Экологические последствия загрязнения атмосферы

Источники загрязнения окружающей среды

Загрязнением считается привнесение в экологическую систему новых, нехарактерных для нее физических, химически и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетего уровня этих агентов в природной среде. Непосредственными объектами загрязнения являются атмосфера, гидросфера и литосфера, а косвенными - различные экосистемы и их составляющие.

Источники загрязнения могут быть природного и антропогенного происхождения. Природными источниками являются пыльные бури, извержения вулканов, лесные пожары, гейзеры, антропогенными - промышленные предприятия, предприятия ТЭ комплекса, с/х., транспорт, коммунально-бытовое хозяйство. Загрязнителями окружающей среды являются сотни тысяч и миллионы химических соединений. При этом, особую опасность представляют токсичные вещества и соли тяжелых металлов.

Загрязнение биосферы подразделяется на природное и антропогенное. К антропогенным относятся загрязнения, возникающие в результате производственной деятельности людей и повседневной их жизни. В отличие от природных, антропогенные загрязнения поступают в биосферу непрерывно, что приводит к накоплению загрязнителей с высокими локальными концентрациями. Антропогенное загрязнение подразделяются на следующие группы: физическое, химическое и микробиологическое. Каждая из этих групп характеризуется разнообразием источников загрязнения и особенностями загрязнителей. Физическое загрязнение включает следующие виды загрязнений: шумовое, тепловое, световое, электромагнитное и радиоактивное.

Физические загрязнения:

Тепловое загрязнение

Данный вид загрязнения возникает в результате локального повышения температуры воздуха, водоема или почвы вследствие промышленных выбросов нагретых газов или воздуха, сбросов в водоемы теплых промышленных или сточных вод, а также прокладки наземных и подземных теплотрасс.

Световое загрязнение

Световое загрязнение природной среды нарушает освещенность земной поверхности при смене дня и ночи, а, следовательно, нарушает приспособленность растений и животных к этим условиям.

Шумовое загрязнение

Такой вид физического загрязнения окружающей среды образуется в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума выше природного уровня. Адаптация живых организмов не возможна. Шум характеризуется частотой и звуковым давлением. Звуки, воспринимаемые человеком, лежат в диапазоне частот 16-20 тыс. Гц. Звуковые волны с частотой ниже 20 Гц. Называются инфразвуком, а выше 20кГц. - ультразвуком. Они представляют опасность для человека и живых организмов. Уровень звукового давления измеряется в децибелах и уровень звукового давления 50-60 дБ не оказывает вредного влияния на человека и не причиняет беспокойства. Такой шум характерен для улицы средней оживленности, слабой/ нормальной работы радио и телевизионной аппаратуры. Шум, превышающий эти значения приводит к шумовому загрязнению окружающей среды. (Грузовой автомобиль - 70дБ, станок 80дБ, раскаты грома 120дБ). В нашей республике и населенных пунктах одним из главных источников шумового загрязнения является автотранспорт. Нерешенной остается проблема шумового воздействия ж/д транспорта. В районах нахождения ж/д шум превышает допустимое значение на 45%. Инфразвук нарушает жизнедеятельность организмов. У людей ощущается психологический дискомфорт, развитие безотчетного чувства страха. Возникновение паники среди животных перед извержением вулканов и землетрясением обусловлено появлением инфразвуковых шумов. Такой шум возникает также при полете тяжелых вертолетов, во время работы прессов, при движении крупногабаритных машин.

Электромагнитное загрязнение

Под ним понимают изменение ЭМ свойств среды вблизи линий электропередач, радио и телевизионных станций, промышленных установок и радарных устройств. Возрастание уровня ЭМ загрязнения связано со значительным развитием телевидения, радиовещания, компьютеризацией, расширением производства и потребление бытовой электронной техники.

Радиоактивное загрязнение

Такой вид загрязнения представляет собой повышение естественного фона радиоактивности, вызванное антропогенной деятельностью человека. Для оценки уровня радиоактивного загрязнения обычно используются различные единицы измерения 1 рентген или 1 бэр. Эти единицы используются при определении допустимого воздействия (ПДД), которое представляет собой наибольшее значение индивидуальной радиоактивности дозы/ год, которая при воздействии в течение 50 лет не вызывает у человека неблагоприятных воздействий. Для человека эта доза составляет 500мБэр/год и состоит из следующих: естественной радиоактивности (100 мБэр/год), дозы, получаемой при мед. Диагностиках 140 мБ/год, дозы, получаемой человеком внутри кирпичных и ж/б зданий. Кроме того, имеются дозы, получаемые при просмотре телепередач и при полетах в самолетах.

Химическое загрязнение

Наиболее массовым и наносящим большой вред природной среде является химическое загрязнение биосферы. В отличие от других загрязнений, химическое загрязнение характеризуется взаимодействием загрязняющих компонентов с компонентами природной среды. В результате этого могут получиться более или менее вредные соединения, чем сами загрязнители. Среди химических загрязнителей распространенными являются газообразные вещества, такие как CO, SO2, N2O, углеводороды, пыль, сероуглерод, сероводород, аммиак, хлор и его соединения, ртуть.

К химическим загрязнителям гидросферы относятся: нефть, сточные воды промышленных предприятий, содержащие фенол и другие высокотоксичные органические соединения, соли тяжелых металлов, нитраты, сульфаты, ПАВ.

Химическими загрязнителями литосферы являются нефть, пестициды, твердые и жидкие отходы химических производств. К химическим загрязнителям относятся также отравляющие вещества или химическое оружие. Разрыв снаряда с химическим оружием покрывает токсичными веществами большие площади и создает высокую угрозу отравлению людей и уничтожению животных и растений. В России общая масса снарядов с химическим оружием составляет 40 тыс. тонн, в США - 30 тыс.тонн. Уничтожение химического оружия требует больших материальных затрат, а его хранение представляет серьезную угрозу из-за возможности разрушения металлического корпуса со временем и попадания компонентов хим. Оружия в природную среду.

Микробиологическое загрязнение

Микробиологическое загрязнение природной среды - появление большого количества болезнетворных микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных источниках питания. В атмосферном воздухе могут находиться различные бактериальные вирусы и грибки. Микробиологическое загрязнение воды заключается в изменении свойств воды в результате увеличения количества несвойственных ей бактерий, грибков, червей и простейших. В Воде открытых водоемов встречаются также различные микроорганизмы, в том числе патогенные, вызывающие, как правило, кишечные заболевания. В почвенном покрове же содержится большое количество микроорганизмов, особенно, сапрофитов и условно патогенных. В то же время в почве могут содержаться бактерии, вызывающие газовую гангрену, столбняк и ботулизм.

Массовые загрязнители атмосферы

Загрязняющие атмосферу вещества м/б в виде газов, паров или твердых частиц (пыль 5-50 мкм, аэрозоли 0,1-5 мкм). Источниками загрязнения атмосферы также являются природные и антропогенные процессы. По объему природные выбросы могут превосходить антропогенные в несколько раз, но природные выбросы распределяются в атмосфере равномерно и создают лишь фоновые концентрации. В то же время антропогенные выбросы образуются постоянно и имеют локальный характер, вследствие чего создают опасные концентрации вредных веществ в природной среде. Объемы антропогенных выбросов м/б большими или сравнительно небольшими. В зависимости от этого загрязняющие атмосферу вещества подразделяются на массовые и специфические.

Массовые: диоксид серы, оксид углерода, углеводороды, пыль, оксид азота.

Диоксид серы, его свойства, источники.

