Методы снижения загрязнения окружающей среды

В статье мы постараемся ответить на все вопросы по теме: "Методы снижения загрязнения окружающей среды". Предлагаем ознакомиться и информацией от авторитетных тематических источников. Если же возникли вопросы - задавайте их дежурному специалисту.

Уменьшение загрязнения атмосферы от автотранспорта

Одним из мощных источников загрязнения городской воздушной среды является автомобильный транспорт, увеличение численности которого привело к насыщению городов легковыми автомобилями и переключению на них большей части пассажирских перевозок. Это резко ухудшает санитарные условия проживания в крупных городах: автомобиль не только загрязняет воздушную среду и создает шум, но, перевозя небольшое число пассажиров и работая на наиболее ценных видах топлива, использует его недостаточно эффективно. В связи с этим возникла необходимость разработки ряда мероприятий, позволяющих предотвратить загрязнение окружающей среды от автотранспорта.

С целью снижения негативного воздействия автотранспорта на атмосферный воздух в рамках представленной классификационной схемы (рис. 3) предусмотрены организационные (архитектурно-планировочные), технологические и специальные инженерно-экологические мероприятия.

Организационные мероприятия включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размешаются здания пониженной этажности, затем – дома повышенной этажности и в глубине застройки – детские и лечебно-оздоровительные учреждения. Тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжей части улиц с напряженным движением многорядными древесно-кустарниковыми посадками). Важное значение имеют сооружение транс­портных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства для размещения гаражей и автостоянок.

Наибольший выброс выхлопных газов имеет место при задержках машин у светофоров, при стоянке с не выключенным двигателем в ожидании зеленого света, при трогании с места и форсировании работы мотора. Поэтому в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин. В частности, сооружают специальные автомагистрали, не пересекающиеся на одном уровне с движением машин или пешеходов, специальные переходы для пешеходов на всех пунктах скопления машин, а также эстакады или тоннели для разгрузки перекрывающихся потоков транспорта.

Для снижения загазованности воздушной среды необходимо ограничить количество вредных веществ, выделяемых каждым автомобилем, т.е. установить нормы выброса токсичных веществ с выхлопными газами. Соответствие автомобилей указанным стандартам (в частности, по содержанию оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах) проверяют инспектора ГИБДД.

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

В качестве технологических мероприятий, которые могут резко снизить токсичность выхлопных газов, можно выделить следующие:

— изменение состава топлива;

— использование энергии торможения;

— перевод автомобилей на сжиженный газ;

— совершенствование двигателей внутреннего сгорания;

— применение альтернативных видов топлива;

— внедрение гибридных двигателей;

— внедрение в эксплуатацию электромобилей, солнечных автомобилей, а также применение электрического транспорта и др.

Изменение состава топлива. Известно, что в целях предотвращения детонации горючего в двигателях автомашин в него добавляют тетраэтилсвинец, который делает выхлопные газы особо токсичными. Поэтому большие усилия были затрачены на замену указанного вещества на менее опасные, а также на получение стойкого к детонации бензина. При введении в топливо т.н. присадок можно существенно уменьшить количество некоторых токсичных веществ: сажи, альдегидов, оксида углерода и других. Так, для карбюраторных, двигателей самым эффективным оказались смеси различных спиртов.

Использование энергии торможения. Заметного сокращения расхода энергии, а значит, количества сжигаемого топлива и уменьшения загрязнения воздушной среды можно достичь, если использовать энергию, затрачиваемую на торможение. Указанная рекуперация была впервые успешно реализована на электрическом транспорте. Ныне были построены и успешно использованы на автобусах маховичный и гидропневматический рекуператоры. При этом экономия топлива составила 27-40%. объем выхлопных газов снизился на 39-49%.

Перевод автомобилей на сжиженный газ приводит к тому, что в выхлопе газобаллонных автомобилей содержится в 3-4 раза меньше оксида углерода, нежели в выхлопе бензиновых двигателей. При загрузке в баллоны 300 л сжиженного газа автобус способен пройти без заправки до 500 км. Если добавить к этому, что газ дешевле бензина, то достоинства газобаллонного автомобиля становятся еще более наглядными.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Например, в США разработан карбюратор с раздельным смесеобразованием. Он позволяет кроме обычной смеси получать обогащенную, которая подается в специальную предкамеру со свечой зажигания. Благодаря этому происходит полное сгорание рабочей смеси, что, в свою очередь, позволяет свести до минимума содержание оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах. Создан карбюратор, благодаря которому возможно использовать низкооктановые сорта бензина без антидетонационных добавок. В этом устройстве, со­стоящем из теплообменника, смесителя и реактора, бензин не только распыляется, но и расщепляется с помощью катализатора на более простые газы, например метан.

Во многих странах мира разрабатываются новые, более совершенные двигатели, которые можно устанавливать на серийных автомобилях. В частности, указывают на перспективность роторно-поршневого двигателя Ванкеля, который компактнее поршневых двигателей: объем в среднем на 30%, а масса на 11 % меньше.

Альтернативное топливо. Весьма перспективным заменителем традиционного топлива для автомобилей является водород. Двигатель, работающий на жидком водороде, не дает никаких запахов, не выделяет таких токсичных веществ, как свинец, оксиды азота, углерода. Жидкий водород почти в десять раз легче бензина. На одном из международных автомобильных конкурсов первое место занял «Фольксваген», для которого топливом служил водород. Интересно, что его отработанные газы были чище городского воздуха, который засасывался в карбюратор.

Признаётся перспективным автомобиль с размещенным на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Расчеты показали, что иметь такой реактор на машине экономичнее, нежели возить это топливо в специальных баллонах.

Преградами на пути широкого внедрения водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.

К другим видам альтернативного топлива можно отнести этиловый и метиловый спирты и их смеси. В США создан двигатель, в котором вместо бензина используется жидкий азот. Бак с охлажденным до жидкого состояния азотом соединен с испарителем, окруженным «рубашкой», в которой циркулирует воздух. Жидкий азот, попадая в испаритель, превращается вследствие быстрого повышения температуры в газ, который выходит под большим давлением из испарителя и приводит в действие электрогенератор. Вырабатываемый последним ток после выпрямления подается для питания электродвигателей, установленных на колесах. Выхлопные газы такого автомобиля состоят из чистого азота, который, естественно, не загрязняет атмосферу.

