Тема 23. Методы и средства борьбы с экологически вредными выбросами. Охрана окружающей среды на предприятиях связи
Человеческое общество и природная среда
В системе "человек-среда" окружающая природа занимает особое место, так как в ходе естественного развития человек прежде всего взаимодействовал с природой, где и столкнулся с первыми опасностями.
В результате взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого на Земле сформировалась новая оболочка — биосфера, как среда распространения жизни.
Биосфера — это область распространения жизни на Земле, включающая в себя населенную организмами верхнюю часть литосферы (до глубины 3 км), практически всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы (тропосферу) до озонового слоя (25-30 км).
Ноосфера является закономерным этапом развития самой биосферы, этапом разумного регулирования взаимоотношений человека и природы.
В истории взаимоотношений человека и природы (общества и природы) можно выделить несколько этапов.
Для первого (древнейшего) этапа было характерно непосредственное использование готовых продуктов природы (собирательство, охота, рыболовство и т.п.).
Второй этап (допромышленный), характеризуется постепенным развитием экстенсивного земледелия, ремесел, городов, средств сообщения.
Важнейшей чертой этих двух этапов является то, что запасы и естественное воспроизводство природных ресурсов в целом остаются бесконечно велики по сравнению с потреблением их обществом.
На третьем (промышленном) этапе характерно бурное развитие промышленности и энергетики, интенсивное использование топливных и гидроресурсов, минеральных, органических и других богатств природы.
Все эти процессы не могли не повлиять на изменение природной среды в нежелательном направлении. Это привело к необходимости принятия мер по охране природы.
Особо интенсивное истребление природных ресурсов связано с применением техники в эпоху промышленной революции XVIII-XIXвеков. На этом этапе человек властно вторгается в природные процессы, нарушая закономерности их протекания, разрушая динамическое равновесие сил природы, формировавшееся миллиарды лет.
В результате такой деятельности начали сокращаться площади лесов, исчезли многие виды животных, увеличились площади эродированных земель, начался процесс промышленного загрязнения природной среды, а ресурсы Земли стали резко сокращаться.
По мере вовлечения природных ресурсов в переработку многие из них истощаются, создается опасность исчезновения невозобновимых ресурсов. Сбрасываемые в окружающую среду отходы производства нарушают режим питания растений, животных, угрожают здоровью людей, причем выбросы промышленных предприятий и других источников загрязнения оказывают отрицательное воздействие не только на окружающую среду, но в ряде случаев на процесс эксплуатации технических средств.
Таким образом, общество встало перед угрозой экологического кризиса, сущность которого состоит в том, что биосфера под воздействием хозяйственной деятельности человека, стала утрачивать свои естественные компенсационные возможности и начала (в отдельных регионах) изменяться в неблагоприятном для общества направлении.
Угроза экологического кризиса сделала очень острой проблему охраны окружающей природной среды и поставила перед обществом задачу осуществления ряда мер по:
— ограничению поступления в окружающую среду вредных выбросов для снижения содержания загрязняющих веществ в атмосфере, гидросфере и литосфере до количеств, не превышающих допустимых концентраций;
— рациональному использованию и охране водных ресурсов, охране земель, сохранению биологических ресурсов, охране недр, охране природозаповедных фондов и др.
Немалый вклад в решение природоохранительной проблемы призвано внести экологическое просвещение и образование, формирование у людей экологического сознания.
Среди экологических проблем, вызванных загрязнением окружающей природной среды и представляющих наибольшую всемирную угрозу, являются изменение климата, разрушение озонового слоя, наступление пустынь, выпадение кислых осадков и целый ряд других проблем, которые последуют за этими изменениями (энергетический кризис, продовольственная опасность, рост заболеваемости и др.).
Естественные и искусственные факторы, воздействующие на биосферу
Миллиарды лет Земля подвергается воздействию потоков ионизирующих частиц, электромагнитных и иных излучений космического, солнечного, земного и околоземного происхождения (видимый свет, инфракрасные лучи, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, магнитное и электрическое поле Земли). Кроме того, жизнь на Земле зародилась и происходит в условиях постоянного действия гравитационных сил. Для нашей планеты характерны и такие природные процессы как землетрясения, засухи, извержения вулканов, ураганы, наводнения, развитие пустынь, снегопады и снежные лавины, эрозия почвы и др.
