- •1.Цель, задачи, структура и содержание курса «Техногенные системы и экологический риск»
- •2. Основные понятия курса «Техногенные системы и экологический риск»: риск, виды риска, опасность, объект риска.
- •Основные виды риска.
- •3. Экологический риск как источник ущерба. Оценка ущерба.
- •4.Виды ущерба, структура ущерба.
- •5.Природная опасность. Экологический природный риск: понятие, механизм возникновения.
- •6.Опасность природно-антропогенная. Антропогенная активизация природных рисков.
- •7. Устойчивость природной среды, индекс устойчивости.
- •8. Механизмы устойчивости природной среды: динамика популяций, сукцессия, экологические ниши.
- •10. Экологический природный риск, связанный с экзогенными геологическими процессами.
- •12. Опасные природные явления в атмосфере, являющиеся факторами природного риска.
- •13. Экологический природный риск, связанный с процессами в Мировом океане.
- •14. Водоемы суши как источник экологического риска.
- •15. Биота как источник экологического риска.
- •16. Регионы России, характеризующиеся наибольшим природным риском.
- •17. Классификация экологического риска по тяжести последствий и размерам потерь.
- •Типизация природных и техногенных ситуаций по тяжести последствий для хозяйственного комплекса.
- •18. Природные экологические риски, наиболее характерные для территории Ниж. Области.
- •19. Активизация природного экологического риска на территории Нижегородской области (виды риска, причины, районы активизации).
- •20. Техногенные системы: понятие, классификация, особенности функционирования.
- •21. Техногенные системы как источник загрязнения воды, почв, воздуха.
- •24. Превращения химических загрязнителей в окружающей среде. Синергизм.
- •22. Классификация отраслей производства по степени экологической опасности.
- •Группировка отраслей промышленности по коэф-у токсичности выбросов в атмосферу.
- •Группировка отраслей промышленности по коэф-у токсичности сбросов в гидросферу.
- •Классификация отраслей промышленности по экологической опасности.
- •23. Методы экологической оценки технологий.
- •25. Масштабы современных и прогнозируемых техногенных воздействий на ос.
- •26. Пространственное и пространственно-временное распределение экологического риска.
- •27. Мониторинг: структура, принцип функционирования, роль в предупреждении опасных последствий.
Это просто так, пусть будет, интересная и полезная информация!
Техногенный риск, экологический риск. Классификация рисков по источникам их возникновения и поражающим объектам. Оценка экологического риска на основе доступных данных. Особенности управления риском в экстремальных условиях.
Техногенный риск – выражает вероятность аварии или катастрофы при эксплуатации машин, механизмов, реализации технологических процессов, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.
Экологический риск – выражает вероятность экологического бедствия, катастрофы, нарушения дальнейшего нормального функционирования и существования экологических систем и объектов в результате антропогенного вмешательства в природную среду или стихийного бедствия. Нежелательные события экологического риска могут проявиться как в зонах вмешательства, так и за их пределами. Экологические риски классифицируются и характеризуются по следующим видам:
Индивидуальный. Объектом этого экологического риска является непосредственно человек. Он же, вернее его источники жизнедеятельности и являются источником риска. В результате этого экологического риска человеку могут быть нанесены травмы, человек может заболеть, причинена инвалидность или смерть.
Технический. Объектом такого риска являются различные технические объекты и системы. Несовершенство техники и нарушения правил эксплуатации таких объектов могут привести к авариям, взрывам и катастрофам.
Экологический. Экологические системы так же могут быть объектом экологического риска. Его источником может стать вмешательство человека в условия природной среды данной местности или региона в целом.
Социальный экологический риск имеет своим объектом устоявшуюся социальную группу. Его источником может стать чрезвычайная ситуация и снижение качества жизни. В результате в социальной группе могут произойти следующие нежелателдьные события – групповые травмы, заболевания, рост сметронсти.
Экономический. Материальные ресурсы так же могут стать объектом экологического риска. Это может произойти в результате повышенной опасности производства или неблагоприятные условия природной среды для его организации. Этот экологический риск оценивает возможность увеличения затрат на безопасность и возможный экологический ущерб от недостаточной защищенности.
Классификация рисков по источникам их возникновения и поражающим объектам:
По источникам воздействия различают риски:
1. природные (природа, включая космос);
2. техногенные (техносфера);
3. социальные (общество, биосфера);
4. политические (государство, мировое сообщество);
5. экономические (экономика, бизнес).