Перспективно широкое внедрение так называемых гибридных двигателей: в городе при относительно небольших скоростях должен использоваться только электромотор, питающийся от небольших батарей и обеспечивающий запас хода на 40-50 км, а при выезде за город должен включаться обычный двигатель. Одновременно электромотор может быть использован как генератор для подзарядки аккумулятора.

Электромобили. Весьма перспективным является проект массового перехода от автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями на электромобили, которые действуют от батарей – аккумуляторов, подзаряжаемых на станциях.

Электромобили бездымны, бесшумны, их выделения нетоксичны, они просты в управлений, а эксплуатация значительно экономичнее, особенно в городах. Этому способствует относительно небольшой среднесуточный пробег автомобилей в городе, ограничение скорости и возможность организации сети зарядных станций для батарей – аккумуляторов. Сейчас в мире эксплуатируется сотни тысяч электромобилей различного назначения, и парк их непрерывно растет.

Дальнейшие успехи в разработке электромобилей в основном, будут зависеть от решения ряда технических проблем (создания компактных, недорогих и легких аккумуляторов, разработка быстродействующих зарядных устройств). Укажем также на необходимость резкого уве­личения резервных мощностей электростанций, поскольку они недостаточны, если потребуется в перспективе ежедневная подза­рядка многих миллионов электромобилей.

Читайте так же:  Существенные недостатки протокола об административном правонарушении пленум

Солнечный автомобиль использует солнечную (или световую) энергию, которая улавливается при помощи специальных солнечных батарей. Электромобиль на спиральных гидридно-никелевых батареях прошел несколько лет назад без подзарядки 601 км.

Как же побыстрее и подешевле создать массовый экологически чистый автомобиль? Прежде всего, считают специалисты, необходимо усовершенствовать существующие конструкции: постараться уменьшить расход топлива, само топливо сделать, более приемлемым с точки зрения чистоты выхлопов, добиться снижения сопротивления воздуха, так как оно при больших скоростях современных автомобилей отбирает большую долю энергии. Можно ис­пользовать новые, например, керамические материалы для двигателей, чтобы повысить их КПД (из-за достижения более высоких температур), что приведет к снижению потребления топлива и, соответственно, к уменьшению загрязнения атмосферного воздуха. Начиная с 1998 г. компании «Дженерал моторе», «Форд» и «Крайслер» начали реализовывать программу выпуска экологичных автомобилей.

Улучшению качества атмосферного воздуха в сочетании со снижением шума способствует применение электрического транспорта (трамвая, троллейбуса).

Специальными инженерно-техническими мероприятиями, снижающими выбросы токсичных веществ от автотранспорта как основного передвижного источника, дающего наибольший вклад в загрязнение атмосферы, является применение нейтрализаторов, катализаторов.

Нейтрализаторы выхлопных газов. К настоящему времени выпускаются нейтрализаторы следующих видов: каталитические (используются твердые катализаторы), пламенные (дожигание примесей в открытом пламени), термические (метод беспламенного окисления) и жидкостные (с помощью химического связывания примесей жидкими реагентами). При этом широкое распространение получили каталитические нейтрализаторы, которые превращают токсичный оксид углерода в малоопасный диоксид.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Охрана труда

Состав отработавших газов двигателей автомобилей дает представление о полноте сгорания топлива и коэффициенте избытка воздуха. По составу отработавших газов можно судить о техническом состоянии цилиндропоршневой группы двигателя, системы питания и зажигания. Состав отработавших газов — один из параметров, определяющих пригодность эксплуатации автомобилей; при повышенном содержании оксида углерода (СО) эксплуатация автомобилей запрещена Правилами дорожного движения. Отработавшие газы автомобилей состоят из многих химических компонентов: азота, двуоксида и оксида углерода, паров воды и других элементов. Самым ядовитым компонентом является оксид углерода, содержание которого доходит у неисправных карбюраторных двигателей до 10 %. Оксид углерода — результат неполного сгорания топлива и показатель технического состояния двигателя в целом, поэтому при диагностировании двигателей в первую очередь определяется содержание СО в отработавших газах.

Наибольший выброс оксида углерода происходит при работе двигателя на режимах холостого хода и при разгоне автомобиля. На режимах холостого хода на содержание оксида углерода существенное влияние оказывает регулировка смеси с помощью винта качества.

Способы уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов автомобилей

Уменьшение количества и изменение качественного состава вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду с отработавшими газами, достигается целым комплексом мероприятий. Среди них следует отметить ряд конструктивных разработок — специальные конструкции камер сгорания для работы на бедных смесях, в том числе с различными типами форкамер, рециркуляция отработавших газов, т. е. подача их части на вход в двигатель, системы регулирования фаз газораспределения, уменьшающие перекрытие клапанов на пониженных режимах, и т. д. Однако даже при использовании в конструкции двигателей всех самых передовых решений удовлетворить нормам токсичности, установленным, например, в США, Японии и странах Европы, не удается. Вследствие этого современные автомобили с бензиновыми двигателями снабжаются каталитическими нейтрализаторами.

Нейтрализатор состоит из носителя, заключенного в корпус. Носитель представляет собой керамический материал (сотовой конструкции или в виде шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например платины, палладия, родия. При температуре поверхности катализатора свыше 250—300 °С содержащиеся в отработавших газах окислы углерода СО эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах снижается во много раз. Окисление углеводородов СН происходит при более высокой температуре (400 °С). Окисление СО и СН происходит в присутствии свободного кислорода воздуха, небольшое количество которого образуется в результате сгорания:

Такие реакции могут происходить в широком диапазоне изменения состава смеси — необходимо только, чтобы отработавшие газы имели коэффициент а более 1,0, что достигается работой двигателя на обедненной смеси или подачей в систему выпуска дополнительного воздуха.