Хозяйственная деятельность человека не только заметно повлияла на фоновые уровни некоторых факторов естественного происхождения (электромагнитные излучения, радиация и др.), но и явилась источником новых факторов, чисто техногенного происхождения (химическое загрязнение атмосферы, литосферы и гидросферы, шумовое "загрязнение" среды обитания, тепловое "загрязнение" и др.).
Факторы техногенного происхождения— это отходы производства, представляющие собой разнообразные по составу и физико-химическим свойствам остатки, образующиеся в процессе изготовления готовой продукции.
Образование отходов обусловлено рядом причин, основными из которых являются:
— несовершенство технологий и оборудования;
— несоблюдение технологических регламентов;
— неполнота химических реакций и протекание побочных процессов;
— изменение качества и условий подготовки сырья;
— несоответствие оборудования характеру протекающих процессов;
— рост масштабов производства, его концентрация на ограниченных территориях и др.
По агрегатному состоянию, согласно общепринятой классификации, отходы производства подразделяются на:
— твердые (порошки, пыли, затвердевшие массы и т.п.); жидкие (растворенные в воде или других растворителях соли, щелочи, кислоты, примеси взвешенных частиц);
— газообразные (дымы, газы, пары органических веществ, паро-воздушные смеси, загрязненные токсичными примесями и др.).
Практически все химические отходы являются токсичными, а воздействие на человека, животных и растительность зависит от дозы вещества, с которой соприкасается человек или природная среда.
В настоящее время в -Беларуси ежегодно образуется свыше 40 млн. т отходов. Под отвалами, терриконами, шлаконакопителями и свалками занято более 3 тыс. га земельных угодий.
Загрязнение атмосферы
Атмосфера загрязняется примесями, поступающими от естественных и антропогенных источников. Основные вещества, загрязняющие атмосферу, — это газы и твердые частицы (газы составляют 90% от общей массы загрязнений).
Естественные загрязнители атмосферы— это пыль растительного, вулканического и космического происхождения; пыль, возникающая при эрозии почвы; частицы морской соли; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения.
Естественные источники загрязнений носят либо распределенный характер (выпадение космической пыли), либо стихийный кратковременный характер (лесные и степные пожары, извержение вулканов и т.п.).
Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.
Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников их выброса. Возрастающие темпы промышленного производства, энергетики, транспорта сопровождаются непрерывным ростом абсолютного количества промышленных выбросов.
Основными искусственными источниками загрязненияатмосферы в Республике Беларусь является: теплоэнергетика (сернистый углекислый газ, оксиды азота); металлургия и машиностроение (оксиды азота, свинца, ртуть, мышьяк и др.); нефтедобыча и нефтехимия; автотранспорт (около 50%); предприятия стройматериалов; химическая промышленность.
Некоторые первичные атмосферные загрязнители, непосредственно поступающие в атмосферу, могут превратиться во вторичные. Например, поступающие в атмосферу сернистые газы окисляются до серного ангидрида, который активно взаимодействует с водяным паром и образует капельки серной кислоты.
Главными источниками газов, вызывающих парниковый эффект, являются отрасли, которые используют и преобразуют топливо минерального происхождения, на долю которого приходится почти 90% мирового производства энергии. При сжигании ископаемых видов топлива в воздух выбрасываются окись и диоксид углерода, оксиды азота и серы, соединения металлов.
Установлено, что примерно половина общего повышения температуры воздуха обусловлена выбросами диоксида углерода в результате сжигания ископаемых видов топлива и одна четверть — хлорфторметанами.
Существенной причиной повышения атмосферной концентрации парниковых газов и прежде всего диоксида углерода является сокращение лесных массивов.
Загрязнение гидросферы
Основными источниками загрязнения гидросферыявляются промышленные предприятия, тепловые электростанции, коммунально-бытовое хозяйство, ливневые стоки с сельскохозяйственных полей, городских и производственных территорий, аварии судов и танкеров.
Сточные воды сельскохозяйственного и промышленно-городского происхождения, не поддающиеся обработке, представляют собой возрастающую опасность для качества воды озер и рек, а также для грунтовых вод.
Загрязнение водоемов может быть химическим, физическим и биологическим.
Химическое загрязнениезаключается в увеличении в воде неорганических и органических примесей (растворы минеральных солей, кислот, щелочей, минеральные масла, глинистые и рудные включения, нефть, ядохимикаты и другие пестициды).
