонких волокон с нерегулярной, хаотичной структурой (например, войлок). Частицы пыли проходят внутрь слоя и задерживаются там, т. е. механизм фильтрования объемный. Такие фильтры плохо регенерируются. Зернистые фильтры представляют собой свободные засыпки зерен (гранул), например, кварцевого песка различной крупности. Зернистые фильтры в технике очистки отходящих газов применяют реже, чем тканевые и волокнистые.
Для очистки больших объемов газа с высокой эффективностью применяют электрофильтры. Наибольшее применение они нашли в металлургии и теплоэнергетике, использующей угольное топливо. Основными элементами электрофильтра являются пары электродов: коронирующий и осадительный. На электроды подается постоянное высокое напряжение (от 14 до 100 кВ). При высоких напряжениях у коронирующего электрода возникает коронный разряд и начинается ионизация воздуха — образуются отрицательные и положительные ионы. Через пространство между электродами пропускают очищаемый газ, ионы адсорбируются на поверхности частиц пыли, заряжая их. Сложное электрическое хозяйство, опасность очень высоких напряжений требует специально подготовленного обслуживающего персонала, поэтому их применяют на крупных промышленных объектах и при необходимости очистки больших объемов отходящего и сильно запыленного газа.
Пылеуловители мокрого типа. Их целесообразно применять для очистки высокотемпературных газов, улавливания пожаровзрывоопасных пылей и в тех случаях, когда наряду с улавливанием пыли требуется улавливать токсичные газовые примеси и пары. Аппараты мокрого типа называют скрубберами.
Пенный аппарат (скруббер) состоит из пенообразующих решеток. Сверху на решетки через оросительное устройство подается вода или какой-либо водный раствор. Для улучшения образования пены в воду могут добавлять пенообразователи — поверхностно-активные вещества. Частицы пыли коагулируют в пене и в виде шлама собираются в нижней части аппарата, откуда отводятся в шламосборник. Недостатком аппаратов мокрого типа является необходимость наличия систем водоснабжения и рециркуляции воды.
Для удаления из отходящих газов вредных газовых примесей применяют следующие методы: абсорбции, хемосорбции, адсорбции, термического дожигания, каталитической нейтрализации.
Абсорбция — это явление растворения вредной газовой примеси сорбентом, как правило, водой. Методом абсорбции можно улавливать только хорошо растворимые газовые примеси и пары (аммиак, хлороводород, фтороводород, пары кислот и щелочей). Для проведения процесса абсорбции также используют аппараты мокрого типа.
Хемосорбцию применяют для улавливания газовых примесей, нерастворимых или плохо растворимых в воде. Метод хемосорбции заключается в том, что очищаемый газ орошают растворами реагентов, вступающих в химическую реакцию с вредными примесями с образованием нетоксичных или нерастворимых химических соединений. Этот метод широко используется для улавливания диоксида серы. Отходящие газы орошают суспензией известняка (СаСО3), известковым молоком (мелкодисперсной суспензией гашеной Са(ОН)2 или негашеной СаО извести), суспензией магнезита MgO.
Адсорбция заключается в улавливании поверхностью микропористого адсорбента (активированный уголь, силикагель, цеолиты) молекул вредных веществ. Одним из лучших адсорбентов является активированный уголь, в 1 г содержится до 1600 м2 поверхностей. Адсорбция широко применяется для улавливания паров растворителей, неприятно пахнущих веществ и органических соединений. Регенерация адсорбента осуществляется путем продувки горячим водяным паром с последующей сушкой горячим воздухом.
Термическое дожигание — это процесс окисления вредных веществ кислородом воздуха при высоких температурах (900... 1200°С). Термическое дожигание применяют для очистки отходящих газов от органических веществ, например, паров растворителей и красок, очистки выбросов от процессов нефтепереработки и химического синтеза.
Каталитическая нейтрализация достигается применением катализаторов — материалов, которые ускоряют протекание реакций или делают их возможными при более низких температурах (250...400°С). В качестве катализаторов используют благородные металлы — платину, палладий в виде тонкослойных напылений на металлические или керамические носители (диоксид титана, пентаоксид ванадия и т. д.). Термокаталитические реакторы применяют для очистки отходящих газов окрасочных цехов, сушильных камер, для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от оксидов азота, окиси углерода, углеводородов.