- •Н.В. Растрыгин, с.А. Алексеев
- •Содержание:
- •Введение
- •1. Геотехнические системы
- •1.1. Системы. Основные понятия
- •1.2. Структура систем
- •1.3. Состояние системы
- •1.4. Модели систем
- •1.5. Управление системами
- •1.6. Формирование геотехнических систем
- •1.7. Классификация и экологическая оптимизация геотехнических систем
- •Основные принципы и задачи оптимизации геотехнических систем
- •1.8. Оценка состояния и оптимизация геотехнических систем при их проектировании и эксплуатации
- •1.8.1. Оптимизация проектируемого техногенного объекта
- •1.8.2. Оптимизация действующего техногенного объекта
- •1.9. Мониторинг геотехнических систем
- •1.9.1. Основные базовые методы мониторинга в геотехнических системах
- •1.9.2. Основные принципы мониторинга геотехнических систем
- •1.9.3. Структура мониторинга
- •1.9.4. Информационная система мониторинга
- •2. Геотехническая система "Промышленное предприятие – окружающая среда"
- •2.1. Воздействие на приземной слой атмосферы
- •2.2. Характеристика загрязнения территории промышленной площадки
- •Неорганизованные источники загрязнения территории промышленной площадки
- •2.3. Характеристика загрязнения водных объектов
- •2.3.1. Загрязнение подземных (грунтовых) вод
- •2.3.2. Загрязнение поверхностных вод
- •3. Геотехническая система "Город"
- •3.1. Принципы формирования и динамика городских систем
- •3.2. Структура городских систем
- •3.2.1. Основные типы городских структур
- •3.2.2. Физико-географические условия формирования городских систем
- •3.2.3. Динамика городских систем
- •3.3. Город как геотехническая система
- •4. Оценка воздействия на окружающую среду и нормирование использования природных ресурсов.
- •4.1. Классификация загрязнений окружающей среды
- •4.2. Санитарно-токсикологические основы нормирования ингредиентных загрязнений
- •4.3. Основы нормирования параметрических загрязнений
- •4.4. Инженерно-экологические характеристики территории
- •4.4.1. Демографическая емкость территории
- •4.4.2. Репродуктивная способность территории
- •4.4.3. Геохимическая активность территории
- •4.4.4. Устойчивость территории к физическим нагрузкам
- •4.4.5. Экологическая емкость территории
- •4.5. Нормирование использования и состояния атмосферного воздуха
- •4.5.1. Рассеивание вредных веществ в атмосфере от стационарных источников
- •4.5.2. Расчет выброса вредных веществ автомобильным транспортом
- •4.6. Нормирование использования и состояния водных ресурсов
- •4.6.1. Нормирование водопотребления и водоотведения
- •4.6.2. Расчет предельно допустимого сброса вредных веществ
- •Расчет разбаления сточных вод при выпуске их в реки и каналы. Метод Фролова-Родзиллера
- •Расчет разбавления сточных вод при их выпуске в озера, водохранилища иприбрежную зону морей.
- •4.6.3. Оценка динамики и степени загрязненности грунтовых вод в зоне влияния техногенного объекта
- •4.7. Нормирование земельных отводов под промышленные объекты
- •Экономические основы природообустройства
- •5.1. Общие положения
- •5.1.1. Задачи экономики природопользования
- •5.1.2. Факторы экономического роста в природопользовании
- •5.2. Экономическая оценка природных ресурсов
- •5.2.1. Оценка природно-ресурсного потенциала
- •5.2.2. Методы оценки природных ресурсов
- •5.2.3. Индивидуальная оценка ресурсов Оценка земельных ресурсов
- •Оценка водных ресурсов
- •Оценка минеральных ресурсов
- •Оценка лесных ресурсов и древесины
- •Оценка стоимости времени
- •5.3.2. Оценка эффективности экономии материальных ресурсов
- •5.4. Определение ущербов от загрязнения окружающей природной среды
- •5.4.1. Классификация ущербов
- •5.4.2. Оценка ущербов
- •Население
- •Жилищно-коммунальное хозяйство
- •Промышленность и сельское хозяйство
- •5.5. Экономическая оценка инженерных мероприятий по защите окружающей среды
- •5.5.1. Оценка чистого экономического эффекта природоохранных мероприятий
- •5.5.2. Оценка методов очистки газовых выбросов
- •5.5.3. Оценка методов очистки сточных вод
- •5.5.4. Оценка методов утилизации отходов
- •5.5.5. Оценка конструкторских и технологических решений
- •5. Экономические основы природообустройства
- •5.1.Общие положения
- •5.1.1. Задачи экономики природопользования
- •5.1.2. Факторы экономического роста в природопользовании
- •5.2. Экономическая оценка природных ресурсов
- •5.2.1. Оценка природно-ресурсного потенциала
- •5.2.2. Методы оценки природных ресурсов
- •5.2.3. Индивидуальная оценка ресурсов
- •Оценка водных ресурсов
- •Оценка минеральных ресурсов
- •5.3. Экономическая оценка производственно-хозяйственной деятельности
- •5.3.1. Комплексная экономическая оценка
- •5.3.2. Оценка эффективности экономии материальных ресурсов
- •5.4. Определение ущербов от загрязнения окружающей природной среды
- •5.4.1. Классификация ущербов
- •5.4.2. Оценка ущербов
- •5.5. Экономическая оценка инженерных мероприятий по защите окружающей среды
- •5.5.1. Оценка чистого экономического эффекта природоохранных мероприятий
- •5.5.2. Оценка методов очистки газовых выбросов
- •5.5.3. Оценка методов очистки сточных вод
- •5.5.4. Оценка методов утилизации отходов
- •5.5.5. Оценка конструкторских и технологических решений
- •Список литературы
- •Экология техногенных объектов
- •Часть 2
- •Основы природообустройства
- •Учебное пособие
1.6. Формирование геотехнических систем
Анализ экологической обстановки, сложившейся на сегодняшний день, показывает несовместимость современных технологических процессов с природной средой, а не наличие ряда ошибок в технологии добычи и переработки сырья, как это утверждалось до последнего времени. Интенсификация производства уже не может и не должна идти по экстенсивному пути, т.е. за счет укрупнения агрегатов и за счет этого их производительности. Применяемые меры совершенствования очистных установок и другой санитарной техники не решают проблемы улучшения условий жизнедеятельности человека и общества в целом. Что можно объяснить двумя основными факторами: современные методы и способы очистки, практически исчерпали свои резервы; экономически оправданные уровни очистки отходов не предотвращают загрязнения природной среды, а лишь отодвигают его последствия во времени (особенно заметно это при анализе отдаленных последствий истощения и загрязнения сырья, воды, воздуха, в первую очередь, выражаемых в затратах на их кондиционирование).