Физическое загрязнениеобусловливается тепловыми (тепловые электростанции, теплоцентрали), механическими (продукты разрушения почв, мусор, взвеси) и радиоактивными примесями, что приводит к изменению физических свойств воды (прозрачность, цветность, запах, вкус и т.п.).
Биологическое загрязнениезаключается в изменении микроорганизмов (вида и количества бактерий, появлением болезнетворных бактерий), растений и животных (грибов, червей и т.п.). Основными неорганическими загрязнителями воды являются соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора и др. Тяжелые металлы ведут к угнетению микрофлоры, обеспечивающей самоочищение водоемов, гибели рыб и других водных организмов. Кроме того, тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевым цепям более организованным существам.
Загрязнение почв
Основными источниками и загрязнителями почв являются:
— добыча железных руд, выплавка стали и чугуна, черная металлургия — свинец, железо, сера, мышьяк, цинк;
— цветная металлургия — соли цветных металлов;
— лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность — фенол, метиловый спирт, скипидар;
— атомные электростанции, производство ядерного топлива радиоактивные элементы;
— сельское хозяйство — азот, фосфор, пестициды;
— производство пестицидов, содержащих цинк,— медь, цинк;
— производство пестицидов с примесью свинца — свинец;
— машиностроение — цианиды, соединения бериллия, мышьяка;
— производство пластмасс — бензин, эфир, фенол;
— производство искусственных волокон — фосфор, соединения цинка, меди;
— мясная и пищевая промышленность — органические вещества.
Наиболее активными и экологически значимыми загрязнителями почв являются тяжелые металлы и пестициды.
Кроме того, под влиянием общего повышения кислотности почв приобретают токсичность собственные почвенные элементы: освобождается алюминий, выщелачивается магний, калий и кальций, повышается токсичность ртути, свинца и меди.
В кислой среде тяжелые металлы становятся более доступными для растений и живых организмов, их поступление в пищевые цепи возрастает в десятки раз, что представляет серьезную угрозу для здоровья человека и животных.
Эффективным приемом снижения токсичности тяжелых металлов в почве является ее известкование.
Основная причина — вырубка лесов и неправильное ведение сельского хозяйства. Эти виды деятельности способствуют ветровой и водной эрозии почв, высоким концентрациям в ней тяжелых металлов, солей и кислот.
Открытие пестицидов — химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней — одно из важнейших достижений науки по интенсификации сельскохозяйственного производства. Однако, наблюдаемая в настоящее время тенденция увеличения концентрации токсичных веществ в почве, представляет серьезную опасность для здоровья людей. Возможный результат загрязнения почв органическими и бытовыми отходами — это бактериальное заражение почвы, развитие биохимических процессов, приводящих к образованию ядовитых веществ и зловонных газов.
Основные принципы защиты биосферы от загрязнения
Как было показано, в природе процессы обмена веществом и энергией между компонентами окружающей среды замкнуты, бесконечны. В сфере же производства имеет место линейная система процесса — "сырье-продукция-отходы", в которой большинство отходов не утилизируется ни промышленностью, ни природными системами.
Поэтому основным перспективным направлением оптимизации взаимодействия общества и природы является превращение линейного процесса в бесконечный природно-производственный цикл "сырье-продукция-отходы-продукция или сырье".
Такое превращение может быть реализовано разработкой и применением безотходных технологий и созданием территориально-производственных комплексов, в которых отходы одного производства служили бы сырьем для другого (создание замкнутости контуров технологических процессов).
В настоящее время степень повторного использования (утилизации) производственных отходов очень невелика.
Основными причинами, по которым многие отходы (остатки) в настоящее время не перерабатываются, являются отсутствие простых и эффективных технологий и неудовлетворительная экономика технологических процессов, разработанных для их утилизации, их нерентабельность (затраты превышают доходы от дополнительной продукции, получаемой из отходов).
Поэтому при современном уровне знаний и экономике новейших технологий для экологизации производства в настоящее время продолжают в мировой практике широко применяться так называемые пассивные методы защитыокружающей среды, суть которых заключается в ограничении количества выбросов путем их улавливания, обезвреживания и захоронения.
Современные методы улавливания и уничтожения вредностей тоже очень сложны и дороги. Затраты на очистные сооружения нередко достигают 40% от стоимости основных фондов, а их строительство требует изъятия больших площадей земельных угодий.