Сера - один из распространенных элементов земной коры. Газообразные соединения серы образуются в природных условиях и в результате человеческой деятельности и являются вредными токсичными веществами. Среди них наиболее важное место занимает диоксид серы (с неприятным запахом, уже при очень малых концентрациях вызывает раздражение слизистых оболочек создает неприятный вкус во рту). При хроническом отравлении приводит к болезням дыхательных путей. В природных условиях выделяется при извержении вулканов, окислении серы и его соединений, содержащихся в мировом океане. Общая масса выбросов 150 млн. тонн / год. Выбросы антропогенного происхождения в основном находятся в составе дымовых газов, образующихся при сжигании сернистых топлив (мазут, уголь). Ежегодно в мире в составе дымовых газов в атмосферу попадает 140 млн. тонн, а в составе отходящих газов промышленных предприятий только 10 млн. тонн.

В атмосферном воздухе под действием солнечных лучей окисляется до сернистого ангидрида , который, взаимодействуя с влагой, содержащейся всегда в атмосфере, образует серную кислоту. Пары серной кислоты растворяются в дождевой воде, повышают ее кислотность, так идут кислотные дожди. Вероятность выпадений в виде кислотных дождей = 0,6. В результате таких дождей понижается урожайность зерновых, гибнут леса, в водоемах ухудшаются условия для разведения рыб. Кислотные дожди также наносят большой урон коммунальному хозяйству, памятникам архитектуры, превращают мрамор в гипс. При высоких концентрациях в воздухе и в условиях высокой влажности и температуре около 0ºС образуется восстановительный смог (лондонский смог)

Механизм образования

1. Твердый частицы в воздухе действуют как зародыши конденсации паров воды с образованием микрочастиц тумана

2. растворяетсяя в капельках тумана с образованием сернистой кислоты

3. Сернистая кислота окисляется в серную кислородом воздуха. Т.о. образуется кислый разъедающий туман.

Оксиды азота (закись), NO,

- бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом (веселящий газ выделяется из почвы при внесении азотных удобрений с водой, не взаимодействует). При повышенных концентрациях вызывает удушье вследствие вытеснения кислорода из легких. Смесь 80% N2O и 20% кислорода применяется для наркоза

NO - бесцветный токсичный газ. ПДК СС 0,06 мг/м3. Не взаимодействует с водой, но окисляется кислородом и азотом.

- газ бурого цвета, раздражающе действует на дыхательные пути, более токсичен, чем NO. ПДК СС 0,04 мг/м3. Взаимодействует с водой с образованием азотной и азотистой кислот.

Кроме рассмотренных выше оксидов азота м/б , . Оксиды NO и в атмосфере и составе газовых выбросов всегда присутствуют вместе и относятся к массовым загрязнителям атмосферы. Даже небольшие концентрации оксидов азота в воздухе при постоянном воздействии на организм человека вызывают неблагоприятную реакцию с гемоглобином крови. Особую опасность представляют процессы, происходящие в атмосфере в присутствии кислорода, углеводородов и диоксида азота и под действием солнечных лучей при температуре = 20-25 ºС. В результате образуется:

Составляющие основу фотохимического смога, вызывающего резь в глазах, раздражающего легочную ткань и влияющего на сердечно-сосудистую систему. Впервые наблюдался в Лос-Анджелесе, поэтому называют Лос-анджельский смог.

Для озонового слоя оксиды азота представляют опасность в связи с тем, что они попадают в стратосферу и под действием мягкого ультрафиолетового излучения солнца, которое озоновым слоем не задерживается, диоксид азота разлагается с выделением оксида азота, а последний окисляется озоном:

В природных условиях оксиды азота образуются в количестве примерно 700 млн. тонн/год, в результате извержения вулканов, лесных пожаров и грозовых разрядов, а также в почве и поверхностных слоях океана, однако, такое количество оксидов азота распределяется равномерно, образуя фоновые концентрации, не представляющие опасности для живых организмов и растений. Часть атмосферного диоксида азота взаимодействует с дождем и выпадает в виде кислотных дождей. Вероятность выпадения - 0,4. Наиболее опасны для окружающей и человека оксиды азота, образующиеся в результате производственной деятельность человека. Общая масса 75 млн. тонн/год, т.к. они образуют локальные высокие концентрации.

Эти выбросы образуются:

• в процессе горения топлива на тепловых электростанциях и двигателях внутреннего сгорания

• в процессах получения и применения азотной кислоты при производстве ВВ, при получении олифотических и ароматических нитро соединений, азотных удобрений, при получении серной кислоты нитрозным способом, при получении анилиновых красителей, вискозного волокна и травления металлов.

Оксид углерода (CO, CO₂)

CO - ядовитый газ без цвета и запаха. В воде растворяется незначительно, на воздухе горит с образованием углекислого газа. Является одним из сильнейших загрязнителей атмосферного воздуха, особенно в приземном слое.

Природные источники - выделения океанов, лесные пожары и неполное сгорание органики. Общий объем 32 млн. тонн/год

Антропогенные источники - автотранспорт, ТЭС.

Кроме того CO попадает в атмосферу в количестве 150 млн. тонн ежегодно в составе дымовых газов при сжигании топлива, отходящих газов металлургической и химической промышленности. ПДК 1 мг/м3. Постоянное действие CO вызывает сердечно-сосудистые заболевания, стенокардию, атеросклероз, действует на нервную систему. Токсичность угарного газа объясняется тем, что он растворяется в крови в 200 раз быстрее, чем О₂, образуя карбоксигемоглобин и при содержании в воздухе больших концентраций угарного газа уменьшается доступ кислорода к тканям человеческого организма, что вызывает кислородное голодание и смерть. Это происходит даже в том случае, если концентрация кислорода в воздухе остается неизменной.

Углеводороды и их источники.

В природных условиях поступают в атмосферу за счет разложения органики, лесных пожаров, например, метан попадает в воздух из месторождений угля и природного газа, также из болот, из рисовых полей, из свалок и при жизнедеятельности жвачных животных. Углеводороды, входящие в состав нефти и попутного газа, выделяются при миграции нефти к поверхности земли в виде нефтяных ключей, что наблюдается в нефтяных районах Татарстана. Ежегодно от природных источников в атмосферу поступает примерно 2 млрд. 600 млн. тонн углеводородов.

Антропогенные источники нефтяная, газовая, нефтехимическая отрасли химической промышленности и автомобильный транспорт. Ежегодной поступление от них 80 млн. тонн углеводородов. В атмосфере алифатические углеводороды не представляют серьезной опасности для человека, поскольку их ПДК = 150-300 мг/м3, однако, метан на ряду с CO₂ способствует усилению парникового эффекта вследствие того, что они поглощают ИК- излучение с земной поверхности. Другие углеводороды реагируя с озоном и NO₂ образуют фотохимический смог.

Усиление парникового эффекта является одной из главных глобальных экологических проблем современности. Суть явления: в результате загрязнения приземного слоя атмосферы, особенно продуктами сгорания углеродного и углеводородного топлива, в воздухе повышается концентрация СО₂ и метана. ИК излучение земной поверхности, нагретый прямыми лучами поглощается молекулами СО₂ и СН₄, что приводит к повышению их теплового движения, и , следовательно, к возрастанию температуры атмосферного воздуха приземного слоя.

Парниковый эффект играет как положительную, так и отрицательную роль. Положительная роль - прямые лучи солнца разогревают земную поверхность лишь до 18 ºС, что недостаточно для нормальной жизнедеятельности многих видов растений и животных. Благодаря парниковому эффекту приземный слой нагревается дополнительно, что расширяет оптимальные условия для жизнедеятельности видов. Парниковый эффект также смягчает разницу между дневными и ночными температурами.