По поражающим объектам вид риска:
1. Индивидуальный (человек, его здоровье) - снижение работоспособности, заболевание, травма, летальный исход);
2. Социальный (общество, население) – социальные потери;
3. Технический (объекты техносферы) - повреждение, разрушение, прекращение функционирования;
4. Экономический (организации, их финансовое состояние) - потери имущества, капитала, выпускаемой продукции, ожидаемой выгоды;
5. Стратегический (государство, его стабильное функционирование) - вред жизненно важным интересам личности, общества, государства
6. Экологический (ОПС) - загрязнение воды, воздуха, почвы, разрушение экологических объектов и систем, причиняющие вред нынешнему поколению людей и подрывающие основы для развития будущих поколений.
Оценка экологического риска на основе доступных данных:
Оценка экологического риска - это научное исследование, в котором факты и научный прогноз используются для оценки потенциально вредного воздействия на окружающую среду различных загрязняющих веществ и явлений. Оценка включает в себя распознавание, измерение и характеристику угроз состоянию окружающей среды, здоровью и жизни людей. При этом выявляются факторы, значения которых превышают нормативные уровни.
Существуют 4 подхода к оценке риска:
1. Инженерный – опирается на статистику поломок и аварий, на вероятностный анализ безопасностей: построение и расчет деревьев событий и деревьев отказов. С помощью первых предсказывают, во что может развиться отказ техники, а деревья отказов, наоборот, помогают проследить все причины, способствующие вызвать какие-то нежелательные явления. Когда деревья построены, рассчитывается вероятность реализации каждого из сценариев (каждой ветви), а затем – общая вероятность аварии на объекте.
2. Модельный – построение моделей воздействия вредных факторов на человека и ОС. Эти модели могут описывать как последствия обычной работы предприятий, так и ущерб от аварий на них.
Эти 2 подхода основаны на расчетах, однако для таких расчетов не всегда хватает надежных исходных данных. В этом случае приемлем 3 и 4 подход:
3. Экспертный – вероятности различных событий, связи между ними и последствия аварий определяют не вычислениями, а опросом опытных экспертов.
4. Социологический – исследуется отношение населения к различным видам риска, например с помощью социологических опросов.
Особенности управления риском в экстремальных условиях:
Управленческая деятельность в экстремальных ситуациях предполагает преодоление ряда трудностей. Во-первых, социальная, экологическая и любая другая самоорганизующаяся система, попадая в экстремальную ситуацию, неизбежно сталкивается с дефицитом управленческого потенциала, во-вторых, для эффективного управления системой и ее компонентами в экстремальной ситуации необходимы дополнительные, зачастую весьма значительные, ресурсы – материальные, финансовые, людские и т.п., а их в таких условиях катастрофически не хватает.
Первая особенность в управлении в экстремальных условиях (ЧС): осознание и предупреждение опасности. Опасность, исходящая от крупных технических объектов, во многих случаях недооценивается, что снижает эффективность предаварийной управленческой деятельности (пример - «Титаник», «ЧАЭС»). Вторая особенность: небрежность персонала (ошибки и нарушения) обслуживающего сложные технологические системы. Третья особенность: почти полное неведение большинства населения, попадающего в экстремальные ситуации.
Одним из существенных направлений в процессе оптимизации управленческой деятельности в экстремальных ситуациях становится резкое снижение пресса секретности вокруг промышленных объектов, а также связанное с этим разъяснение окружающему населению степени реального риска от их эксплуатации и обучение основным приемам поведения в случае возникновения опасности, поскольку только активно действующие люди способны преодолеть в возможно короткие сроки негативные последствия экстремальной ситуации. Эффективное управленческое действие в экстремальных ситуациях возможно только в тех случаях, когда оно базируется на оперативной, достоверной и правдивой информации о масштабах, угрозах и последствиях чрезвычайных обстоятельств, в которых оказались люди в результате возникновения такой ситуации.
Методы снижения экологического риска от загрязнения окружающей среды. Размещение промышленных объектов. Методы очистки атмосферы, водных объектов. Твердые отходы и их переработка. Ресурсосбережение и комплексное использование сырья.
Размещение промышленных объектов:
Промышленные предприятия размещают на основе схем или проектов районной планировки, что позволяет обоснованно осуществлять выбор площадки для строительства с учетом населенных мест и промышленных районов. При размещении промышленных предприятий учитывают связи с другими предприятиями. Строительство промобъектов не допускается на территориях, где имеются полезные ископаемые, шахты, расположены памятники культуры и архитектуры, а также ООПТ.
