- •Введение
- •1. Основы общей экологии
- •1.1. Структура современной экологии
- •1.2.Уровни организации живой материи
- •1.4. Основные критерии вида
- •1.5. Популяция и характерные для неё типы взаимодействий
- •1.6. Биоценоз и характерные для него взаимосвязи
- •1.7. Экологическая ниша
- •2. Экологические факторы
- •2.1. Определение и классификация экологических факторов
- •2.2. Основные четыре среды жизни и их харектиристика
- •2.3. Соответствие между организмами и средой их обитания
- •2.4. Исторически первые законы экологии, устанавливающие зависимость организмов от факторов среды
- •2.5. Экологическая валентность
- •2.6. Адаптация и основные способы приспособления живых организмов к экстремальным условиям среды
- •3. Экосистема – основная структурная единица экологии
- •3.1. Основные типы экосистем и их классификация
- •3.2. Структура экосистем
- •3.3. Распределение солнечной энергии
- •3.4. Трофические цепи и сети в экосистеме. Экологические пирамиды
- •3.5. Экологическое равновесие экосистем
- •4. Биосфера
- •4.1. Биосфера – живая оболочка земли
- •4.2. Круговорот веществ в биосфере
- •4.2.1. Круговорот углерода
- •4.2.2. Круговорот азота
- •4.2.3. Круговорот фосфора
- •4.2.4. Круговорот серы
- •4.3. Природные ресурсы биосферы и их рациональное использование
- •4.3.1. Классификация природных ресурсов
- •4.3.2. Рациональное природопользование
- •4.3.3. Земельные ресурсы
- •4.3.4. Водные ресурсы
- •5. Загрязнение биосферы
- •5.1. Понятия "загрязнение" и "загрязнитель" в экологии
- •5.2. Классификация загрязнений
- •5.2. Биологическое воздействие загрязнителей
- •5.3. Основные загрязненители и источники загрязнения биосферы
- •6. Предотвращение загрязнения окружающей среды
- •6.1. Способы уменьшения вреда от химических загрязнений
- •6.2. Современные методы очистки и их потенциальные возможности
- •7. Охрана окружающей среды и контроль её качества
- •7.1. Критерии оценки качества окружающей природной среды
- •7.2. Стандартизация в области охраны оружающей среды
- •7.3. Мониторинг окружающей среды и его основные виды
- •7.4. Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза
- •8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •8.1. Принципы международного экологического сотрудничества
- •8.2. Объекты международного сотрудничества
6.2. Современные методы очистки и их потенциальные возможности
Для очистки строят специальные системы очистных сооружений. Загрязняющие вещества после их извлечения поступают на повторную переработку или захоронение. Очистка производится несколькими способами, которые последовательно сменяют друг друга. Для каждого предприятия, в зависимости от особенностей его отходов, проектируются свои очистные сооружения.
Общая схема очистки газообразных выбросов и жидких стоков включает несколько этапов.
Механическая очистка это удаление загрязняющих примесей с помощью механических устройств методами процеживания, отстаивания, фильтрования, центрифугирования. Для очистки газовых выбросов используют матерчатые фильтры, специальные пылеосадочные камеры и специальные центрифуги (циклоны и гидроциклоны). Для очистки сточных вод применяют сита и решетки (для задержания крупных примесей), отстойники (для медленно оседающих и плавающих примесей), песчаные и гравийные фильтры (для мелких нерастворимых примесей). Поверхностные специфические загрязнители производственных сточных вод удаляются нефтеловушками, маслоуловителями и смолоотстойникам. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 2/3 нерастворимых примесей, а из промышленных более 9/10.
Химическая очистка это удаление загрязняющих примесей химическими реагентами, вступающими с ними в химические реакции и переводящими их в менее агрессивные соединения. Для этого широко используется нейтрализация кислот и щелочей, перевод в малорастворимые соединения, соосаждение минеральных примесей, окислительно-восстановительные реакции, комплексообразование. Химической очисткой достигается уменьшение содержания нерастворимые примесей до 95 %, а растворённых до 25 %.
Физико-химическая очистка – это флотация, кристаллизация, коагуляция, ионный обмен, адсорбция, экстракция, выпаривание, дистилляция, электролиз и другие методы. Например, с помощью электролиза превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы и другие неорганические соединения. Применяют также огневые методы: расплавленные загрязнители впрыскивают в пламя больших горелок. Этим методом можно разлагать диоксины. В большинстве случаев физико–химическая очистка обеспечивает такое глубокое удаление загрязнений, что последующая биологическая очистка не требуется.
Биологическая очистка это удаление загрязняющих примесей с помощью специально созданных экосистем, в которых загрязнители разрушаются или концентрируются микроорганизмами или мелкими животными (активный ил).
Активный ил это слой почвы на дне очистного водоёма, насыщенный микроорганизмами (бактериями, водорослями, грибами, простейшими) и через который постоянно продувают воздух, что ускоряет процессы биологической очистки. Все эти живые существа бурно развиваются, чему способствуют органические вещества из сточных вод и избыток кислорода. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.
Инфузории, жгутиковые, амёбы, коловратки и другие мелкие животные, пожирая бактерии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Организмы могут накапливать тяжелые металлы, радиоактивные изотопы и, что особенно важно, растворённые в воде органические вещества, которые не удаётся ни отфильтровать, ни извлечь химическими и физико-химическими методами. Основной задачей биологической очистки является, по возможности, более полное превращение загрязнений, содержащихся в сточной воде, в безвредные продукты окисления: воду, углекислый газ, нитрат и сульфат ионы и т.д. Разрушение органических веществ при биологической очистке происходит двумя способами:
а) аэробные процессы процессы, протекающие в естественных условиях (на полях орошения) или в специальных ёмкостях (аэротенках), где процесс идёт в кислородной среде, и микроорганизмы окисляют органические вещества до минеральных азотных солей;
б) анаэробные процессы процессы, протекающие в бескислородной среде при компостировании, или в специальных ёмкостях (метантенках), где органические вещества сбраживаются в бескислородной среде до газа метана (СH4).
Однако живущие в природе бактерии и микробы не могут разлагать многие загрязняющие вещества, синтезированные человеком (ксенобиотики), например, пестициды. Для их разрушения селекционерам-микробиологам приходится выводить специальные штаммы бактерий. После прохождения этих основных этапов очистки сточные воды могут подвергаться доочистке дезинфекции (обеззараживанию) с помощью хлорирования, озонирования ультразвука.