Таким образом, основными путями решения экологических проблем в настоящее время являются:
— экономичное и рациональное расходование природных ресурсов;
— комплексная переработка сырья;
— защита природы от загрязнения, истощения и деградации путем разработки и применения эффективных очистных сооружений, совершенствования технологий с елью создания малоотходных техпроцессов, более широкого использования вторичного сырья и отходов.
В настоящее время в мировой практике наиболее широко применяются следующие способы обеззараживания и захоронения отходов:
— биологическое окисление и физико-химическая очистка;
— термическая обработка и обработка при высоком давлении;
— складирование отходов в поверхностных хранилищах;
— захоронение жидких отходов в глубинные формации и подземные полости естественного и искусственного происхождения;
— захоронение токсичных веществ в поверхностные слои земли;
— сброс отходов в глубинные части морей и океанов.
За рубежом большое внимание уделяется подземному способу захоронения токсичных отходов в геологических средах.
Методы и средства защиты воздушного бассейна
Для уменьшения загрязненности воздуха промышленными выбросами (частицы пыли, туманы кислот, щелочи, масла и др.) применяют различные физические и химические методы.
Для пылеочистки воздуха применяется пылеулавливающая аппаратура.
По принципу действия пылеочистное оборудование подразделяется на сухие и мокрые пылеуловители, электро- и механические фильтры.
Сухие пылеуловители работают по принципам гравитационной и инерционной сепарации, где используются силы гравитации и инерции. Это различного рода пылеосадочные и пылеотстойныё камеры, циклоны, ротационные, вихревые и радиальные пылеуловители (рис.2.2).
В пылеотстойных и пылеосадочных камерах лабиринтного и прямоточного типов осуществляется грубая очистка воздуха от пыли (дисперсность пылинок d> 100 мкм). Здесь коэффициент очистки ηо, определяемый по формуле
ηо= 100 • (1 - С1/С), %
где С и С1 — концентрация загрязнения воздуха до и после очистки, соответственно не превышает 50-60% (d= 100-200 мкм).
а б
Рис.1 Аппараты сухой очистки:
а — пылеосадочная камера лабиринтного типа;
б — камера прямоточного типа;
в — циклон
Циклоны обеспечивают среднюю очистку (d= 100-10 мкм) и коэффициент очистки ηо= 70-95%.
В циклоне по касательной к внутренней поверхности корпуса через патрубок поступает пылевоздушный (ПВ) поток, который совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру (рис.1, б). Под действием центробежной силы на стенке циклона образуется слой пыли, падающий затем в бункер. Очищенный воздух (В) покидает циклон через выходную трубу.
Мокрые пылеуловители работают на принципе осаждения под действием сил гравитации и броуновского движения частиц пыли на поверхность капель или пленки жидкости.
К ним относится различной конструкции пенные аппараты, трубы иди скрубберы, аппараты ударно-инерционного типа.
Мокрые пылеуловители обеспечивают тонкую очистку воздуха от пыли (d< 10 мкм) и коэффициент очистки ηо= 95-99%.
В скруббере Вентури пылевоздушная смесь (ПВ) поступает в сопло Вентури и смешивается с каплями жидкости, поступающей на орошение через форсунки. Осаждение частиц пыли на капли жидкости обусловлено высокой относительной скоростью частиц пыли и жидкости в узкой части сопла. На выходе сопла поток тормозится и попадает в пылеулавливатель, а очищенный воздух (В) покидает скруббер.
Для тонкой очистки воздуха от пыли и обеспечения высокого коэффициента очистки (о ηо= 98-99%) применяются также различного рода фильтры (рукавные матерчатые фильтры, электростатические и ультразвуковые пылеуловители).
Для очистки могут применяться фильтры бумажные, волокнистые, с насыпными слоями зернистого материала, а также масляные рукава и др.
В электростатическом поле пылинки получают преимущественно отрицательный заряд и оседают на стенки фильтра, после чего выпадают в шлам.
В ультразвуковом поле происходит коагуляция тонких фракций пылей, что способствует их осаждению в шлам. В масляных фильтрах кассеты заполняются смоченными в специальном масле (веретенное, вазелиновое) фарфоровыми или металлическими кольцами и гофрированными сетками.
Работа фильтров основана на способности пористых материалов (фильтроэлементов) задерживать частицы примесей при движении дисперсных сред. Частицы примесей оседают на входной части фильтроэлемента. Осаждение частиц происходит в результате совокупного действия эффекта касания, диффузионных, инерционных и гравитационных процессов.
