- •Предиcловие
- •Лекция № 1. «Человечество и окружающая среда»
- •Основное уравнение
- •Восточная Азия , 3,6 4,6 6,3 5,7
- •Главные цели
- •Цель Экологическая проблема
- •Свя3ь главных целей с экологической наукой
- •Менее важные проблемы
- •Лекция № 2 Концепция промышленной экологии
- •Ключевые вопросы промышленной экологии
- •Часть 1
- •Глава 1. Основополагaющие определения, законы и принципы промышленной экологии
- •1.1. Понятийно-терминологические определения и другие классификационные структуры
- •1.2. Экологизированные (ресурсосберегающие) технологии
- •1.3. Международный контроль и государственное управление качеством окружающей среды
- •1.4. Контроль качества окружающей среды
- •1.5. Стратегия взаимодействия общества и природы Концепции и глобальные модели будущего мира
- •Законы, принципы и правила функционирования техносферы
- •Закон минимума Либиха
- •Закон толерантности Шелфорда
- •Лимитирующие факторы Что такое экологические факторы
- •Ценность концепции лимитирующих экологических факторов
- •Лекция № 4 «Ресурсы» введение
- •Время исчерпания и ограниченные ресурсы
- •Энергоресурсы обмен энергии на минеральное сырье
- •Источники энергии
- •Статус энергетических ресурсов
- •Географическая обусловленность доступности ресурсов
- •Экологически ограниченные ресурсы
- •Кривые кумулятивного предложения
- •Водные ресурсы
- •2. Общие принципы системного анализа организации экологически чистых производственных процессов и аппаратов
- •2.1. Технические и химико-технологические системы (тс и хтс)
- •2.2. Уровни и иерархии организации производственных процессов
- •1. Подсистема подготовки
- •11. Подсистема надежности (обеспечения стабильности подготовки)
- •111. Подсистема оценки качества полупродукта
- •IV. Подсистема переработки
- •V. Подсистема природоохранной стратегии
- •2.3. Алгоритм системной разработки и/или усовершенствования ресурсо- и энергосберегающей техники
- •3. Общие принципы системного анализа и синтеза
- •3.1. Понятие и краткая характеристика систем
- •3.2. Особенности организации и динамики систем
- •3.3. Обобщенная структура системного анализа и синтеза
- •Глава 3
- •3.1. Подсистема подготовки сырья Измельчение
- •Кварцевый песок и карбонатное сырье, измельчают в газоструйных, аэробильных, шapoвыx и валковых мельницах.
- •Дозировка
- •Смешение
- •Компактирование
- •Максимальное давление
- •3.2. Подсистема надежности (обеспечения стабильности подготовки) Структурные характеристики сырья
- •Износостойкость узлов и (или) конструкционных материалов
- •3.3. Подсистема оценки качества полупродукта Активность компонентов и шихты
- •3.4. Подсистема переработки Стекловарение
- •Формование стеклянных нитей
- •3.5. Подсистема природоохранной стратегии Промышленная экология и ресурсосбережение
- •Тепло-, массообменная аппаратура для систем санитарной очистки отходящих газов
- •Лекция № 3 Технологические перемены и изменяющийся риск
- •Подходы к риску
- •Оценка риска
- •Сообщение о наличии риска
- •Управление риском
- •11.1 Энергия и промышленность
- •11.2 Отрасли первичной переработки
- •11.3. Отрасли промежуточной обработки
- •11.5 Общие подходы к минимизации использования энергии
- •11.5.1. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
- •11.5.2. Освещение
- •11.5.3 Производство энергии на местах
- •11.5.4. Энергосберегающее ведение хозяйства
- •11.6 Резюме
- •Лекция № 5
- •Проектирование и разработка
- •Промышленных продуктов
- •Проблема проектирования продуктов
- •Матрица ВblБора пью
- •Дом качества
- •Команды конструкторов
- •Процесс реализации продукта
- •Лекция № 6 Выбор материалов вопросы выбора материалов
- •Источники и основные направления использ0вания материалов
- •Воздействие добычи и
- •Количество материала
- •Выбор материалов
- •14.1 Введение
- •14.2 Общие вопросы окончания жизненного цикла
- •14.3 Переработка
- •14.4 Рециклирование
- •14.4.1 Металлы
- •14.4.2 Пластики
- •14.4.3 Продукты деревообработки
- •14.5 Связывание частей
- •14.6 Планирование возможности рециклирования
