ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Основные направления инженерной защиты окружающей среды

Внедрение ресурсосберегающих и малоотходных технологий;Биотехнология;Утилизация отходов;Экологизация производства

Малоотходные технологии

Это способ производства, который обеспечивает максимально полное использование перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов – таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования

Биотехнология

Биотехнологические процессы основаны на создании необходимых для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью микроорганизмов. Очистка сточных вод, утилизация твердых бытовых отходов, восстановление загрязненных почв и др.

Утилизация отходов

Утилизация отходов включает инженерные решения, направленные на проблему твердых отходов, на очистку газов и сточных вод.

Экологизация производства

Экологизация производства означает такую организацию производства, при которой обеспечивалось бы включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ

Основные экологические нормативы

Качество окружающей природной среды - степень соответствия ее характеристик потребностям человека и технологическим требованиям – оценивается с помощью экологических нормативов. Санитарно-гигиенические нормативы: ПДК, ПДУПроизводственно-хозяйственные: ПДВ, ПДСКомплексные показатели качества окружающей природной среды: ПДН

Предельно допустимая концентрация

ПДК представляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства

Разовая и среднесуточная ПДК (для атмосферного воздуха)

ПДКм.р. – максимально разовая ПДК – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течение 30 мин рефлекторных реакций в организме человекаПДКс.с. – среднесуточная ПДК – это такая концентрация вредного вещества в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неопределенно долгом воздействии

Условие безопасности

С + Сф ≤ ПДК (Сф – фоновая концентрация вредного вещества)

С1/ПДК1 + С2/ПДК2 +…+ Сn/ПДКn ≤ 1

С1, С2, …, Сn – фактические концентрации вредных веществ в воздухе

Предельно допустимый уровень

ПДУ физического воздействия (радиационного, шума, вибрации, магнитных полей и др.) – это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда

ПДВ, ПДСПредельно допустимый выброс (ПДВ) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть выброшено данным конкретным предприятием в атмосферу, не вызывая при этом превышения в ней ПДК загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.Предельно допустимый сброс (ПДС)– это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть сброшено в водоем.

Предельно допустимая нагрузка на природную

средуПДН – это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических системДля оценки устойчивости экосистем к антропогенным воздействиям используются показатели: Запасы живого и мертвого

органического вещества Эффективность образования

органического вещества Видовое и структурное разнообразие

Загрязнение атмосферы

Атмосфера (ἀτμός – пар и σφαῖρα – шар ) - газовая оболочка Земли Состав атмосферы (об.%): Азот - 78,084 Кислород – 20,964 Аргон – 0,934 Углекислый газ – 0,034 Ne, He, Kr, H2 - ~ 0,001 Водяной пар 0,2 – 2,6 Озон – 0,001 – 0,0001 – в стратосфере И др.

Строение атмосферы

80 % всей массы воздуха,90 % водяного пара

озоновый слой

Экологические функции атмосферы

Терморегулирующие Предохраняет Землю от резких колебаний

температуры, способствует перераспределению тепла у поверхности, участвует в формировании климата

Жизнеобеспечивающие Участвует в обмене и круговороте веществ

в биосфере благодаря наличию жизненно важных элементов (О, С, N)

Защитные Защищает живые организмы от

губительных УФ, рентгеновских и космических лучей

Загрязнение воздуха

Под загрязнением атмосферного воздуха понимается любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем

По происхождению загрязнение делится на естественное и антропогенное

Источники загрязнения

ЕстественныеВулканыВыветривание горных породПыльные буриДым от лесных пожаров и др.

АнтропогенныеТеплоэнергетикаПромышленные предприятияХимическое производствоТранспорт и др.

Классификация выбросов вредных веществ в

атмосферу по агрегатному состоянию

Газообразные (SO2, NOx, CO2, углеводороды)Жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей)Твердые (сажа, органическая и неорганическая пыль, смолистые вещества, свинец и его соединения и др.)

Экологические последствия загрязнения

атмосферы

Возможное потепление климата (парниковый эффект)Нарушение озонового слояВыпадение кислотных дождейУхудшение здоровья

Парниковый эффект

Наблюдаемое в настоящее время потепление связывают с накоплением в атмосфере парниковых газов: СО2, СН4, хлорфторуглеродов (фреонов), озона, оксидов азота и др. Парниковые газы атмосферы (СО2) пропускают внутрь большую часть солнечного излучения, но препятствуют длинноволновому излучению с поверхности Земли.

В результате таяния полярных льдов, горных ледников уровень Мирового океана может повыситься на 0,5–2,0 м к концу 21 века, а это приведет к затоплению приморских равнин более чем в 30 странах, заболачиванию территорий, нарушению климатического равновесия.

Нарушение озонового слоя

Озон защищает все живое от жесткого УФ-излучения, под влиянием которого растения теряют способность к

фотосинтезу, у людей наблюдается увеличение

заболевания раком кожи.

Предполагают, что это явление имеет антропогенное происхождение и связано с повышением содержания хлорфторуглеродов (фреонов) в атмосфере.

Пути гибели озона1 атом хлора в цепной реакции способен разрушить до 100000 молекул озона.Хлорный цикл: CFCl3 + hν → CFCl2 + ClCl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2

Азотный цикл: О3 + NO→ NO2 + О2

NO2 + О → NO + О2

В 1987 г. принят Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой: снижение к 1999 г. потребления ХФУ до половины уровня 1986 г.

Источники соединений азота и серы

(антропогенные и естественные)

SO2 – ТЭС, автотранспорт, пром. – 60 %

вулканическая деятельность, деятельность микроорганизмов - 40 %

NOх – автотранспорт, ТЭС, пром. – 37 %

почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы - 63 %

Чистая дождевая вода имеет слабокислую реакцию рН=5,6, т.к. в ней легко растворяется СО2 с образованием слабой угольной кислоты. Кислые осадки имеют рН=3-5.

Прямое воздействие кислотных дождей представляет опасность для металлоконструкций, зданий, памятников. При попадании на растения кислые осадки повреждают тонкую пленку, покрывающую листья и стебли растений, вымывают из листьев калий, сахара и др.

•Предназначены для очистки от крупной пыли.•Принцип работы – оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести

Работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции или броуновского движения.

•Предназначены для тонкой очистки газов за счет осаждения частиц пыли на поверхности пористых фильтрующих перегородок •Ткань, войлок, зернистые материалы

Принцип действия основан на ионизации и осаждении частиц в электрическом поле.