Очистка воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей осуществляется волокнистыми фильтрами, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности материалов и последующего стекания жидкости под действием сил тяжести.
Наиболее эффективными методами очистки промышленных выбросов от газообразных примесей являются:
— абсорбция (от лат. аЬсогЬео — поглощаю) — поглощение (извлечение) веществ из газовой смеси всем объемом жидкости (абсорбентом); другими словами, абсорбция — это один из процессов растворения определенного газа в жидком растворителе;
— адсорбция (от лат. аd— на, при иsогЬео — поглощаю) — поглощение (извлечение) вещества из газовой смеси поверхностным слоем жидкости или твердым телом (сорбентом). Адсорбция — это процесс, приводящий к высокой концентрации извлекаемого из газообразной или жидкой среды вещества (адсорбата) на поверхности жидкости или твердом теле, используемых в качестве адсорбента;
— окклюзия — поглощение газов твердыми металлами или расплавами с образованием твердых или жидких растворов или химических соединений (нитридов, гидридов и т.д.);
— хемосорбция(химическая сорбция) — поглощение жидкостью или твердым телом веществ из окружающей среды (газовых смесей) с образованием химических соединений;
— каталитический методсостоит в превращении токсичных компонентов вещества в безвредные или менее вредные путем введения в систему очистки дополнительных реагентов-катализаторов.
Эффективным решением по защите атмосферного воздуха от загрязнения в Республике Беларусь является:
— модернизация котельного и энергетического оборудования с учетом подавления выбросов соединений серы и азот;
— строительство комплексов глубокой переработки нефти в Новополоцке и Мозыре;
— совершенствование процессов плавки черных металлов;
— реконструкция физически изношенного и морально устаревшего оборудования на предприятиях по производству цемента, извести, доломита и других материалов.
Важными мерами по снижению загрязнения воздуха отходами, в т.ч. соединениями серы и азота, определяющими "кислотность" осадков, являются также перевод автомобильного парка на использование неэтилированного бензина, использование нейтрализаторов отработавших газов автомобилей, улучшение экологических характеристик транспортных средств, газификации объектов энергетики, промышленности и коммунальной среды.
Охрана водных ресурсов
Для защиты водной среды от загрязнения, обеспечения хозяйственного и бытового водоснабжения осуществляется ряд технологических, планировочных и санитарно-технических мер.
Технологические защитные меры включают в себя:
— разработку и внедрение безотходных (малоотходных), маловодных и безводных производств,
— максимальную утилизацию различных компонентов сырья и побочных продуктов производства;
— сокращение объемов водопотребления за счет внедрения систем водооборотного водоснабжения;
— более широкое использование для охлаждения вместо воды воздуха.
Рациональное использование водных ресурсов включает в себя также:
— дифференцированное потребление воды с учетом ее качественных характеристик;
— строительство разделительных систем хозяйственного и бытового водоснабжения;
— применение некоторых видов сточных вод для сельскохозяйственного орошения, охлаждения энергетических установок и др.
Планировочные меры заключаются в правильном выборе места сброса сточных вод, т.е. ниже зоны водопотребления с учетом влияния расхода воды в водоеме и ее качества для необходимого разбавления и обладающего комплексом физических, химических и биологических факторов, способствующих эффективному самоочищению водоема.
Санитарно-технические меры очистки сточных вод включают в себя комплекс различных очистных сооружений, состоящих из средств механической, химической и биологической очистки.
Средства механической очистки предназначены для удаления нерастворимых примесей и примесей, всплывающих на поверхность посредством решеток, песколовок, фильтров, отстойников, гидроциклонов, центрифуг и т.п.
Процеживание и фильтрование применяются, соответственно, для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей ( d> 5 мм) — с помощью решеток и тонкодисперсионных механических загрязнителей — с помощью сит.
Отстаивание предназначено для выделения из стоков нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнителей. Оно основано на свойствах осаждения частиц в жидкости (наиболее эффективны радиальные отстойники). Отстойники могут использоваться не только для осветления воды, но и для сбраживания и уплотнения задержанных взвесей.
В гидроциклонах и центрифугах осуществляется отделение механических примесей за счет действия центробежных сил.
Для улавливания плавающих загрязнителей используются такие устройства как жироловки, маслоловушки, нефтеловушки, маслоуловители.
Кроме того, для очистки сточных вод от маслосодержащих примесей применяется процесс флотации, суть которого состоит в интенсификации всплывания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду.