Отрицательная роль - в результате накопления углекислого газа может произойти:

-потепление климата на земле. Это может привести к таянию арктических и антарктических льдов и повышению уровня мирового океана на 50-350 см, и следовательно, к затоплению низинных плодородных участков земли, где проживают 0,7 населения земли.

Ослабление парникового эффекта происходит при загрязнении атмосферы пылевидными выбросами, которые поглощают солнечные лучи в высотных слоях атмосферы

- разрушение озонового слоя. Озоновый слой расположен на высоте 20-45 км. В стратосфере озон создает равномерный замкнутый слой вокруг земного слоя, толщиной 25 км. Озон образуется при взаимодействии O₂ с УФ лучами солнца.

В стратосфере озон играет 2 роли :

- поглощает большую часть жестких УФ лучей, губительных для всех живых организмов

- создает тепловой пояс, который образуется: из-за выделения тепла при образовании молекул озона и вследствие поглощения молекулами озона жестких УФ лучей и ИК излучения солнца. Такой тепловой пояс предотвращает утечку тепла из тропосферы и нижних слоев стратосферы в космическое пространство.

Концентрация озона в стратосфере за последние 25 лет снизилась более чем на 2%, а над Северной Америкой = на 3-5%. Это результат загрязнения верхних слоев атмосферы азот и хлорсодержащими газами.

Фторхлоруглеводороды - ФХУ (фреоны)

Полагают, что уменьшение концентрации озона в защитном слое является причиной 300 тыс. случаев в год рака кожи и 1700 тыс. случаев катаракты. Одними из опасных загрязнителей озонового слоя являются ФХУ, применяемые в холодильных агрегатах и пульверизаторах. Широкое их применение объясняется безвредностью в обычных условиях. Установлено, что ежегодно в атмосферу попадает 1,5 млн. тонн ФХУ. Вследствие высокой устойчивости, они накапливаются в атмосфере постоянно поднимаясь в стратосферу. В настоящее время они уже замечены на высоте 25 км. На этих же высотах обнаружены радикалы хлорокиси ClO, которые образуются при взаимодействии озона с радикалами Cl.

Один радикал Cl разрушает до 100 тыс. молекул озона. Предотвращение разрушения озонового слоя можно лишь при прекращении выбросов ФХУ, путем его замены на другие жидкости (в промышленных холодильниках используют аммиак, гексан).

Пыль и ее источники

1. Космические пыль из остатков сгоревших метеоритов. Ежегодно образуется 2-5 млн. тонн космической пыли.

2. Природная пыль, образующаяся на земле. Количество 3 млрд. 600 млн. тонн в год.

Такая пыль имеет размеры 1-10 мкм и находится во взвешенном состоянии. Частицы природной пыли имеют органическое и неорганическое происхождение и образуется в результате выветривания и разрушения горных пород и почвы вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров, пыльных бурь над пустынями. К пыли также относятся соли, попадающие в атмосферу при высыхании морской и океанической воды.

Основные антропогенные источники пыли - предприятия горнорудной, металлургической, угольной промышленности и ТЭС. Немалый вклад вносят и строительные организации, деревообрабатывающие предприятия, производство автомобильных шин, цемента и минеральных удобрений. ПДК 0,5 мг/м³. Атмосферная пыль имеет большое значение для жизнедеятельности растений и животных. Пыль поглощает прямую солнечную радиацию и защищает живые организмы от ее вредного влияния. Пыль также рассеивает прямые солнечные лучи, тем самым создавая более равномерное освещение земной поверхности. Кроме того, она способствует конденсации водяных паров и выпадению осадков. Отрицательное влияние заключается в физическом загрязнении растений и почвы, а также летучая зола и сажа как пыль являются основными компонентами восстановительного смога.

Пути устранения выбросов в атмосферу массовых загрязнителей.

Перспективными путями устранения выбросов массовых загрязнителей является использование нетрадиционных источников энергии и поиск альтернативных топлив. Такими источниками являются: энергия ветра, энергия солнца, геотермальная энергия, водородная энергетика, энергия ЭХ генераторов.

Поиск альтернативных топлив означает разработку эффективных путей применения метанола, этанола и диметиловый эфира в ДВС.

Специфические загрязнители атмосферы.

Вредные пары, газообразные вещества, выбрасываемые в атмосферу в сравнительно небольших количествах называют специфическими загрязнителями атмосферы. К ним относятся: аммиак, бензапирен, хлор и его соединения, пары ртути, меркаптаны, диоксин, сероуглерод, сероводород. Наиболее токсичен бензпирен - автотранспорт, диоксин - сжигание пластмассы.

Бензпирен - канцерогенное соединение. ПДК 1 нг/м³ = 10^-6 мг/м³. Поступает в воздух при сжигании мазута, угля, бензина, с выбросами алюминиевых, сталеплавильных и нефтеперерабатывающих заводов. Длительное воздействие бензпирена выше 3 нг/м³ может привести к раковым заболеваниям.

Диоксины поступают в атмосферу при производстве органических соединений на основе ароматических углеводородов и хлора, а также в составе предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, металлургической промышленности и дымовых газов, мусоросжигающих заводов. ПДК = 0,5 пг/м³. Такое значение ПДК обусловлено чрезвычайно высокой токсичностью диоксинов, высокая опасность диоксинов заключается в том, что даже незначительное их количество подавляют иммунную систему человека и уменьшают способность его адаптироваться к условиям среды. Поражают печень и пищевой тракт человека.

Самоочищение и вторичные загрязнения атмосферы.

Вредные химические соединения, поступающие в атмосферу, сохраняются там недолго. Это обусловлено протеканием в атмосфере сложных физико-химических процессов под действием солнечной радиации и с участием кислорода. При этом вредные соединения могут превращаться в более или менее вредные. Если в результате физико-химических процессов происходит образование менее вредных соединений или вымывание их атмосферными осадками, называется самоочищением атмосферы (кислотные дожди, оседание пыли). В том случае, когда ФХ превращения или взаимодействия вредных веществ друг с другом приводят к образованию более вредных веществ называется вторичным.

Защита атмосферы от промышленных выбросов.

Известные к настоящему времени способы защиты атмосферы подразделяется на 2 группы - пассивные и активные.

Пассивные способы защиты.

Эти способы предназначены для уменьшения вредного воздействия газообразных выбросов на животный и растительный мир, при этом не происходит уменьшения абсолютного количества вредных выбросов, а происходит только их разбавление в атмосферном воздухе. Наиболее распространенные пассивные способы такие:

- размещение промышленных предприятий с учетом направления ветров

- создание санитарно-защитных норм в виде лесопосадок и парков.

Санитарно-защитные зоны способствуют не только разбавлению вредных газовых выбросов, но и поглощают их, например, установлено, что 1 гектар леса за свой вегетационный период поглощает 500-700 кг диоксида серы, 400 кг серного ангидрида, 180 кг монооксида азота, 100 кг хлора, 40 кг фтора и задерживают 18 тонн пыли.

- введение режимных условий работы предприятия. В ветряную погоду предприятия работают на полную мощность, а в безветренную - мощность уменьшается.

- использование высоких труб. Для рассеивания вредных выбросов на большие расстояния используя высокие дымовые и выхлопные трубы (высота 200м - 25 км., 250м-75 км.)

- расположение промышленных предприятий с учетом рельефа местности

Активные способы защиты.

Они предназначены для уменьшения абсолютного количества вредных выбросов. К ним относятся:

- строительство предприятий по проектам прошедшим экологическую экспертизу!!!!!!!!!