- •14.6.1 Проектирование с учетом возможности демонтажа
- •14.6.3 Приоритеты при рециклировании
- •15.1 Жизненный цикл промышленных продуктов
- •15.3 Постановка цели и определение рамок
- •15.4.1 Границы этапов жизни
- •15.4.2 Границы уровня детали3ации
- •15.4.3 Границы природных экосистем
- •15.4.4 Границы в пространстве и во времени
- •15.4.5 Выбор границ
- •15.5 Подходы к получению данных
- •Затем вычисляется с по формуле
- •Системы оборотного водоснабжения
- •Системный подход
- •Краткое содержание доклада “Пределы роста”
- •Итоги реализации Стратегии устойчивого развития. Глобальная экодинамика
- •Приоритетные аспекты социально-экономического развития, условия окружающей среды и соответствующие индикаторы
- •«Устойчивое развитие», или «стратегия переходного периода» ( н.Н. Моисеев)
- •2.2. Основы системного анализа моделей по уровням сложности и уровням абстракции
- •2.3. Ctpуktуpho-функциональный анализ
- •Экологические и экономические принципы оценки инженерной зaщиты биосферы
- •5.1. Экологическая оценка влияния промышленности на природу и человека
- •5.1.1. Экологическая эффективность природоохранных мероприятий
- •5.2. Оценка социальной эффективности природоохранных мероприятий и программ
- •5.3. Экономическая эффективность малоотходных и ресурсосберегающих производств
Лекция № 1. «Человечество и окружающая среда»
В 1968 г. Гappeтт Хардин (Garrett Hardin) из Univегsitу of California, Санта-Барбара, опубликовал, статью в Журнале Science, которая с каждым годом становится все более популярной. Хардин озаглавил свою статью «Трагедия пастбищ» «The Tragedy of the Commons»); ее основным тезисом было то, что общество, которое допускает абсолютную свободу действий в сферах, негативно влияющих на общественную собственность, неизбежно обречено на поражение. В качестве примера, Хардин привел общественное пастбище, которым местные скотоводы пользуются по собственному усмотрению. Каждый скотовод, стремясь повысить свое благосостояние, не согласовывая с другими, увеличивает свое стадо. Поступая так, он получает дополнительный доход от возросшего стада, но истощение пастбища на него влияет слабо, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. Однако в какой-то момент, зависящий от размеров и пышности общественного пастбища и растущей численности животных, чрезмерное использование разрушает пастбище и бедствие настигает всех.
Современная версия «трагедии пастбищ» обсуждалась Харвеем Бруксом (Harvey Brooks) из Harvard University. Брукс отмечает, что удобство, независимость и безопасность путешествия на личном автомобиле побуждает множество людей ездить на работу, в университет, в магазины. При небольшом потоке машин это абсолютно логично. Однако при определенном критическом потоке общественная сеть дорог не способна с ним справиться и малейшая проблема (будь то остановившийся автомобиль или небольшое происшествие) обрекает водителей на минуты и даже часы бездействия, что прямо противоположно их ожиданиям. Примеры частых проблем в системах сетей автодорог сейчас стали легендами: Лос-Анджелес, Токио, Неаполь, Бангкок, Мехико.
Общественное пастбище и общественная сеть автодорог – это примеры общественных систем, которые по сути локальны и могут, равняться действиями местных (локальных) сообществ. B нeкотоpых случаях это соблюдается и для, части общественного достояния, касающегося окружающей среды: например, ненадлежащее захоронение отходов или выбросы сажи в резулътате процессов горения по сути локальные проблемы. Однако выбросы в воду и в воздух относятся к проблемам другого порядка. Гидросфера и атмосфера - примеры не «местного», а «глобального общественного достояния», системы, которые могут быть изменены людьми по всему миру ради их собственной выгоды, но если их использовать неправильно, могyт принести вред всем. Значительная часть деятельности общества воплощена в промышленности, и именно взаимоотношения промышленности и окружающей среды в особенности в сфере глобaльного общественного достояния, составляют тему данной дисциплины.