Подобные нейтрализаторы получили широкое распространение на автомобилях с начала 80-х годов, в том числе с карбюраторной системой подачи топлива. Однако последовательное ужесточение норм токсичности потребовало создания нейтрализаторов, снижающих не только концентрацию.

Именно ужесточением норм токсичности (а не требованиями экономичности или мощности) объясняется повсеместное внедрение на автомобилях сложных электронных систем топливоподачи. Сложность этих систем со временем, вероятно, будет увеличиваться вместе с дальнейшим ужесточением норм токсичности.

В отличие от бензиновых двигателей дизели имеют существенно более низкий уровень выбросов СО, NOx и СН. Наиболее низкий уровень выбросов СО и СН достигается обычно в режимах средних нагрузок.

Большие различия в уровне и характере изменения выбросов в зависимости от состава смеси у дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями связаны с иной природой процесса сгорания — у бензинового двигателя с помощью свечи поджигается хорошо перемешанная смесь воздуха и паров топлива, а в дизеле происходит самовоспламенение в факеле распыляемого топлива в зонах с концентрацией топлива около а = 1.

Методы контроля и нормы допустимой токсичности отработавших газов

Рис. 4.1. Приборы для измерения дымности дизельных двигателей: а — ABTOTECT-01 СО-СН-Т-Д; б — МД-01; в — META-01 Mn.01-RS232; г -ДО-1; 1 — газоотборники; 2 — измерители со стрелочным индикатором; 3 — аккумулятор

ДО-1 — дымомер для экспресс-контроля отработавших газов дизельных двигателей. Работает по принципу просвечивания мерного объема газа. Состоит из оптического детектора (формирование и просвечивание потока газа) и измерителя со стрелочным индикатором. Шкала прибора линейная (в %). Для перевода в абсолютные значения (м-1) приведен график. Эффективная длина просвечивания 0,43 м, диапазон измерений 0—100 %, электропитание 12 В и 220 В или 24 В и 220 В.

Отбор исследуемых газов осуществляется с помощью газоотборника 7.

Измерение дымности проводится в двух режимах работы двигателя — на холостом ходу и свободного ускорения до максимальной частоты вращения вала. Температура отработавших газов не должна быть ниже 70 °С.

Дымность отработавших газов у автомобилей КамАЗ, МАЗ, КрАЗ, ЗИЛ и их модификаций в режиме свободного ускорения не должна превышать 40 %, а на максимальной частоте вращения — 15 %.

Таблица 4.1. Влияние технического состояния двигателя и автомобиля на расход топлива и токсичность ОГ*

Способы решения экологических проблем

Вопрос 1. Что такое предельно допустимые концентрации (ПДК)?
Предельно допустимая концентрация (ПДК) — это максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека. ПДК установлена для тяжелых металлов (свинца, меди, ртути), радиоактивных элементов (уровень радиации), оксидов азота и серы, угарного газа, большого количества органических соединений (например, содержащих бензол и фенолы).

Вопрос 2. Какие способы снижения загрязнения окружающей среды используют на промышленных предприятиях?
Наиболее эффективным и современным способом снижения загрязнения окружающей среды является организация на промышленных предприятиях замкнутых циклов производства. В этом случае, например, вода вообще не сбрасывается в реки, а вновь и вновь используется в технологических процессах. Если же такой сброс все же происходит, необходима система глубокой очистки сточных вод (в том числе с применением особых штаммов бактерий — редуцентов органических соединений). Обязательным требованием является установка на трубах предприятий дымо- и пылеуловителей. Особую проблему представляют твердые отходы. При невозможности сжигания в особых высокотемпературных печах производится их накопление в отвалах и последующее захоронение на максимально возможной глубине с учетом расположения подземных вод, сейсмоопасности района и т.д. Поверхностный слой почвы на месте бывших отвалов должен быть рекультивирован.
В настоящее время наиболее «грязными» производствами являются тепловые электростанции (сжигание огромного количества жидкого и твердого топлива), нефтеперерабатывающие и химические заводы, металлургические комбинаты.

Читайте так же:  Сайт оплаты административного штрафа

Способы решения экологических проблем

Вопрос 1. Что такое предельно допустимые концентрации (ПДК)?
Предельно допустимая концентрация (ПДК) — это максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека. ПДК установлена для тяжелых металлов (свинца, меди, ртути), радиоактивных элементов (уровень радиации), оксидов азота и серы, угарного газа, большого количества органических соединений (например, содержащих бензол и фенолы).

Вопрос 2. Какие способы снижения загрязнения окружающей среды используют на промышленных предприятиях?
Наиболее эффективным и современным способом снижения загрязнения окружающей среды является организация на промышленных предприятиях замкнутых циклов производства. В этом случае, например, вода вообще не сбрасывается в реки, а вновь и вновь используется в технологических процессах. Если же такой сброс все же происходит, необходима система глубокой очистки сточных вод (в том числе с применением особых штаммов бактерий — редуцентов органических соединений). Обязательным требованием является установка на трубах предприятий дымо- и пылеуловителей. Особую проблему представляют твердые отходы. При невозможности сжигания в особых высокотемпературных печах производится их накопление в отвалах и последующее захоронение на максимально возможной глубине с учетом расположения подземных вод, сейсмоопасности района и т.д. Поверхностный слой почвы на месте бывших отвалов должен быть рекультивирован.
В настоящее время наиболее «грязными» производствами являются тепловые электростанции (сжигание огромного количества жидкого и твердого топлива), нефтеперерабатывающие и химические заводы, металлургические комбинаты.

Методы снижения загрязнения окружающей среды

Какие способы снижения загрязнения окружающей среды используют на промышленных предприятиях?

Наиболее эффективным и современным способом снижения загрязнения окружающей среды является организация на промышленных предприятиях замкнутых циклов производства. В этом случае, например, вода вообще не сбрасывается в реки, а вновь и вновь используется в технологических процессах. Если же такой сброс все же происходит, необходима система глубокой очистки сточных вод (в том числе с применением особых штаммов бактерий — редуцентов органических соединений). Обязательным требованием является установка на трубах предприятий дымо- и пылеуловителей. Особую проблему представляют твердые отходы. При невозможности сжигания в особых высокотемпературных печах производится их накопление в отвалах и последующее захоронение на максимально возможной глубине с учетом расположения подземных вод, сейсмоопасности района и т. д. Поверхностный слой почвы на месте бывших отвалов должен быть рекультивирован.