В зависимости от способа образования пузырьков воздуха различают несколько видов флотации: напорная пневматическая; пенная; химическая и др.
Загрязненная сточная вода по трубе установки напорной флотации поступает в резервную, откуда перекачивается насосом в сатуратор. В сатураторе происходит перемешивание воды с поступающим воздухом. Из сатуратора смесь через сопла поступает во флотационную камеру. Всплывающие в камере элементы (маслопримесь — частицы воздуха) удаляются пеносборником, а очищенная вода вытекает по выходной трубе.
Химические методы очистки заключаются в добавлении в загрязненную воду таких реагентов, которые реагируют с загрязнителями, способствуют образованию нерастворимых и частично растворимых соединений, их коагуляции и осаждению в специальных отстойниках.
Среди химических методов наиболее используемые — хлорирование и озонирование.
Кислые промышленные стоки нейтрализуются путем обработки их известковым молоком, а щелочные — кислотами.
Биологическая очистка сточных вод основана на способности микробов использовать в процессе своей жизнедеятельности различные растворимые органические и неорганические соединения (аммиак, нитриты, сероводород).
Биологическая очистка может осуществляться при использовании естественных и искусственных водоемов.
Естественная биологическая очистка осуществляется на полях фильтрации, полях орошения, в биологических окислительных прудах и т.п.
Для искусственной биологической очистки применяются специальные сооружения. Образующаяся в этих сооружениях биомасса микроорганизмов — деструкторов (активный ил) периодически удаляется и обрабатывается.
Подобные сооружения называются биологическими фильтрами. Такой фильтр состоит из емкости (из кирпича или бетона), фильтрирующей загрузки, распределительного устройства, днища с дренажем, через которое отводится очищенная вода. Проходя через фильтрующую загрузку, грязная вода оставляет в ней вследствие адсорбции взвешенные и коллоидные органические вещества, не осевшие в первичных отстойниках. Они образуют биопленку, густо заселенную микроорганизмами, которые окисляют органические вещества и получают необходимую для своей жизнедеятельности энергию. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества, а в биофильтре увеличивается масса активной биологической пленки. Отработанная и омертвленная пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из емкости.
Для очистки сточных вод используются также аэрофильтры. В отличие от биофильтров они интенсивно продуваются снизу воздухом и конструктивно оформлены в виде аэротенков.
Аэротенк представляет собой резервуар, в котором для лучшего и непрорывного контакта постоянно перемешивается с помощью сжатого воздуха или специальных приспособлений смесь активного ила и очищаемой сточной жидкости.
Показателем степени очистки сточных вод служит показатель биохимического потребления кислорода (БПК), растворенного в воде.
В чистых районах моря или чистых водоемах БПК не превышает 2-5 мг/л кислорода. В загрязненных водоемах БПК может достигать 50 мг/л.
Вода хозяйственно-питьевого назначения должна иметь БПК при 20 °С не выше 3 мг/л, а для спорта, купания и отдыха — не выше 6 мг/л.
БПК определяется через временные интервалы, например, через 5, 10, 20 суток, соответственно употребляются и обозначения БПК5, БПК10, БПК20.
Для оценки качества природных вод или степени очистки воды от загрязнений применяется также показатель химического потребления кислорода (ХПК).
Наиболее радикальным решением проблемы охраны вод от загрязнения является создание безотходных технологий, т.е. комплекса мер, сокращающих до минимума количество вредных примесей в сточных водах.
Безотходная технология в настоящее время развивается в следующих направлениях:
— создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов;
— разработка систем утилизации отходов производства и потребление их в качестве вторичных материальных ресурсов;
— создание оригинальных новейших технологий получения традиционных видов продукции.
Охрана недр и почв
Охрана недр включает в себя ряд мер, направленных на:
— полное извлечение полезных ископаемых из недр;
— полное извлечение из добытой рудной массы всех полезных компонентов;
— снижение потерь при транспортировке, с отходящими газами и сточными водами;
— экономное расходование добываемого сырья.