- совершенствование уже существующих технологий с повышением их экологической безопасности

- строгое соблюдение технологического регламента рабочими и служащими предприятия

- повышение экологической безопасности сырья перед его применением

- строительство газоочистных установок для улавливание и последующей утилизации или обезвреживания газовых выбросов

- создание малоотходных и безотходных технологий газооборотным циклом - наиболее перспективный путь из всех названных, однако до настоящего времени основным средством предотвращения вредных выбросов остается разработка и внедрение эффективных систем очистки. При этом под очисткой понимают отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника. По назначению все процессы очистки делятся на 2 группы: технологическую и санитарную. Целью технологической очистки является получение чистого газообразного сырья для производства товарной продукции. Санитарная очистка газов предназначена для уменьшения вредных парообразных, газообразных пылевидных веществ в газовых потоках, выбрасываемых в атмосферу. Для обезвреживания аэрозолей (пыли, туманы, дым) используются сухие, мокрые и электрические методы очистки. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения и фильтрации, а в мокрых пылеуловителях - осуществляется контакт запыленных газов жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах происходит отделение заряженных частиц на осадительных электродах. Также применяются для обезвреживания отходящих газов уже газообразных и парообразных примесей методы адсорбции, абсорбции, термические и ксоталитические методы.

Классификация аппаратов очистки (экобиозащитная техника)

Аппараты очистки делятся на пылеуловители (сухие, мокрые, электрические, фильтры), туманоуловители (низкоскоростные, высокоскоростные), аппараты очитки от газов и паров (абсорберы, хемосорберы, адсорберы, термические нейтрализаторы), аппараты многоступенчатой очистки (очистка от пыли, пыль + туман, пыль + газ).

Во всех системах очистки загрязненных газов используют аппараты очистки. Их работа характеризуется рядом параметров, основными из которых являются эффективность очистки.

, где С_вх и С_вых - массовые концентрации загрязняющих примесей в газе до и после очистки. Если очистка ведется в системе последовательно соединенных аппаратов, то их общая эффективность

, где n - эффективность очистки 1,2 и n-го аппаратов.

Для оценки эффективности процесса очистки используются также используются коэффициент проскока:

Пылеулавливающие оборудование основано на различных принципах отделения твердых частиц от газового потока и весьма разнообразны по своим конструктивным решениям. (СРС)

Туманоуловители - для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующем стеканием жидкости под действием силы тяжести. Осаждение капель жидкости происходит под действием диффузионного или инерционного механизмов отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлектрических. В зависимости от скорости фильтрации туманоуловители делят на низкоскоростные W<=0,15 м/с, в которых преобладает механизм диффузионного осаждения капель. Высокоскоростные W = 2-2,5 м/с - инерционная сила осаждения. Волокнистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают высокую эффективность очистки (0,999) газа от частиц размером <3 мкм и полностью улавливают частицы большего размера. Волокнистые слои формируются из стекловолокна или полимерных волокон (полипропилен, лавсан). Толщина слоя - 5-15 см.

Высокоскоростные имеют меньшие габаритные размеры и обеспечивают эффективность очистки - 0,9 - 0,98 от частиц размером <3 мкм. В качестве фильтрующих набивок используются: войлок из полипропиленовых волокон, который успешно работает в среде разбавленных и концентрированных кислот и щелочей. Если диаметры капель составляют <=0,6-0,7 мкм, для достижения приемлемой очистки приходится увеличивать скорость до 4,5-5 м/с, что приводит к заметному брызгоуносу. Такое явление можно уменьшить применением брызгоуловителей, а для улавливания жидких частиц >3 мкм применяют брызгоуловители из пакетов сеток, где захват частиц жидкости происходит за счет эффектов касания и инерционных сил.

Аппараты очистки от газовых примесей.

Абсорберы

Метод абсорбции - очистка газов или паров, основанная на поглощении их жидкостью. Решающим условием для применения этого метода является растворимость газов или паров в абсорбенте. Если растворимость газов при нуле градусов и давлении 101,3 кПа составляет сотни граммов на 1 кг абсорбента, то такие газы называют хорошо растворимыми. Например, для удаления из газовых выбросов таких газов как аммиак фтористый и хлористый водород применяют воду. Для высокоэффективного протекания процесса абсорбции неоьходимы специальные конструктивные решения в виде насадочных башен, форсуночных барбетажках - пенных аппаратов.

Рисунок отксерокопированный.

Хемосорберы.

Работа таких аппаратов основана на поглощении газов или паров жидкими или твердыми поглотителями с образованием малорастворимых или малолетучих химических соединений. Основным видом аппаратов для такого процесса являются также насадочные башни, барботажно-пенные аппараты и скруббера Вентури.

Хемосорбция - один из распространенных методов для очистки отходящих паров от оксидов азота известковым методом. Эффективность очистки при этом составляет 0,17-0,86, и кислот 0,95.

Адсорберы.

Метод адсорбции основан на способности некоторых тонкодисперсных твердых тем селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. В качестве адсорбентов применяют вещества, имеющие большую удельную поверхность на 1-цу массы. Удельная поверхность активированных углей достигает 10⁵-10⁶ м²/кг. Для очистки активированных газов от органических паров, удаление неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в промышленных выбросах в незначительных количествах, а также летучих растворителей и целого ряда других газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагели, циориты (молекулярные сита), активированные оксиды алюминия ), которые обладают большой селективной активностью, чем активированные угли. Конструктивно адсорберы выполняются в виде емкостей, заполненных пористым материалом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Адсорберы применяются для очистки воздуха от паров растворителей, эфира, ацетона, различных углеводородов и т.п. Адсорберы нашли широкое применение в противогазах и респираторах.

Термические нейтрализаторы.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих газов и паров, входящих в состав вентиляционных и технологических выбросов сгорать с образованием менее токсичных веществ. Различают 3 схемы термической нейтрализации:

- прямое сжигание, термическое окисление, каталитическое дожигание.

Прямое сжигание применяют в тех случаях, когда очищаемые газы обладают достаточной энергией для поддержания горения. Пример - факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют цианистый водород в вертикально направленных факелах на нефтехимических заводах. Есть также схемы камерного сжигания. Такие дожигатели применяют при сдувах горючих газов из открытых/закрытых емкостей.

Термическое окисление находит применение в тех случаях, когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат достаточно кислорода или когда концентрация их незначительна и недостаточна для поддержания горения. В первом случае процесс термического окисления проводят в камере с подачей свежего воздуха (СО, С_nН₂), а во втором случае - при подаче дополнительно природного газа.

Каталитическое дожигание - используют для превращения токсичных компонентов в нетоксичные или менее токсичные путем их контакта с катализаторами. Для поддержания процесса необходимо кроме катализаторов также поддержание температуры и скорости газов. В качестве катализаторов используются платина, палладий, медь и др. Каталитические нейтрализаторы применяются для обезвреживания оксида углерода, летучих углеводородов, растворителей, отработавших газов от ДВС. Каталитическая нейтрализация отработавших газов ДВС на поверхности твердого катализатора происходит за счет химических превращений (восстановления или окисления), в результате которых образуется безвредные или менее вредные для человека соединения.

Аппараты многоступенчатой очистки.

Применение одноступенчатых систем очистки выбросов как правило не дает высокоэффективную очистку, когда требуется такая очистка применяют многоступенчатую очистку. В этом случае очищаемые газы проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки. Такие решения находят применение при очистке отходящих газов от твердых примесей. При одновременной очистке от твердых и газообразных примесей, при очистке от твердых примесей и капельной жидкости. Многоступенчатая очистка применяется в системах очистки воздуха с его последующим возвратом в помещение.

Санитарная очистка промышленных газов от массовых загрязнителей.