В настоящее время наиболее «грязными» производствами являются тепловые электростанции (сжигание огромного количества жидкого и твердого топлива), нефтеперерабатывающие и химические заводы, металлургические комбинаты.

СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДА ОТ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Самый распространенный вид загрязнения – химический. Существует три основных способа уменьшения вреда от него.

Разбавление. Даже очищенные стоки необходимо разбавлять в 10 раз (а неочищенные – в 100–200 раз). На предприятиях сооружают высокие трубы, чтобы выбрасываемые газы и пыль рассеивались равномерно. Разбавление – малоэффективный способ уменьшения вреда от загрязнения, допустимый лишь как временная мера.

Очистка. Сегодня в России это основной способ уменьшения выбросов вредных веществ в окружающую среду. Однако в результате очистки образуется много концентрированных жидких и твердых отходов, которые также приходится хранить.

Замена старых технологий новыми – малоотходными. За счет более глубокой переработки сырья удается снизить количество вредных выбросов в десятки раз. Отходы от одного производства становятся сырьем для другого (например, из сернистого газа, выбрасываемого ТЭЦ, производят серную кислоту).

Образные названия этим трем способам уменьшения загрязнения окружающей среды дали экологи ФРГ: «удлини трубу» (разбавление и рассеивание), «заглуши трубу» (очистка) и «завяжи трубу узлом» (малоотходные технологии). Немцы восстановили экосистему Рейна, который долгие годы был сточной канавой, куда сбрасывались отходы промышленных гигантов. Это удалось сделать только в 80-е годы, когда, наконец, «завязали трубу узлом». Во Франции восстановлена экосистема реки Сены, в Англии – Темзы.

Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнуто в основном благодаря улучшению работы очистных сооружений и падению производства. Дальнейшего уменьшения выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду можно добиться, если внедрить малоотходные технологии. Однако, чтобы «завязать трубу узлом», необходимо обновление оборудования на предприятиях, что требует очень больших вложений и потому будет проводиться постепенно.

1. Как можно уменьшить влияние на среду промышленного загрязнения?

2. Почему «рассеивание» и «разбавление» выбросов и стоков экологически опасно?

3. Как удалось улучшить экологическую ситуацию на реке Рейн в ФРГ?

(ДОП.) § 74. ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Абсолютно вредных веществ нет. Любое загрязняющее вещество в невысокой дозе практически безвредно. Такие обычные загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу промышленностью, как оксиды углерода, серы и азота, в невысоких концентрациях всегда присутствовали в ней. В воде и почве всегда есть тяжелые металлы. Любая почва или горная порода обладают естественной радиоактивностью. Даже при отсутствии поблизости (или вдали, ведь газообразные выбросы переносятся на тысячи километров) предприятий, выбрасывающих в атмосферу азот, некоторое его количество содержится в дождевой воде. Он появляется в результате грозовых разрядов, при которых образуется аммиак.

Очистка атмосферы, воды или почвы от загрязняющих веществ – это снижение их концентрации до величин, при которых они становятся безвредными. Такие пороговые величины называются ПДК – предельно допустимые концентрации. Для действенного контроля загрязнения атмосферы, воды или продуктов питания необходимо знать ПДК всех основных загрязнителей.

Таблицы ПДК входят в систему периодически обновляемых государственных стандартов, различных в разных странах, но всегда обязательных, что подкреплено специальными законами. В эти таблицы включают пороговые значения для сотен загрязняющих веществ. В России для наиболее распространенных загрязнителей атмосферы приняты следующие ПДК: в 1 м 3 воздуха должно быть не более 0,15 мг пыли, 0,05 мг оксида серы, 3 мг оксида углерода, 0,04 мг диоксида азота.

Если в среду одновременно поступает несколько загрязняющих веществ, то ПДК определяют по специальным формулам, позволяющим оценить индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для каждого источника загрязнения устанавливают ПДВ – предельно допустимый выброс за единицу времени, при котором концентрация загрязняющего вещества в атмосфере или в воде не будет превышать ПДК.

Все предприятия делятся на 5 групп (классов опасности) в зависимости от вредности выбрасываемых веществ и степени их возможной очистки. У каждой из этих групп своя ширина санитарно-защитной зоны вокруг предприятия, где запрещается строительство (обычно в этой зоне размещают насаждения из деревьев, устойчивых к загрязнению), – от 1000 м (1-й класс опасности) до 50 м (5-й класс).

Для очистки жидких стоков и газообразных выбросов используют специальные системы очистных сооружений.

Загрязняющие вещества, после их извлечения из сточных вод, поступают на повторную переработку или временное захоронение. Очистка производится несколькими способами, которые последовательно сменяют друг друга. Для каждого предприятия, в зависимости от особенностей его отходов, проектируются свои очистные сооружения. Чаще всего используют следующие приемы очистки.

Читайте так же:  Административная ответственность наказания по коап рф

Механическая очистка. Жидкие стоки отстаивают, при этом оседают твердые частицы. Кроме того, применяют песчаные и песчано-гравийные фильтры, задерживающие более легкие взвешенные частицы, не осевшие в отстойниках. В некоторых случаях применяют и центрифугирование, при котором загрязняющие вещества извлекаются в гигантских сепараторах. Механически отделяют нефтепродукты, которые всплывают на поверхность в отстойнике. Для очистки газовых выбросов предприятия используют специальные пылеосадочные камеры и центрифуги (циклоны), матерчатые фильтры.

Химическая очистка. На стоки воздействуют химическими веществами, переводя растворимые соединения в нерастворимые. Так, от кислот очищают добавлением щелочи, а от щелочей, наоборот, добавлением кислот.

Установки для очистки газообразных выбросов очень дороги. Для того чтобы уменьшить выбросы оксида серы и сероводорода, применяют «щелочной дождь», через который пропускают насыщенные газами выбросы, в результате получают соль и воду. В качестве поглотителей-фильтров используют также специальные адсорбенты, например, активированный уголь.