Вся повреждающая природную среду хозяйственная деятельность (изъятие плодородных земель под отвалы, образование провалов земной поверхности и разрушение ландшафта за счет огромных по площади и глубине выработанных пространств) должна осуществляться с минимальными экологическими нарушениями и с последующей рекультивацией земель: засыпкой провалов; закладкой породой выработанных пространств; выравниванием карьерных пространств, их озеленение, создание водоемов и т.п. У
К мерам по защите и сохранению почв относятся также:
— выращивание лесных полезащитных полос (полосное земледелие);
— создание буферных полос из многолетних трав;
— снегозадержание;
— обработка почв поперек склона;
— контурная вспашка, углубление пахотного слоя;
— регулирование выпаса скота;
— перенос почв при строительстве и др.
Состояния и проблемы природной среды РБ
Экологическая ситуация в Республике Беларусь характеризуется как неблагоприятная. Развитие техносферы, стремление получить быстрый эффект, приоритет отраслевых интересов привели к серьезным диспропорциям, разрушению природных комплексов республики, нерациональному использованию ее ресурсов, накоплению большого количества отходов и исключение больших территорий земельных угодий под их хранение.
Неравномерность хозяйственного освоения территории республики и низкого уровня организации и технологии производства способствуют возникновению конфликтных экологических ситуаций в районах добычи полезных ископаемых (Солигорск), в городах с развитыми химической и нефтехимической промышленностью, машиностроением, стройиндустрией (Могилев, Новополоцк, Гомель, Мозырь, Витебск, Минск и др.).
Ряд сложнейших экологических, социально-экономических, демографических и других проблем в Беларуси повлекла за собой катастрофа на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС) в 1986 году, в результате которой наибольшему загрязнению подверглась именно природная среда нашей республики
В настоящее время 46,6 тыс. км (23%) территории республики имеют уровень загрязненности по цезию-137 свыше 37 кБк/м2.
Максимальные величины загрязнения почв цезием-137 за пределами зоны эвакуации иногда превышают 5000 кБк/м2.
Кроме цезия-137 в настоящее время и в ближайшие десятилетия наиболее серьезную угрозу представляют стронций-90 и америций-241, накапливающиеся в результате распада плутония-241.
За прошедшие после аварии годы радиационная обстановка в Беларуси изменилась в основном за счет естественного распада радионуклидов с относительно короткими периодами полураспада и в меньшей степени за счет миграционных процессов.
В настоящее время зафиксировано наличие загрязненных радионуклидами водоемов на незагрязненных территориях, что является результатом перемещения водотоками взвесей и твердого стока с площадей водосборов.
Установлена тенденция аэрозольного перераспределения радионуклидов между загрязненной юго-восточной и "чистой" северозападной частями республики. Этому процессу способствует малый размер (0,1-100 мкм) частиц диспергированного топлива и шаровидных частиц различной природы, пылевые бури при производстве пахоты и уборке урожаев в зоне радиоактивного поражения, все учащающиеся здесь лесные пожары и благоприятствующие северозападному переносу радионуклидов направления воздушных течений, а также интенсивные рубки лесов — весьма эффективной фильтровой системы.
Реальный путь приостановить аэрозольное и пылевое перемещение радионуклидов состоит в прекращении всей хозяйственной деятельности на загрязненных землях и широкомасштабном восстановлении лесов.
Анализ общей заболеваемости населения Беларуси показывает, что 15-20% ее связано с неблагоприятным воздействием факторов окружающей среды.
В ряде городов с достаточно высокими уровнями загрязнения эти причины, вероятно, являются ведущими (Могилев, Новополоцк, Гомель, Минск и др.).
Выраженная зависимость между загрязнением химическими веществами и заболеваемостью населения (гипертоническая болезнь, болезни крови и кроветворных органов, пищеварительной системы) установлены и в Гомеле, Минске, Солигорске и др.
В связи с загрязнением среды химическими веществами и особенно радионуклидами, увеличивается опасность существования биологически неполноценного населения.
Наличие радиоактивных частиц в почве и атмосфере делает реальной угрозу дальнейшего их поступления в организм человека, что может создать высокие локальные дозовые нагрузки.
Сопоставление средних доз облучения щитовидной железы у различных возрастных групп населения показало, что величины доз у детей в 3-10 раз выше, чем у взрослого населения (Гомельская область).
Особую тревогу вызывает наметившийся в Беларуси рост заболеваемости раком щитовидной железы у детей по сравнению с доаварийным пятилетием.
Наблюдается рост заболеваемости злокачественными опухолями и лейкозами (у детей), ЛОР-органов, органов системы пищеварения, сердечно-сосудистой системы, дефицитными анемиями, нервно-психических расстройств и др.
Предприятия связи и окружающая среда