Очистка газов от СО₂

1. абсорбция водой - простой и дешевый способ, однако эффективность очистки мала, т.к. максимальная поглотительная способность воды 8 кгСО₂/100 кг Н₂О

2. поглощение растворами этаноламинов (моноэтаноламин)

3. поглощение холодным метанолом при -35ºС

4. очистка цеолитами - молекулы СО₂ очень малы. Для извлечение СО₂ из природного газа и удаления продуктов жизнедеятельности в современных экологически изолированных системах используются молекулярные сита типа СаО

Очистка газов от СО

1. дожигание на платиново-палладиевом катализаторе

2. конверсия (абсорбция водой) - СО+Н₂О = СО₂ + Н₂

Очистка от NO_x

В химической промышленности оксиды азота удаляются в основном на катализаторах

1. окислительные методы основаны на реакции окисления оксидов азота с образованием НNO₃

2. восстановительные каталитические методы - восстановление NO_х до нейтральных продуктов в присутствии катализаторов или под действием высоких температур в присутствии восстановителей.

3. сорбционные методы - абсорбция NO_х известью и твердыми сорбентами (уголь, цианиды, силикагели)

Очистка от SO₂

Методы улавливания SO₂ требуют больших затрат. Их можно разделить на аммиачные, нейтрализация и каталитические.

Защита гидросферы.

В водоемы выбрасывается 62 км³/год

Виды загрязнения гидросферы.

Химическое - изменение естественных химических свойств оды за счет увеличения в ней вредных примесей как неорганических, так и органических.

Физическое - связано с изменением физических параметров воды (тепловое, механическое, радиоактивное)

Биологическое - заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения несвойственных ей видов микроорганизмов, растений и животных (бактерий, грибы, простейшие, черви) привнесенные извне.

Вследствие антропогенного воздействия природная вода загрязняется различными веществами, что приводит к ухудшению ее качества.

Можно выделить следующие тенденции в изменении качества природных вод под воздействием хозяйственной деятельности человека:

1. снижение Рh пресных вод из-за загрязнений серной и азотной кислотами из атмосферы, увеличение содержания в ней сульфатов и нитратов, повышения содержания ионов кальция, магния, кремния в подземных и речных водах в следствие вымывания карбонатных пород (СО₃) дождевыми стоками

2. повышение содержания в природных водах ионов тяжелых металлов (ртуть, свинец, кобальт, кадмий, цинк, медь, мышьяк), а также фосфатов и нитритов

3. повышение содержания солей в поверхностных и подземных водах из-за поступления туда со сточными водами, из атмосферы, а также за счет смыва твердых отходов

4. повышение содержания в водах органических соединений, прежде всего биологически стойких (ПАВ - гербициды и инсектициды, ПАВ)

5. снижение содержания кислорода в природных водах за счет повышения его расхода на окислительные процессы

6. снижение прозрачности воды в водоемах из-за размножения вирусов, бактерий, возбудителей инфекционных заболеваний

7. потенциальная опасность загрязнения радиоактивными изотопами

8. нефтепродукты

Классификация вод по целевому назначению.

Вода, используемая в промышленности, подразделяется на охлаждающую, технологическую и энергетическую.

Охлаждающая вода - не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь только нагревается. В промышленности 65-80% воды на охлаждение

Технологическая вода - средообразующая промывающая и реакционная. Непосредственно контактирует с продуктами и поэтому загрязняется.

Энергетическая вода - используется для нагревания, получения пара, нагревания оборудования, помещений и продуктов.

Оборотное водоснабжение.

Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление природной воды. В химической промышленности доля оборотной воды составляет 82,5%.

Существует 3 схемы оборотного водоснабжения.

1. С охлаждением

2. С очисткой

3. С очисткой и охлаждением

Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий - это одно из основных направлений уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов. Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-промышленного комплекса, района или центра понимается система, включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промышленных предприятиях, на земледельческих полях для орошения при выращивании с/х культур, для полива лесных угодий, исключающих образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем. Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды в этих системах. Свежая вода используется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей. Организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на рекуперацию воды и веществ, выделенных из сточной воды и переработанных до товарного продукта или вторичного сырья, ниже затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до показателей, позволяющих сбрасывать ее в водоем без загрязнения.

Сточные воды.

В производстве образуются различные категории сточных вод. Сточная вода - это вода, бывшая в производственном, бытовом или с/х употреблении, а также прошедшая через какую-то загрязненную территорию. В зависимости от условий образования они делятся на бытовые, атмосферные и промышленные.

Промышленные сточные воды - жидкие отходы, возникающие при добыче органического и неорганического сырья. В технологических процессах источниками сточных вод являются:

1. воды, образующиеся при протекании хим. Реакции

2. воды, находящиеся в виде свободной или связанной влаги в сырье и исходных продуктах и выделяющиеся при их переработке

3. промывные воды - после промывки сырья, продуктов и оборудования

4. маточные водные растворы

5. водные экстракты и абсорбенты

6. вода охлаждения и др.

Сточные воды загрязняются различными веществами (классификация загрязнителей воды):

1. биологические нестойкие органические соединения

2. малотоксичные неорганические соли

3. нефтепродукты

4. биогенные соединения (N, P, S)

5. вещества со специфическими токсичными свойствами, в том числе тяжелые металлы и биологически неразлагающиеся органические соединения (ПАВ и пестициды).

Имеется несколько путей уменьшения количества загрязняющих сточных вод:

1. разработка и внедрение технологических процессов

2. разработка и внедрение совершенного оборудования

3. внедрение аппаратов воздушного охлаждения

4. усовершенствование технологических процессов

5. повторное использование очищенных сточных вод в оборотных и замкнутых системах водоснабжения

Методы очистки сточных вод.

Для создания замкнутых систем водоснабжения промышленные сточные воды подвергаются очистке, до необходимого качества, зависящего от вида производства. Указанные методы делятся на рекуперационные (извлечение, удаление) и деструктивные (разрушение).

Рекуперационные - извлечение из сточных вод и дальнейшая переработка всех ценных компонентов.

Деструктивные - разрушение загрязняющих веществ путем их окисления или восстановления. Продукты удаляются из воды в виде газов и осадков.

Выбор метода очистки и конструктивное оформление производится с учетом следующих факторов:

1. санитарных и технологических требований к качеству очищенных вод с учетом дальнейшего их использования

2. количество сточных вод

3. наличие у предприятия необходимых для процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов, а также необходимой площади для сооружения очистных установок

4. эффективности процесса обезвреживания

На сегодняшний день существуют следующие схемы очистки:

1. очистка от грубодисперсных примесей (взвешенных частиц) - отстаивание, процеживание и фильтрация, флотация, осветление во взвешенном осадке, центробежное фильтрование и отстаивание

2. очистка от мелкодисперсных примесей - коагуляция (укрупнение частиц), флокуляция, электрокоагуляция, электрофлотация

3. очистка от минеральных растворенных примесей - дистилляция, ионообменный метод, мембранный (гиперфильтрация), электродиализ, вымораживание, реагентные (химические) методы.

4. очистка от растворенных органических примесей: регенеративные (экстракция, адсорбция, ректификация, обратный осмос) и деструктивные (биохимического окисления, жидкофазного окисления, радиационного окисления, электрохимического окисления).

5. очистка от газов - отдувка, нагрев, реагентные (химические) методы

Меры устранения или уничтожения нерастворенных примесей: закачка в скважины, закачка глубины морей, захоронение, уничтожение (термическое).

Практически всегда очистка промышленных стоков - комплекс методов. Наиболее широко используются комбинация механической очистки, нейтрализация промышленных стоков (реагентная очистка) и биохимической очистки. Эти операции применяются практически во всех комплексных очистных сооружениях, в том числе и бытовых стоках.

1. Механическая очистка.