Физико-химическая очистка. При этой очистке электролизом превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы, кислоты и другие неорганические соединения. Для выделения наиболее опасных или ценных загрязняющих веществ, которые используют для дальнейшей переработки, применяют ионообменные смолы, которые химически связывают эти вещества.

Применяют также огневые методы очистки: распыленные стоки впрыскивают в пламя больших горелок. Этот способ дорог, но позволяет «расколоть» даже ядовитые соединения, не поддающиеся прочим химическим или биологическим способам очистки. Например, огневым методом разлагают диоксины – очень ядовитые вещества, которыми загрязнены воды и почвы в некоторых городах России. Огневой метод применяют и при переработке бытовых отходов.

Видео (кликните для воспроизведения).

Биологическая очистка. В специально созданных экосистемах загрязняющие вещества разрушаются или концентрируются микроорганизмами и мелкими животными. Организмы могут накапливать и осаждать тяжелые металлы и радиоактивные изотопы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли).

Методы биологической очистки исключительно важны, так как значительная часть загрязняющих веществ, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь электролизом, – это растворенные в воде органические вещества.

Биологическую очистку осуществляют в специальных емкостях – открытых бассейнах аэротенках и закрытых метантенках.

Бактерии-аммонификаторы в аэротенках разлагают белки до аммония, а бактерии-нитрификаторы окисляют аммоний до нитратов и нитритов. Для уменьшения площади очистных сооружений применяют активный ил – насыщенный микроорганизмами (бактериями, водорослями, грибами, простейшими) слой наполняющих материалов (щебень, песок, шлак, пластмасса) на дне очистного водоема, через который постоянно продувают воздух, что ускоряет процессы биологической очистки.

Метантенки – это большие емкости из бетона или чугуна, очистка в них идет в анаэробной среде. В метантенках метанообразующие бактерии разлагают органические вещества. В результате кроме очищенной воды получается биогаз, который можно использовать для отопления. Метантенки используют и для обеззараживания навоза на животноводческих фермах. Хорошо очищают воду от многих загрязняющих веществ природный активный ил под зарослями высокорослых водных растений – камыша, тростника, рогоза и т.п. в канавах и прудах.

Однако живущие в природе бактерии не могут разлагать некоторые загрязняющие вещества (в том числе и пестициды), и потому селекционеры-микробиологи выводят специальные штаммы бактерий. Эти бактерии способны разрушать многие органические соединения, и среди них, как низкомолекулярные ароматические углеводороды, так и высокомолекулярные соединения – органические полимеры. Ученые вывели штамм гриба, который может разлагать полиэтиленовую пленку. Получены микроорганизмы, способные очистить поверхность воды от нефтяного загрязнения и даже разрушить попавший в почву гербицид 2,4-Д.

Доочистку стоков можно проводить на полях орошения, где ими поливают и удобряют почву. Состав стоков контролируют, чтобы в них не было высоких концентраций тяжелых металлов и болезнетворных бактерий. На таких полях нельзя выращивать овощи, используемые в пищу в сыром виде: капусту на салат, петрушку или овощи-корнеплоды (морковь, свеклу) и клубнеплоды (картофель). Там можно выращивать капусту для приготовления горячих блюд или засолки, а лучше всего – многолетние травы.

1. Какие методы применяют при очистке загрязненных вод?

2. Какие методы используют для очистки газовых выбросов?

3. В чем суть методов биологической очистки?

Методы снижения загрязнения окружающей среды

В этом замкнутом цикле, наиболее особенное место занимают твердые бытовые отходы (ТБО), так как они являются конечными отходами любой деятельности человека, и они всегда образуются независимо от его производственной деятельности. С ростом использования пластмассового и полиэтиленового упаковочного материала, одноразовой посуды и др., опасность ТБО возрастает практически для всех экосфер. Процент содержания полиэтилена в ТБО постоянно растет и приближается к 50% по объему. Полиэтилен длительное время не разлагается и способствует стихийному образованию накоплений ТБО в не установленных местах:

  • вдоль автодорог;
  • в местах неорганизованного отдыха на природе;
  • около сельских и дачных поселений;
  • в поверхностных водоемах.

Это ставит природу в экологически опасные условия, соответственно и человека.

Эти и другие не подвержены быстрому гниению, поэтому негативно воздействуют на экосферы:

  1. Земля — засоряется, повреждается растительный слой.
  2. Растительный мир — нарушается развитие корневой системы, отравляется питательная среда.
  3. Гидросфера — загрязняются поверхностные воды и водоемы, грунтовые и подземные воды.
  4. Воздушный бассейн — загрязняется при испарении, а при сгорании ТБО выделяются диоксины.
  5. Животный мир — загрязняется питательная среда на суше и водоемах.

Все эти материалы химического происхождения со временем начинают разлагаться негативно воздействуя на все экосферы своими химическими ингредиентами, ухудшая эстетическое состояние природы.

Экологическая безопасность обращения с ТБО на уровне муниципальных образований не обеспечивается. Например, по среднему городу, с населением 300 000 человек, будет образовываться 90000000 кг ТБО в год, а в сутки 250000 кг, при условии ежедневного вывоза на свалку. С учетом различных проблем вывоз ТБО на свалку осуществляется в среднем один раз в 3 дня, следовательно, ежедневно в городе рассредоточено 750000 кг ТБО. Это — свалка, рассредоточенная по городу, часто ТБО горит в баках, загрязняя атмосферу. Каждая контейнерная площадка является источником загрязнения окружающей среды:

  • неприятные ароматические запахи;
  • смыв с контейнерной площадки продуктов загрязнения, атмосферными осадками;
  • испарение компонентов ТБО;
  • размещение контейнерной площадки без учета розы ветров.