Между зданиями должны соблюдаться расстояния, называемые разрывами, минимально допустимые величины которых определяются санитарными и противопожарными нормами. Для передвижения рабочих и служащих по территории промышленного предприятия создают сеть пешеходных и транспортных путей, обеспечивающую безопасность и удобство движения людей и транспорта.
Озеленение очищает воздух и имеет большое оздоровительное значение, а также защищает от ветров и городского шума. Площадь озеленения должна составлять не менее 40% территории микрорайона. В целях предотвращения загрязнения территорий жилых зон, а также для нейтрализации вредных воздействий производственных объектов устанавливаются санитарно-защитные зоны со специальным режимом вокруг промышленных предприятий для отделения их от жилых районов (от 50 до 1000 м в зависимости от класса вредности промышленного объекта) с обязательным поясом зеленых насаждений.
Методы очистки атмосферы:
Методы очистки от пылевых выбросов:
по способу улавливаний пыли аппараты бывают сухой (циклоны, пылеосадительные камеры – под действием инерционных сил и Fт), мокрой (скрубберы – путем промывки), фильтрационной (фильтры), и электрофильтрационной очистки (электрофильтры – под действием эл./статических сил).
Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические (с использованием катализаторов).
Очистка газов от СО2:
а) Абсорбция водой. Простой и дешевый способ, однако эффективность очистки мала, так как максимальная поглотительная способность воды – 8 кгСО2 на 100 кг воды.
б) Поглощение растворами этанол-аминов (NH2-СН2-СН2-ОН).
в) Холодный метанол (СН3ОН) является хорошим поглотителем СО2 при -35°С.
г) Очистка цеолитами - используются молекулярные сита типа СаО.
Очистка газов от СО:
а) Дожигание на Pt/Pd катализаторе: 2СО + О2 → 2СО2.
б) Конверсия (адсорбционный метод): СО + Н2О → СО2 + H2.
Очистка газов от SO2:
А) Метод нейтрализации:
а) известковый метод - основан на поглощении SO2 раствором соды или извести.
б) содовый – в качестве абсорбента используют раствор соды (Na2CO3).
в) магнизитовый – использование абсорбента MgO.
г) цинковый – поглощение суспензии цинком (ZnO).
д) аммиачные методы - основаны на взаимодействии SO2 с водным раствором сульфита аммония. Образовавшийся бисульфит легко разлагается кислотой.
Б) Каталитические методы: основаны на химических превращениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов: пиролюзитный метод — окисление SO2 кислородом в жидкой фазе в присутствии катализатора — пиролюзита (МnО2); метод может использоваться для получения серной кислоты.
Очистка от соединений азота:
NH3 и амины поглощаются водой, но т.к. на раствор сильно влияет температура, на практике используется 2-х стадийная очистка газов. На 1-й стадии газы охлаждаются до t0=30-500C, затем промывают в водяном скруббере. Следы аминов эффективно удаляются активир.углем.
Выделяют окислительные методы:
а) Окисление озоном в жидкой фазе: NO+O3+Н2О=НNО3.
б) Окисление кислородом при высокой температуре: NO+О2=NО2.
Очистка от хлора:
Применение щелочного раствора Cа(ОН)2+Сl2=СаСl2+Са(СlО)2+Н2О
НСl поглощают водой, либо каталитически превращают в хлор.
Дезодорация:
Чаще для нее применяется адсорбция активир. углем. Если в газах присутствуют ароматические углеводороды, то во избежание образования копоти в систему вводят пар или О2.
Методы очистки водных объектов:
Делят на деструктивные – сводятся к разрушению загрязняющих веществ путем их окисления или восстановления. Образующиеся при этом продукты распада удаляются из воды виде осадков или остаются в форме растворимых минеральных солей (парофазное, каталитическое окисление, электрохимическая очистка и др.) Регенеративные – позволяют извлекать из воды загрязняющие вещества, иногда ценные.
А) Очистка от взвешенных частиц:
Крупные частицы, размером более 15-20 мм задерживают методом процеживания. На пути движения сточных вод устанавливают разнообразные решетки, сетки, сита. После процеживания сточная вода попадает в песколовки для отделения более мелких примесей под действием силы тяжести или центробежной силы. Осадок с помощью скребков смещается в бункеры. Для выделения более мелких взвесей используется метод отстаивания (удаляет до 80-90% взвеш-х веществ).