Сюда относятся: отстой сточных вод в специальных отстойниках, в которых происходит оседание взвешенных частиц на дно. Сбор нефтепродуктов и других нерастворимых в воде жидкостей с поверхностей стоков устройствами типа механических рук - нефтеловушки, смолоотстойники, жироуловители и фильтрация через слой песка (1,5 м толщина).

2. Химическая (реагентная) очистка.

1. один из видов обработки сточных вод реакцией нейтрализации

2. реакции окисления-восстановления. Любая реакция окисления-восстановления есть одновременное окисление одних и восстановление других веществ. Наиболее распространенные окислители: кислород (озон), хлор, гипохлорит, перекись водорода, перманганат калия (KMnO₄), восстановители: сульфат железа, гидросульфат, диоксид серы ,сероводород. Одним из важнейших окисляющих агентов является хлор, поэтому большинство химических операций со сточными водами начинают с хлорирования, чтобы токсичный хлор к концу реагентной очистки полностью удалялся из воды. ОВР применяют для удаления из воды токсичных веществ

3. Биологическая очистка - аэробная (в присутствии кислорода и анаэробная

Аэробная - минерализация органического вещества промышленных стоков, происходящая в результате их окисления при содействии аэробных микроорганизмов в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания, при этом интенсивно используется растворенный кислород. Наиболее универсальный способ обработки сточных вод является обработка активным илом. Сточные воды смешивают с илом. Ил представляет собой популяцию различных бактерий, грибков и другой флоры. Определенный вид бактерий способен окислять определенное вещество. Если в состав очищаемых промышленных стоков будут введены новые вещества, то потребуется время, чтобы бактерии, способные окислить именно данное вещество, размножились в достаточном количестве и обеспечили наилучшую очистку. Время от времени, активный ил выводят из очистных сооружений, т.к. количество его растет. Если нет тяжелых металлов, то активный ил используют в качестве удобрения, часть стабилизируют, т.е. обрабатывают избытком кислорода для удаления всевозможной органики, предотвращая гниение. Часть поступает на анаэробное разложение. Аэробное окисление происходит в аппаратах аэротент или окситент.

Анаэробная - происходит в аппаратах метантентах. Источник кислорода - группа кислородсодержащих анионов NO₃, . В основе метанового брожения лежит способность сообществ определенных микроорганизмов сначала в фазе кислого водородного брожения гидролизовать сложные органические соединения до более простых, а затем, с помощью метанобразующих бактерий, превращать их в метан и угольную кислоту.

Однако не всякие сточные воды могут быть очищены биохимическими методами. Существуют нормы на содержание вредных веществ в сточных водах, поступающих на биологическую очистку и не все органические соединения разлагаются на станциях биологической очистки (мазут, бензин, красители и т.д.). Эффективность очистки по органике - 90%, по неорганике 20-40%. Не могут быть очищены сточные воды, содержащие более 1000 мг/л фенолов, 300-500 мг/л спиртов, 25 мг/л нефтепродуктов, т.е. для многих случаев биологическая очистка неэффективна. Биологическая очистка также не может обессолить воду. Необходимую пресную воду получают методами выделения солей из сточных и природных вод.

4) Методы выделения солей или физико-химические методы очистки воды.

1) дистилляция (выпаривание) - хорошо усвоенный и широко применяемый метод. Мощность выпарных установок может достигать 15-30 тыс. м³/сутки, но высокие расходы энергии

2) вымораживание - при медленном охлаждении из соленой воды из нее в первую очередь выделяются кристаллики льда, не содержащие солей.

3) мембранные методы - электродиализ и гиперфильтрация (или обратный осмос).

Электродиализ - современный метод деминерализации и концентрирования растворов основан на направленном переносе диссоциированных солей в поле постоянного тока через ионоселективную мембрану из естественного или синтетического материала.

Рис отксерокопированный

Метод обратного осмоса - это процесс разделения водных растворов путем их фильтрования через полупроницаемую мембрану, требует небольших энергозатрат, но трудность заключается в том, что нужно создать давление выше атмосферного (6-8 МПа) и затруднен подбор мембран.

4. Ионообмен - широко применяется во всех странах мира. До настоящего времени является основным методом для обессоливания воды, для АЭС, ТЭС с котлами сверхвысокого и критического давления. Кроме того, этот метод применяется в водооборотных циклах на предприятиях для концентрирования и извлечения из сточных вод ценных компонентов, например, тяжелых металлов. Очень широкое применение находят в процессах умягчения воды, т.е. избавления ее от солей постоянной жесткости.

Удаление остаточных органических веществ.

После биохимической очистки могут остаться органические вещества, плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ очистки - абсорбция активированным углем, который регенерируется при нагревании. Это весьма эффективный метод, позволяющий очистить воду до БПК< 1мг О₂/л. Абсорбция эффективна для большинства органических соединений и испоьзуется для очистки бытовых стоков, жидких отходов нефтеперегонки, фенолов и других ароматических соединений.

Нормирование качества воды.

ПДК_в - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоема мг/л, при которой не должно оказываться прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должны ухудшаться гигиенические условия водопользования.

ПДК_в.р. - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей.

ПДС - (предельно допустимый сброс) - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью. Обеспечения норма качества воды в контрольном пункте.

Защита литосферы.

“Литос” - камень. Для защиты почв, лесных угодий от твердых и жидких отходов в настоящее время широко используют сбор и складирование промышленных и бытовых отходов. Свалки и полиглны для переработки и захоронения промышленных отходов - спутники всех промышленных центров и городов. Переработку производят на специальных полигонах, создаваемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.28-85 и предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания отходов промышленных предприятий, НИИ и учреждений. Приемы на полигоны подлежат As - содержащие неорганические твердые отходы и шламы, Pb, Sn, Zn, Cd, Ni, Sb, Bi, Co и его соединения - тяжелые металлы; отходы гальванических производств; органические горючие материалы (обтирочные, ветошь, твердые смолы, обрезки пластмасс, остатки лакокрасочных материалов, загрязненные опилки, деревянная тара, промасляная бумага; масла, бензин, краски, нефтепродукты - не подлежащие регенерации; неисправленные ртутные, дуговые и люминесцентные лампы, формовочная земля, использованные баллоны с остатками веществ). Жидкие токсичные отходы перед выбросом на полигон должны обезвреживаться на предприятиях. Приему на полигон не подлежат отходы, для которых разработаны эффе5тивные методы извлечения тяжелых металлов, жидкие нефтепродукты, подлежащие регенерации. Переработка предусматривает физико-химические методы, а также термическое обезвреживание с использованием огня, демеркуризация ламп, прокаливание песка и земли, подрыв баллонов в спец. камере, затаривание отходов в герметичные контейнеры и их захоронение. Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны от 300 до 1000 метров.

Второй путь - сжигание на мусоро - сжигающих заводах. Существующие в настоящее время системы сжигания опасных отходов позволяет достичь не только высокой ступени деструкции (99%), но и дает возможность рекуперировать отходящее тепло. Недостаток сжигания: значительные энергетические затраты по сравнению с вывозом на свалку, сбросом в море и захоронением в отработанные шахты. Мусоросжигательные установки могут дать основную массу выбросов в атмосферу соединений Zn, Hg, Cd.

Более рациональным способом является, несомненно, освоение специального технологического сбора и переработки твердых отходов. При сборе отходов необходимо их сортировать. В быту такой процесс сбора отходов уже организован в ряде стран. В Японии, Германии на улицах сделаны контейнеры для металлов, бумаги и т.д.