Неcoмненно, что современная технология принесла огромные выгоды народам мира: увеличение продолжительности жизни, повышение мобильности, сокращение использования ручного труда, практически всеобщую грамотность. Тем не менее взаимодействие промьшленной деятельности человека с окружающей средой Земли вызывает растущие опасения лучше всего выраженные в разрушающем стереотипы отчете «Наше общее будущее», опубликованном Всемирной комиссией по окружающей среде и развитию в 1987 г. Вопросы, поднятые в этом отчете, обретают новое значение в свете некоторых воздействий на окружающую среду. С 1700 г. оборот международной торговли вырос в 800 раз. За последние 100 лет объем мирового производства увеличился более чем в 100 раз: В начале ХХ в. производство синтетических органическиx веществ было минимально; сегодня объем их, производства, составляет более 90 млн. т в год только в США.. С 1900 г. темп мирового потребления ископаемого топлива увеличился в 50 раз. Важны не просто цифры сами по себе, но их значимость и довольно короткий исторический промежуток времени, который они представляют.
Наряду с этими очевидными воздействиями на систему заслуживают внимания и некоторые скрытыe тенденции. Среди них - уменьшение региональных и глобальных способностей борьбы с антропогенными эмиссиями. Например, существенно возросло производство диоксида углерода, связанное с, экономической деятельностью человека. (рис. 1.1), в основном с крайне быстрым ростом потребления энергии. Эта закономерность определяется эволюцией экономики в направлении более сложного состояния, ускоряющимся ростом использования и потребления материалов, а также ростом использования капитала. Эволюция общества сопровождалась изменениями формы потребляемой энергии, доля электрической (вторичной) в которой растет в противоположность биомассе или прямому использованию ископаемого топлива (первичной), в результате чего наблюдается известный экспоненциальный рост содержания СО2 в атмосфере с начала Промышленной революции (рис. 1.2). Таким образом, оказывается, что человечество растущими темпами использует способность атмосферы перерабатывать продукты собственной экономической деятельности.
Рост численности населения - это, естественно, основной фактор, обеспечивающий взрывной рост промышленности и возросшее использование и потребление материалов. С 1700 г. население мира увеличилось в 10 раз: сейчас его численность составляет примерно шесть миллиардов и ожидается, что она составит 10-12 млрд в конце ХХI в. Обычно признают, что со времен Промышленной революции население продемонстрировало бурный рост; но часто не осознают такой чрезвычaйно важный факт: как тесно рост численности населения связан с технологической и культурной эволюцией. Как показывает рис 1.3, три больших всплеска численности населения наблюдались в период начала использования орудий труда, сельскохозяйственной революции и Промышленной революции. Промышленная революция фактически состояла из технологической революции и «неосельскохозяйственной» революции (появление современных сельскохозяйственных технологий), которые создали то, что казалось неограниченными для роста населения ресурсами. Сегодня численность населения, урбанизация, экономические системы, культуры неразрывно связаны с тем, как мы используем, перерабатываем, выбрасываем или утилизируем природные и синтетические материалы и энергию, и с бесчисленными, продуктами, которые из них производятся.
Сказанное наводит на мысль о том, что планета и ее население далеки от устойчивого состояния и могут оказаться в неустойчивом положении. Могут быть предложены три возможных пути к долгосрочной стабильности: (1) управляемое сокращение pocтa до достижения долгосрочно устойчивого состояния численности населения/технологии/культуры (которое мы будем называть «несущем способностью» ( «carriпg capacity»); (2) управляемое снижение численности населения до уровня, устойчивого при меньшей технологической активности; или (3) неуправляемый кризис одного или более параметров (численности населения, культуры, технологии) до тех пор, пока не будет достигнута стабильность на каком-либо нежелательно низком уровне (рис. 1.3).
Эта перспектива имеет важный смысл. Когда мы объективно рассматриваем недавнее прошлое (а 200 лет можно считать недавним прошлым даже по меркам культyрной эволюции человека и уж определенно - по меркам нашей биологической эволюции), один факт становится очевидным: промышленная революция в том виде, в котором мы ее знаем, не является устойчивой. Мы не можем продолжать использовать материалы и ресурсы так, как мы это делаем сейчас, в особенности в наиболее развитых странах. Но какова альтернатива?