Б) Физико-химические м/ды:
Для удаления из сточных вод тонкодисперстных нерастворимых взвесей применяют флотацию: основан на различной смачиваемости частиц. В резервуар с очищаемой водой снизу подают воздух, пузырьки которого адсорбируются на поверхности частиц извлекаемого в-ва и выносят его на поверхность. Для усиления флотационного эффекта добавляют ПАВы. Степень очистки до 98%.
Метод адсорбции:
Очищаемую воду пропускают через фильтр, загруженный сорбентом, или добавляют в нее измельченный фильтр (гранулированный или порошкообразный активированный уголь). Эффективность очистки до 95%.
Ионно-обменная очистка:
Использование ионитов – глиняные породы, обладающие развитой структурой с микропорами различных размеров. Используют при обесцвечивании воды, удалении неорганических примесей, хлор-органики, пестицидов и ПАВ.
Метод экстракции:
Очистка сточных вод от фенолов, масел, органических кислот. В качестве экстрагентов применяется бензол, сероуглерод, 4-х хлористый углерод.
В) Химические методы очистки:
Коагуляция:
Процесс укрупнения дисперсных частиц и объединение их в агрегаты под влиянием физ. или хим. процессов, протекающих в растворе или под влиянием внесенных в раствор в-вв коагулянтов (соли Fe, Al). Для коагулянтов применяются в-ва, обладающие высокими адсорбционными свойствами (глина, зола).
Флокулция:
Процесс агрегации взвешенных в-вв при добавлении в сточные воды ВМС. Он позволяет снизить дозы коагулянтов и ускорить процесс сточных вод. Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев Al(OH)3 и Fe(OH)3. И увеличивают скорость их осаждения.
Г) Биологические методы очистки:
Применяются для обработки стоков, содержащих органические в-ва в растворенном и тонкодисперсном виде.
Аэробный метод:
Основан на использовании аэробных групп микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и темп-ра 20-400. Аэробные процессы протекают в аэротенках (наполненных активным илом) и биофильтрах (сооружения с сыпучим материалом, на котором перед пуском вод создается активная биопленка, состоящая из микроорганизмов, водорослей, личинок насекомых). Эффективность очистки до 80%.
Биохимическая очистка вод в естественных условиях:
Протекает в почве или воде с участием естественных процессов. Почвенная очистка протекает на земледельных полях орошения, совмещенная с возделыванием с/х культур или без них ( последнее- поля фильтрации). Биопруды – в них аэробная оксидация является процессом минерализации органики под действием бактерий, живущих в воде.
Твердые отходы и их переработка:
Отходы производства и потребления – остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшихся в процессе производства и потребления, а также продукция, которая утратила свои потребительские свойства.
Переработка отходов – технологическая операция или их совокупность, в результате которых из отходов производства 1 или несколько видов товарной продукции.
Методы переработки отходов разделяют на 2 группы: ликвидационные (свалки, полигоны) и методы, позволяющие полностью или частично использовать вторичные ресурсы.
Для переработки ТБО (твердые бытовые отходы) применяют:
1) Сжигание в печах при высокой температуре:
При сжигании образуется большое количество золы и газообразных соединений, в т.ч. токсичных, поэтому мусоросжигательные печи должны быть оснащены системой газопылевой очистки. Такие заводы рентабельны, если они попутно вырабатывают пар и электроэнергию.
2) Компостирование – получение органических удобрений при разложении растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз, помет птиц и ТБО. Наиболее совершенным считается процесс непрерывного компостирования во вращающемся барабане. Процесс протекает с выделением тепла, вследствие чего ТБО измельчивается до частиц 1-2-мм.
3) Пиролиз – процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива как с участием кислорода, так и без него.
Ресурсосбережение и комплексное использование сырья:
Речь пойдет о малоотходном и безотходном производстве (БОТ). БОТ – это такое производство, результаты которого при воздействии на ОС не превышают уровня допустимого сан-гиг. нормами. При этом по техническим, экономическим и организационным причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.
Безотходные технологии затрагивают не только производственный процесс, но и конечную продукцию, которая должна характеризоваться:
а) долгим сроком службы изделия и возможностью многократного использования;
б) простотой ремонта;
в) легкостью возвращения в производственный цикл или переведене в экологически безвредную форму.
Схема БОТ: спрос готовый продукт сырье.