Таким образом, необходимо в корне изменить принципы использования природных ресурсов, т.е. перейти к третьему этапу взаимоотношений человеческого общества и природы (малоотходные, ресурсо- и энергосберегающие технологии, являющиеся аналогами естественных процессов трансформации вещества и энергии). Этот переход обусловлен не только необходимостью защиты окружающей среды, но и экономической целесообразностью, определяемой снижением затрат на очистку и переработку отходов, подготовку сырья к использованию, оздоровление населения и т.д.
Однако, следует отметить, что копирование природных процессов в ходе технического прогресса для природоохранных целей не возможно, так как, во-первых, уже созданы материалы, которых нет в природе, во-вторых, природные процессы далеко не всегда безотходны, но они всегда снабжены звеном реутилизации и деструкции. Также нужно учесть возможность увеличения количества и ассортимента отходов, и связанную с ней, необходимость потребления значительных количеств энергии и вспомогательных материалов для углубленной переработки сырья (в настоящее время выступающего в основном в виде отходов), содержащего малоконцентрированные компоненты.
Любые преобразования в природе должны производиться с учетом социальных, экономических и экологических последствий, что возможно на основе социально-экономических моделей, в которых конечной целью является оптимизация экономики и окружающей среды (природной, архитектурной и социальной). В качестве ограничений в данном случае выступают экологические лимиты и потенциальные технико-экономические возможности общества. На настоящем этапе развития техники и общества теоретически обосновано использование природных ресурсов обеспечивающее, с одной стороны, наивысший хозяйственный эффект, с другой – отсутствие деградации окружающей среды. Реализация такого ресурсного цикла требует интеграции на региональном уровне всех производственных звеньев различной ведомственной принадлежности, т.е. по сути создания территориально-производственных комплексов (ТПК), при условии приоритета интересов региона над отраслевыми (ведомственными) интересами.
Особенности развития ТПК и их хозяйственная специализация в основном определяются ресурсным потенциалом региона, который в свою очередь зависит не столько от состава компонентов ландшафта, сколько от их состояния и динамики изменений. Организационно-техническая структура комплекса базируется на принципах производственно-технологических циклов. Следовательно, на всех иерархических уровнях взаимодействия промышленности с окружающей средой имеют место взаимообменные материальные, энергетические и информационные потоки, объединяющие техногенную и природную подсистемы в единую геотехническую систему.
Геотехническая система, образованная под влиянием промышленного объекта, может быть представлена схемой (рис.4) [].
Рис. 4. Принципиальная схема геотехнической системы
"Промышленное предприятие – окружающая среда"
ПП – промышленное предприятие
Промышленное предприятие, вовлекая в сферу производства сырье и другие природные ресурсы, направляет в окружающую среду отходы. Природные и техногенные потоки вещества и энергии обеспечивают перераспределение отходов за счет процессов миграции, трансформации, и аккумуляции. Так, например, промышленные выбросы приводят к загрязнению атмосферы. Атмосферные осадки, вымывая загрязняющие вещества из воздуха, переносят их на поверхность земли и водоемов, а также способствуют вымыванию и выщелачиванию мелкодисперсных и растворимых составляющих пород техногенного и природного происхождения и перемещению их в поверхностных и грунтовых водах. Кроме того, наблюдается взаимный количественно-качественный обмен между поверхностными и подземными водами. Подверженная загрязнению среда воздействует на растительный и животный мир, который, в свою очередь, влияет на компоненты биокосной подсистемы, а они влияют на промышленный объект (изменение качества сырья и вспомогательных материалов, воды и т.д.), что может потребовать соответствующих изменений в технологии производства и обработки отходов.
Рассматривая принципиальную структуру геотехнической системы необходимо учитывать, что элементы природных подсистем выступают в этом случае не только как компоненты среды, но и как ресурсы, используемые производством. Интенсивность массоэнергопереноса внутри системы в основном определяется характером технологических процессов.