Рассортированные отходы легко подвергаются вторичной переработке. Аналогично решаются задачи по переработке промышленных отходов. Примером таконо подхода является сбор и переработка металлов. Основные операции - это сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по видам металла. Разделка - удаление неметаллических включений. Механическая обработка - рубка, резка, пакетирование и фрикетирование на прессах. Отходы древесины широко используют для изготовления товаров культурно-бытового назначения, делаемых, главным образом, методом прессования. Кроме того, древесные отходы применяются в ДСП, корпусах.

Нормирование химического загрязнения почв.

Устанавливается по ПДК_п мг/кг. По своей величине ПДК_п значительно отличается от ПДК для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях, а в основном - через контактирующие с почвой среды - вода, воздух, растения.

ПДК_п - это концентрация химических веществ в пахотном слое почве, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, а также на здоровье человека. Существует 4 разновидности ПДК_п, в зависимости от пути миграции загрязняющих веществ в сопредельные среды.

ТВ - транслокационный показатель, характеризующий переход вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений.

МА - миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу.

МВ - миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники.

ОС- общесанитарный показатель, характеризующий влияние химичского вещества на самоочищающуюся поверхность и биогеоценоз.

В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДК_п проводят расчет временных допустимых концентраций. Мг/кг

ВДК_{п =} 1,23 + 0,48ПДК_пр, где ПДК_пр - предельная ДК веществ для продуктов (плодовые и овощные культуры

Экологические последствия загрязнения атмосферы

Источники загрязнения окружающей среды

Загрязнением считается привнесение в экологическую систему новых, нехарактерных для нее физических, химически и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетего уровня этих агентов в природной среде. Непосредственными объектами загрязнения являются атмосфера, гидросфера и литосфера, а косвенными - различные экосистемы и их составляющие.

Источники загрязнения могут быть природного и антропогенного происхождения. Природными источниками являются пыльные бури, извержения вулканов, лесные пожары, гейзеры, антропогенными - промышленные предприятия, предприятия ТЭ комплекса, с/х., транспорт, коммунально-бытовое хозяйство. Загрязнителями окружающей среды являются сотни тысяч и миллионы химических соединений. При этом, особую опасность представляют токсичные вещества и соли тяжелых металлов.

Загрязнение биосферы подразделяется на природное и антропогенное. К антропогенным относятся загрязнения, возникающие в результате производственной деятельности людей и повседневной их жизни. В отличие от природных, антропогенные загрязнения поступают в биосферу непрерывно, что приводит к накоплению загрязнителей с высокими локальными концентрациями. Антропогенное загрязнение подразделяются на следующие группы: физическое, химическое и микробиологическое. Каждая из этих групп характеризуется разнообразием источников загрязнения и особенностями загрязнителей. Физическое загрязнение включает следующие виды загрязнений: шумовое, тепловое, световое, электромагнитное и радиоактивное.

Физические загрязнения:

Тепловое загрязнение

Данный вид загрязнения возникает в результате локального повышения температуры воздуха, водоема или почвы вследствие промышленных выбросов нагретых газов или воздуха, сбросов в водоемы теплых промышленных или сточных вод, а также прокладки наземных и подземных теплотрасс.

Световое загрязнение

Световое загрязнение природной среды нарушает освещенность земной поверхности при смене дня и ночи, а, следовательно, нарушает приспособленность растений и животных к этим условиям.

Шумовое загрязнение

Такой вид физического загрязнения окружающей среды образуется в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума выше природного уровня. Адаптация живых организмов не возможна. Шум характеризуется частотой и звуковым давлением. Звуки, воспринимаемые человеком, лежат в диапазоне частот 16-20 тыс. Гц. Звуковые волны с частотой ниже 20 Гц. Называются инфразвуком, а выше 20кГц. - ультразвуком. Они представляют опасность для человека и живых организмов. Уровень звукового давления измеряется в децибелах и уровень звукового давления 50-60 дБ не оказывает вредного влияния на человека и не причиняет беспокойства. Такой шум характерен для улицы средней оживленности, слабой/ нормальной работы радио и телевизионной аппаратуры. Шум, превышающий эти значения приводит к шумовому загрязнению окружающей среды. (Грузовой автомобиль - 70дБ, станок 80дБ, раскаты грома 120дБ). В нашей республике и населенных пунктах одним из главных источников шумового загрязнения является автотранспорт. Нерешенной остается проблема шумового воздействия ж/д транспорта. В районах нахождения ж/д шум превышает допустимое значение на 45%. Инфразвук нарушает жизнедеятельность организмов. У людей ощущается психологический дискомфорт, развитие безотчетного чувства страха. Возникновение паники среди животных перед извержением вулканов и землетрясением обусловлено появлением инфразвуковых шумов. Такой шум возникает также при полете тяжелых вертолетов, во время работы прессов, при движении крупногабаритных машин.

Электромагнитное загрязнение

Под ним понимают изменение ЭМ свойств среды вблизи линий электропередач, радио и телевизионных станций, промышленных установок и радарных устройств. Возрастание уровня ЭМ загрязнения связано со значительным развитием телевидения, радиовещания, компьютеризацией, расширением производства и потребление бытовой электронной техники.

Радиоактивное загрязнение

Такой вид загрязнения представляет собой повышение естественного фона радиоактивности, вызванное антропогенной деятельностью человека. Для оценки уровня радиоактивного загрязнения обычно используются различные единицы измерения 1 рентген или 1 бэр. Эти единицы используются при определении допустимого воздействия (ПДД), которое представляет собой наибольшее значение индивидуальной радиоактивности дозы/ год, которая при воздействии в течение 50 лет не вызывает у человека неблагоприятных воздействий. Для человека эта доза составляет 500мБэр/год и состоит из следующих: естественной радиоактивности (100 мБэр/год), дозы, получаемой при мед. Диагностиках 140 мБ/год, дозы, получаемой человеком внутри кирпичных и ж/б зданий. Кроме того, имеются дозы, получаемые при просмотре телепередач и при полетах в самолетах.

Химическое загрязнение

Наиболее массовым и наносящим большой вред природной среде является химическое загрязнение биосферы. В отличие от других загрязнений, химическое загрязнение характеризуется взаимодействием загрязняющих компонентов с компонентами природной среды. В результате этого могут получиться более или менее вредные соединения, чем сами загрязнители. Среди химических загрязнителей распространенными являются газообразные вещества, такие как CO, SO2, N2O, углеводороды, пыль, сероуглерод, сероводород, аммиак, хлор и его соединения, ртуть.

К химическим загрязнителям гидросферы относятся: нефть, сточные воды промышленных предприятий, содержащие фенол и другие высокотоксичные органические соединения, соли тяжелых металлов, нитраты, сульфаты, ПАВ.

Химическими загрязнителями литосферы являются нефть, пестициды, твердые и жидкие отходы химических производств. К химическим загрязнителям относятся также отравляющие вещества или химическое оружие. Разрыв снаряда с химическим оружием покрывает токсичными веществами большие площади и создает высокую угрозу отравлению людей и уничтожению животных и растений. В России общая масса снарядов с химическим оружием составляет 40 тыс. тонн, в США - 30 тыс.тонн. Уничтожение химического оружия требует больших материальных затрат, а его хранение представляет серьезную угрозу из-за возможности разрушения металлического корпуса со временем и попадания компонентов хим. Оружия в природную среду.

Микробиологическое загрязнение

Микробиологическое загрязнение природной среды - появление большого количества болезнетворных микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных источниках питания. В атмосферном воздухе могут находиться различные бактериальные вирусы и грибки. Микробиологическое загрязнение воды заключается в изменении свойств воды в результате увеличения количества несвойственных ей бактерий, грибков, червей и простейших. В Воде открытых водоемов встречаются также различные микроорганизмы, в том числе патогенные, вызывающие, как правило, кишечные заболевания. В почвенном покрове же содержится большое количество микроорганизмов, особенно, сапрофитов и условно патогенных. В то же время в почве могут содержаться бактерии, вызывающие газовую гангрену, столбняк и ботулизм.