Препятствия для организации БОТ: затраты энергии, износ материалов, их рассеивание в ОС.
Радикальны средства уменьшения количества отходов:
1. Создание новых и совершенно действующих технологий и схем (исп-е энергосбер. ламп);
2. Создание замкнутых газо- и водооборотных циклов;
3. Кооперирование предприятий, создание территориально производственных комплексов (ТПК), когда отходы одного предприятие являются сырьем для другого.
1.Цель, задачи, структура и содержание курса «Техногенные системы и экологический риск»
Понятие «Техногенный» означает возникший в результате технической и технологической деятельности людей, которая по смыслу не может быть бесцельной и бессистемной. В то же время техногенные системы представляют опасность для человека. Мера опасности выражается в степени риска. Слово «риск» обозначает возможную опасность либо действие наугад в надежде на удачный исход. В настоящее время, в большинстве случаев, под риском понимается - возможная опасность потерь, связанных со спецификой тех или иных явлений природы и видов деятельности человеческого общества. Бесчисленному множеству техногенных систем соответствует бесчисленное множество разновидностей риска. На урбанизированных территориях противоречия между потребностями человеческого общества и природной средой особенно обостряются, что приводит к возникновению и увеличению экологического риска, обусловленного как хроническим ухудшением состояния и качества окружающей среды, так и острыми разрушительными для
нее последствиями. Экологический риск может быть связан с любой технической системой и служит количественной мерой экологической безопасности жизненно важных интересов людей, поэтому задача оценки и управления таким риском во всем мире рассматривается как одна из
наиболее важных составляющих проблемы устойчивого развития.
Потенциальную опасность для человека представляют все природно-антропогенные системы, где циркулируют потоки энергии и перераспределяются активные химические и биологические компоненты, а также возникают такие изменения в составе и строении окружающей среды, которые способны угрожать жизни и здоровью людей. Поэтому любые виды хозяйственной деятельности должны иметь установленные федеральными и региональными законами
экологические обоснования, цель которых — доказать допустимость воздействий в рамках действующих нормативных экологических ограничений для качества основных компонентов окружающей среды, обеспечить предупреждение ЧС и минимизацию их последствий, создать условия для безопасного функционирования технических систем и сохранения здоровья людей. Теоретические основы курса «Техногенные системы и экологический риск» опираются на положения теории экологической безопасности, фундаментальными составляющими которой являются, наряду с теорией риска, устойчивость экосистем различного уровня иерархической организации, их индикаторный отклик на природно-климатические и антропогенные воздействия и закономерности восстановления биоты при компенсации угнетающих факторов или при снятии нагрузок. Немалое место занимают идентификация вредных воздействий, вопросы мониторинга и экологического нормирования.
Цель курса — формирование представлений о принципах создания, функционирования и безопасного развития главных разновидностей техногенных систем, их взаимодействия с природными геосистемами, величине и последствиях антропогенного воздействия на окружающую среду, усвоение приемов и методов количественного риск- анализа возможных негативных последствий как от систематических воздействий техногенных систем, так и воздействий, связанных с аварийными ситуациями.
В курсе дается представление об окружающей среде, изменяющейся под влиянием природных и антропогенных факторов, как систематического характера, так и при аварийных и катастрофических экстремальных их проявлениях. Оценка экологического риска раскрывается как методология количественного определения разнородных опасностей и основа прогнозирования опасного развития и принятия решений. Рассматриваются нормативно-организационные,
технологические и экономические методы обеспечения безопасности человека и окружающей среды.
Задачами освоения дисциплины являются:
понимание о том, что мир техногенных опасностей познаваем и что у человека есть достаточно средств и способов защиты от них;
ознакомление с уровнями допустимых воздействий, негативных факторов на человека и окружающую среду, научить оценивать негативные воздействия и последствия, возникающие при нарушении нормативных требований;
понимание того, что анализ экологического риска должен охватывать все этапы – от создания до «захоронения» исчерпавшей себя технологии вплоть до устранения вредных последствий ее использования;
обучение методам идентификации опасности антропогенного происхождения, методам качественного и количественного оценивания экологического риска, приемам анализа всей доступной и достоверной информации и сопоставления различных точек зрения в процессе принятия решений;
ознакомление с методами прогнозирования развития и оценки последствий аварийных и чрезвычайных ситуаций;
вооружение знаниями для принятия мер по ликвидации последствий аварий, катастроф.