Для города Сочи такая свалка особо опасна в теплое время года, т. е. в курортный сезон. Когда преобладают штили и бризовые ветра море-суша-море, которые накапливают вредные вещества в атмосфере из-за гор. Город проветривается только при сквозных Западных или Восточных ветрах. Эта природная особенность повышает актуальность устройства и обслуживания контейнерных площадок. На курортной индустрии (санатории, пансионаты, гостиницы и т. д.) надо изменить технологию сбора ТБО. Надо установить прессы для ТБО. В пресс-ТБО засыпаются отходы и прессуются в «брикеты» (100x50x50). Полученные «брикеты» можно складировать под навесом и вывозить на утилизацию практически любой грузовой автомашиной оборудованной погрузо-разгрузочной стрелой с соответствующим захватом для «брикета».

Такие прессы можно устанавливать в помещениях сбора ТБО в домах оборудованных мусоропроводами. Прессование ТБО практикуется на станциях сбора ТБО при пневмотранспортном методе удаления мусора из мусоропроводов. В Москве такая система применяется в жилом районе Чертаново.

Наиболее эффективным является высоконагружаемый гигиенический полигон. Для города Сочи будет оптимально устройство 4-х таких полигонов по районам, примерно один полигон на 100000 человек населения. На каждом полигоне необходимо устройство пункта приема ТБО. На пункте организовать сортировку и прессовку ТБО в брикеты, для чего на приемном пункте необходимо использовать одну из существующих технологий сортировки ТБО и установить прессы для прессовки ТБО в брикеты. Затем технологию сортировки и прессования ТБО можно переместить и на места их образования и сбора. Но эта технология должна стать обязательной на объектах индустрии отдыха (санатории, базы отдыха, пансионаты, туристические комплексы и т. д.). Одной особенностью в этой технологии должно стать то, что после прессования брикеты ТБО должны заключаться в полиэтиленовые пакеты и запаиваться герметично. Для выполнения этой операции технологию можно откорректировать на местах.

Читайте так же:  Административный штраф за воровство

Планирование отходов

Накопление, складирование, переработка твердых бытовых и промышленных отходов является одной из важных проблем охраны окружающей среды. Помимо загрязнения окружающей среды имеет место потери сырья пригодного для повторного использования. Только при захоронение ТБО безвозвратно выводится из хозяйственного потребления, ежегодно до:

  • десяти миллионов (10000000) тонн бумаги;
  • пятьсот тысяч (500000) тонн стекла;
  • сто десять миллионов(110000000) тонн пищевых отходов;
  • один миллион пятьсот тысяч(1500000) тонн металлолома.

С внедрением новых технологий упаковки различных напитков и других продуктов растет процент потери цветных металлов. Повторное использование такого количества вторичного сырья не только снизит уровень прямого загрязнения окружающей среды, но и косвенно повлияет на оздоровление ее.

Так, например, используя повторно десять миллионов тонн бумаги в бумажной промышленности, будут сохранены миллионы деревьев, т. е. целые леса, которые являются легкими городов и всей планеты. Или из пищевых отходов получать этиловый спирт для использования топливом в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), как исключительно экологически чистое. Не трудно посчитать, что, если из одной тонны пищевых отходов получать 100 литров этилового спирта, то из 110 000 000 тонн получится топливо, на котором будут ездить семь миллионов легковых автомашин в течение года. Для получения этилового спирта надо использовать не только твердые пищевые отходы, но и жидкие, после посудомоечных цехов. По раздельной канализации эти отходы накапливать и вывозить на заводы, где получают спирт (топливо) для ДВС. И назвать эти заводы пищеотходоперегонными. « Пищеотходоперегонный завод». На таких заводах можно перерабатывать и отходы сельскохозяйственного производства (заготовка, рынки, базы, магазины и т. д.), т. е. то, что становится непригодным в пищу. А остатки перегонного процесса нужно компостировать и получать удобрения.

Производитель продукции является источником образования твердых бытовых отходов (ТБО) и твердых производственных отходов (ТПО), что вместе будут являться твердыми отходами потребления данного производителя (предприятия).

Для производства своей продукции производитель будет потреблять:

  1. трудовые ресурсы (работники). Где образуются ТБО.
  2. Энергетические ресурсы, электричество, тепло и др. Отходов нет при покупке ресурсов.
  3. Природные ресурсы, вода, воздух и др. Образуются взвешенные вещества, пыль и др.
  4. Сырье для производства определенной продукции (металл, дерево, стекло, полимеры и т. д.). Соответственно образуются отходы потребления (потребления сырья).

Таким образом, производитель, создавая продукцию, образует отходы потребления исходных материалов для своей продукции. Но, создавая ту или другую продукцию, производитель закладывает и отходы производства в составе произведенной продукции. Необходимо на стадии производства определять компоненты отходов, которые будут образовываться при потреблении произведенной продукции.

Образование отходов надо планировать на стадии производства, характеризуя:

  • компоненты отходов;
  • количество по компонентам;
  • что можно использовать повторно;
  • что можно использовать как сырье вторичное;
  • что пойдет в потребление;
  • что пойдет на утилизацию (свалку).

Ввести «паспорта отходов» на производимую продукцию. В «паспорте отходов» необходимо отразить,какие отходы образуются на единицу произведенной продукции при ее потреблении с учетом упаковочного материала.

Отходы потребления определяются по технологии производства, т. е. какая часть потребляемого сырья, энергетического ресурса пойдут в отходы. От этого будет зависеть цена изделия, плата за образующиеся отходы.

Например, производство холодильников.

«Паспорт отходов»

Изделие (продукция) холодильник

Срок службы (годности) 10 лет

Таблица 1. Компоненты планируемых отходов

Загрязнение окружающей среды: виды, основные источники, последствия и методы решения проблемы

Технический прогресс облегчил повседневную жизнь человека, но принес много проблем. Загрязнение природы – одна из них. Повышенное содержание реагентов в атмосфере и литосфере, сокращение биологического разнообразия – следствие вмешательства человека. Загрязнения отличаются по силе и степени влияния, но все они оказывают отрицательное воздействие на развитие экосистемы.

Объекты загрязнения окружающей среды.

  • Атмосфера – воздушная оболочка планеты.
  • Гидросфера – надземные водные источники.
  • Литосфера – твердая оболочка Земли.

Основные причины загрязнения

Научно-технический прогресс привел к росту промышленности. В сочетании с неразумной деятельностью человека это стало основным фактором ухудшения состояние экологии.

Естественные источники

К этой категории относятся явления, наносящие вред природе, но она способна самостоятельно справляться с их последствиями:

  • извержение вулканов (выбросы магмы, пепла, газа);
  • песчаные бури (пыль, песок);
  • лесные пожары (дым, газовые примеси);
  • разложение органических отходов (газы).

Антропогенные источники

Разведение открытого огня, вырубка лесов, вспахивание гектаров земель, их освоение – небольшой вклад в ухудшение состояния природы. Рост промышленного развития и научно-технический прогресс многократно ускорил этот процесс. Газовые выбросы от транспорта, загрязненные стоки, строительство новых дорог несут негативный вклад в загрязнение человеком окружающей среды.

Возможные последствия

Большинство людей не принимают проблему ухудшения экологии как свою личную, считая, что его происходящее вокруг не касается. Между тем последствия нерационального поведения человека представляют серьезную опасность для природы.

Глобальное влияние на окружающую среду

Само существование человеческой цивилизации – большая проблема для планеты. На ней не осталось практически ни одного уголочка, который бы не пострадал от рук человека. Последствия этого воздействия достигли даже Антарктиды. Одна из крупнейших экопроблем этого континента – таяние ледников, происходящее по причине глобального потепления.

Из-за вмешательства человека происходит:

  • смена климата на Земле (процесс глобального потепления начался давно, но в двадцатом веке темпы выросли);
  • разрушение озонового слоя планеты;
  • нехватка пресной воды;
  • истощение почв;
  • уменьшение биологического разнообразия.

Воздействие на живые организмы

Большая часть загрязнителей имеет низкую скорость распада, некоторые из них не разлагаются. Последние в большом объеме накапливаются в пищевых цепях. Например, мышечные ткани рыбы могут содержать в 1 000 раз больше ртути, чем водоем, в котором она живет.

Люди загрязняют окружающую среду, но результат такого поведения сказывается на них самих.

  • Количество респираторных заболеваний: астмы, аллергических реакций, онкологических болезней дыхательных путей выросло.
  • Привычная среда обитания отдельных популяций становится токсичной и непригодной для проживания.
  • Лечение заболеваний становится менее успешным, так как в грунт и воду попадают антибиотики, части лекарств, делая болезнетворные бактерии устойчивыми к воздействию препаратов.
  • Рост водорослей в водоемах увеличивается под воздействием пестицидов и удобрений, присутствующих в стоках.
  • Вода в водоемах насыщается токсичными веществами от непрерывного сброса канализационных вод.
  • Рост растений угнетается от выбросов вредных веществ от автомобильных дорог, вырубки лесов, развития промышленных предприятий.
  • Баланс между животным и растительным миром нарушается, а насыщение почвенного слоя загрязнителями ведет к вымиранию мельчайших организмов.

Изменение климата

На Земле постепенно повышается температура, это явление ведет к таянию ледников, уровень вод в мировом океане поднимается. Если процесс глобального потепления не остановить, часть суши скроется под водой. Повышение температуры для обитателей северного и южного полюсов грозит тем, что они останутся без привычной для себя среды обитания, что приведет к вымиранию видов.

Неплодородные земли

Стремясь получить максимальное количество урожая фермеры применяют химические и органические удобрения, пестициды и стимуляторы роста. Это ведет к истощению почвенного слоя, делая его неплодородным. Частое распахивание земель ведет к тому, что плодородный слой почвы сдувают ветра.

Истощение озонового слоя

Атмосфера защищает планету от вредного воздействия ультрафиолета, но от воздействия выбросов предприятий, котельных, выхлопных газов озоновый слой разрушается. Происходит это и в результате распада самолетного и ракетного топлива.

Читайте так же:  Декларация пожарной безопасности объекта защиты

Истощение озонового слоя ведет к негативным последствиям:

  • Уровень роста раковых заболеваний кожи от воздействия ультрафиолетом выше в тех местах планеты, где озоновый слой имеет значительные повреждения.
  • Численность фитопланктона падает, лишая рыб источника питания.
  • Водоросли начинают продуцировать красный пигмент, который вреден для живых организмов.
  • Иммунная система человека ослабевает.

Прочие проблемы

Химические соединения попадают в почву, проникая в подземные воды и открытые водоемы. Это ведет к ухудшению качества воды и снижению запасов пресной воды на планете.

Современное состояние окружающей среды и прогнозы на будущее

Разрабатываемый песчаный карьер

Интенсивный рост промышленных объектов, городов, количества транспорта, ведение вскрышных работ для добычи полезных ископаемых ведет к необратимым последствиям. Ареал обитания многих видов животных и растений сокращается, популяции уменьшаются. Человечество пытается найти действенные методы и остановить загрязнение природы, если этого не сделать вовремя, планета лишится нынешнего многообразия, все живое погибнет.

В мире

Сегодняшнее состояние природы ученые называют экологическим кризисом, который с годами усиливается, равновесие между человеком и окружающим миром нарушено. Уже невозможно повлиять на происходящее и остановить запущенные механизмы, а экологическая система истощена. Рекомендуем Вам ознакомится с статьей “Самая грязная страна в мире: рейтинг, критерии оценки и основные экологические проблемы”.

В России

По количеству запасов природных ресурсов Россия на первом месте, но до сих пор две трети территории – в первозданном нетронутом виде. Это уникальный ресурс, который позволит восстановить биосферу планеты.

Но те территории, которые освоены человеком, сильно пострадали:

  • площадь возделываемых полей уменьшилась в разы;
  • процесс эрозии почвы и опустынивания непрерывен;
  • заболачивание местности, подтопление земель, ухудшение качества пастбищ и лугов;
  • загрязнение почв токсинами, тяжелыми металлами, радионуклидами.

Виды загрязнителей

Разрушающее воздействие на окружающую среду оказывают загрязнители. Их делят на природные, вызванные естественными процессами, происходящими в природе, и антропогенные, возникающие в результате деятельности человека.

Химические вещества

К этой группе относятся тяжелые металлы, органические и синтетические соединения, соли.

Механические загрязнители

Мусорные свалки, переполненные пластиком, строительным и бытовым мусором – процесс распада механических загрязнителей исчисляется десятилетиями.

Выброшенные ртутные лампы

Механические загрязнители по своему агрегатному состоянию бывают жидкие, твердые и газообразные (аэрозоли). Одни из них более токсичны, например, батарейки, ртутные градусники. Другие, такие как стекло, полиэтилен, не выделяют отравляющих паров, но это не мешает им загрязнять природу.

Изменение физических характеристик

В результате воздействия негативных факторов происходит изменение физических параметров окружающей среды:

  • тепловых;
  • аэрозольных;
  • ионизирующих;
  • волновых;
  • радиационных.

Фабрики, заводы, горная промышленность загрязняют окружающую среду, расширяя площадь воздействия отравляющих веществ.

Биологические загрязнители

В эту категорию входят антропогенные факторы – загрязнители, возникающие по вине человека. Выделяют органические и бактериальные источники. О

  • патогенные бактерии и лекарства, попадающие в атмосферу от выбросов предприятиями по производству синтеза структурных элементов;
  • отходы биологического и бактериального оружия, последствия их попадания в окружающую среду практически непредсказуемы;
  • продукты генной инженерии, невозможно предсказать, как поведут себя новые организмы и штаммы при попадании в новую для себя среду.

Пути решения проблемы

Нарушение экологического баланса – мировая проблема, с которой столкнулось все человечество, поэтому и способы ее решения должны иметь мировой масштаб. Принятие комплексных мер в масштабах планеты позволит сохранить ресурсы и восстановит экологию.

Методы очистки ресурсов

Для устранения из стоков и газообразных выбросов загрязняющих веществ, используют очистные сооружения.

  • Механическая очистка – основной метод работы с жидкими стоками. Грязная вода попадает в отстойники, где твердые частицы оседают. Воду пропускают через фильтры и системы, извлекающие загрязнения. Газообразные выбросы пропускают через систему фильтров и циклонов.
  • Химическая очистка – реагенты вступают в реакцию с вредными соединениями, нейтрализуя их, полученные при этом безвредные составы извлекаются при помощи адсорбентов.
  • Физико-химическая – за счет проведения химической реакции и превращения сложных вредных соединений в более простые, избавляются от неорганических загрязнений.
  • Биологическая очистка – происходит при помощи мелких организмов, способных накапливать тяжелые металлы и вредные соединения. Метод позволяет устранить компоненты, не извлекаемые в процессе механической и химической очистки.

Механическая очистка жидких стоков

Утилизация и переработка отходов

Твердый мусор не складируют на полигонах, а сортируют и отправляют на переработку. Вторую жизнь получает пластиковая, металлическая и стеклянная тара.

Утилизация промышленных отходов – процесс более сложный и затратный.

  • Компостирование – отфильтрованный в процессе прохождения очистки мусор смешивают с органическими веществами. Они ускоряют процесс разложения.
  • Термическое обезвреживание – в процессе обработки отходов температурой свыше 1200 градусов токсичные вещества нейтрализуются.
  • Биодеградация – расщепление опасных веществ на микроорганизмы.
  • Электрический ток – снижается уровень токсинов.

Уменьшение количества промышленных выбросов и отходов

В мире нет абсолютно вредных веществ и составов. Все они в безопасной концентрации присутствуют в природе. Задача человека в процессе деятельности предприятий не спровоцировать повышение содержание этих веществ. Для предотвращения такого последствия при очистке водных и газообразных стоков концентрация загрязняющих веществ не должна превышать предельно допустимые концентрации.

Высадка зеленых насаждений

Человек вырубает леса, тем самым снижая зеленую массу планеты, количество зеленых насаждений уменьшается также в результате лесных пожаров. Высадка лесопарковых зон, наведение порядка в уже имеющихся лесных массивах – действенная мера, которая позволяет восполнить зеленую массу планеты.

Альтернативные источники питания

Недра планеты богаты запасами нефти, газа, угля, люди используют их в для получения энергии.

  • Солнечный свет – за счет преобразования солнечных лучей получают электрическую и тепловую энергию. Солнечные панели улавливают свет и преобразуют в энергию.
  • Ветер – ветровые генераторы располагаются на любой поверхности. Ветер крутит лопасти, происходит процесс выработки энергии.
  • Вода – за счет естественного движения водных потоков идет воздействие на лопасти турбины – основу гидроэлектростанции.
  • Приливы – альтернативный способ получения питания за счет приливов и отливов.
  • Тепло земли – внутренние высокие температуры планеты преобразуются в электрическую энергию.
  • Биотопливо – в основу ложатся органические компоненты, при переработке они выделяют необходимую для работы энергию.

Другие варианты борьбы с загрязнением

Человек по своей природе – потребитель, но не все приобретаемые им вещи действительно необходимы в быту. Большая часть быстро выходит из употребления и оказывается на помойке, внося определенный вклад в общее дело загрязнения планеты.

Простые правила, которые должен выполнять каждый человек

Каждый житель планеты может принять участие в решении проблемы тотального загрязнения природы.

  • Покупать только те предметы, которые необходимы;
  • Делать выбор в пользу эко-сумок;
  • Использовать повторно пластиковую и стеклянную тару;
  • Утилизировать биоразлагаемые отходы в компостную яму;
  • Использовать автомобиль только по необходимости, больше пользуйтесь общественным транспортом;
  • Правильно утилизировать отходы: масла, батарейки, шины.

Законодательные меры, принятые на международном уровне

Правительства многих стран приняли законодательные акты, способствующие снижению негативного влияния от деятельности человека. Действуют контролирующие органы, регулирующие вопросы рационального использования источников природных ресурсов и разработку недр.

Видео (кликните для воспроизведения).

Активную борьбу за охрану окружающей среды ведут международные экологические организации. Популярнейшая организация, действующая во многих странах – «Гринпис». Члены экологического движения привлекают внимание людей к проблемам природы, защищая окружающую среду от негативного воздействия человека.

Источники

Методы снижения загрязнения окружающей среды
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here