Массовые загрязнители атмосферы

Загрязняющие атмосферу вещества м/б в виде газов, паров или твердых частиц (пыль 5-50 мкм, аэрозоли 0,1-5 мкм). Источниками загрязнения атмосферы также являются природные и антропогенные процессы. По объему природные выбросы могут превосходить антропогенные в несколько раз, но природные выбросы распределяются в атмосфере равномерно и создают лишь фоновые концентрации. В то же время антропогенные выбросы образуются постоянно и имеют локальный характер, вследствие чего создают опасные концентрации вредных веществ в природной среде. Объемы антропогенных выбросов м/б большими или сравнительно небольшими. В зависимости от этого загрязняющие атмосферу вещества подразделяются на массовые и специфические.

Массовые: диоксид серы, оксид углерода, углеводороды, пыль, оксид азота.

Диоксид серы, его свойства, источники.

Сера - один из распространенных элементов земной коры. Газообразные соединения серы образуются в природных условиях и в результате человеческой деятельности и являются вредными токсичными веществами. Среди них наиболее важное место занимает диоксид серы (с неприятным запахом, уже при очень малых концентрациях вызывает раздражение слизистых оболочек создает неприятный вкус во рту). При хроническом отравлении приводит к болезням дыхательных путей. В природных условиях выделяется при извержении вулканов, окислении серы и его соединений, содержащихся в мировом океане. Общая масса выбросов 150 млн. тонн / год. Выбросы антропогенного происхождения в основном находятся в составе дымовых газов, образующихся при сжигании сернистых топлив (мазут, уголь). Ежегодно в мире в составе дымовых газов в атмосферу попадает 140 млн. тонн, а в составе отходящих газов промышленных предприятий только 10 млн. тонн.

В атмосферном воздухе под действием солнечных лучей окисляется до сернистого ангидрида , который, взаимодействуя с влагой, содержащейся всегда в атмосфере, образует серную кислоту. Пары серной кислоты растворяются в дождевой воде, повышают ее кислотность, так идут кислотные дожди. Вероятность выпадений в виде кислотных дождей = 0,6. В результате таких дождей понижается урожайность зерновых, гибнут леса, в водоемах ухудшаются условия для разведения рыб. Кислотные дожди также наносят большой урон коммунальному хозяйству, памятникам архитектуры, превращают мрамор в гипс. При высоких концентрациях в воздухе и в условиях высокой влажности и температуре около 0ºС образуется восстановительный смог (лондонский смог)

Механизм образования

4. Твердый частицы в воздухе действуют как зародыши конденсации паров воды с образованием микрочастиц тумана

5. растворяетсяя в капельках тумана с образованием сернистой кислоты

6. Сернистая кислота окисляется в серную кислородом воздуха. Т.о. образуется кислый разъедающий туман.

Оксиды азота (закись), NO,

- бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом (веселящий газ выделяется из почвы при внесении азотных удобрений с водой, не взаимодействует). При повышенных концентрациях вызывает удушье вследствие вытеснения кислорода из легких. Смесь 80% N2O и 20% кислорода применяется для наркоза

NO - бесцветный токсичный газ. ПДК СС 0,06 мг/м3. Не взаимодействует с водой, но окисляется кислородом и азотом.

- газ бурого цвета, раздражающе действует на дыхательные пути, более токсичен, чем NO. ПДК СС 0,04 мг/м3. Взаимодействует с водой с образованием азотной и азотистой кислот.

Кроме рассмотренных выше оксидов азота м/б , . Оксиды NO и в атмосфере и составе газовых выбросов всегда присутствуют вместе и относятся к массовым загрязнителям атмосферы. Даже небольшие концентрации оксидов азота в воздухе при постоянном воздействии на организм человека вызывают неблагоприятную реакцию с гемоглобином крови. Особую опасность представляют процессы, происходящие в атмосфере в присутствии кислорода, углеводородов и диоксида азота и под действием солнечных лучей при температуре = 20-25 ºС. В результате образуется:

Составляющие основу фотохимического смога, вызывающего резь в глазах, раздражающего легочную ткань и влияющего на сердечно-сосудистую систему. Впервые наблюдался в Лос-Анджелесе, поэтому называют Лос-анджельский смог.

Для озонового слоя оксиды азота представляют опасность в связи с тем, что они попадают в стратосферу и под действием мягкого ультрафиолетового излучения солнца, которое озоновым слоем не задерживается, диоксид азота разлагается с выделением оксида азота, а последний окисляется озоном:

В природных условиях оксиды азота образуются в количестве примерно 700 млн. тонн/год, в результате извержения вулканов, лесных пожаров и грозовых разрядов, а также в почве и поверхностных слоях океана, однако, такое количество оксидов азота распределяется равномерно, образуя фоновые концентрации, не представляющие опасности для живых организмов и растений. Часть атмосферного диоксида азота взаимодействует с дождем и выпадает в виде кислотных дождей. Вероятность выпадения - 0,4. Наиболее опасны для окружающей и человека оксиды азота, образующиеся в результате производственной деятельность человека. Общая масса 75 млн. тонн/год, т.к. они образуют локальные высокие концентрации.

Эти выбросы образуются:

• в процессе горения топлива на тепловых электростанциях и двигателях внутреннего сгорания

• в процессах получения и применения азотной кислоты при производстве ВВ, при получении олифотических и ароматических нитро соединений, азотных удобрений, при получении серной кислоты нитрозным способом, при получении анилиновых красителей, вискозного волокна и травления металлов.

Оксид углерода (CO, CO₂)

CO - ядовитый газ без цвета и запаха. В воде растворяется незначительно, на воздухе горит с образованием углекислого газа. Является одним из сильнейших загрязнителей атмосферного воздуха, особенно в приземном слое.

Природные источники - выделения океанов, лесные пожары и неполное сгорание органики. Общий объем 32 млн. тонн/год

Антропогенные источники - автотранспорт, ТЭС.

Кроме того CO попадает в атмосферу в количестве 150 млн. тонн ежегодно в составе дымовых газов при сжигании топлива, отходящих газов металлургической и химической промышленности. ПДК 1 мг/м3. Постоянное действие CO вызывает сердечно-сосудистые заболевания, стенокардию, атеросклероз, действует на нервную систему. Токсичность угарного газа объясняется тем, что он растворяется в крови в 200 раз быстрее, чем О₂, образуя карбоксигемоглобин и при содержании в воздухе больших концентраций угарного газа уменьшается доступ кислорода к тканям человеческого организма, что вызывает кислородное голодание и смерть. Это происходит даже в том случае, если концентрация кислорода в воздухе остается неизменной.

Углеводороды и их источники.

В природных условиях поступают в атмосферу за счет разложения органики, лесных пожаров, например, метан попадает в воздух из месторождений угля и природного газа, также из болот, из рисовых полей, из свалок и при жизнедеятельности жвачных животных. Углеводороды, входящие в состав нефти и попутного газа, выделяются при миграции нефти к поверхности земли в виде нефтяных ключей, что наблюдается в нефтяных районах Татарстана. Ежегодно от природных источников в атмосферу поступает примерно 2 млрд. 600 млн. тонн углеводородов.

Антропогенные источники нефтяная, газовая, нефтехимическая отрасли химической промышленности и автомобильный транспорт. Ежегодной поступление от них 80 млн. тонн углеводородов. В атмосфере алифатические углеводороды не представляют серьезной опасности для человека, поскольку их ПДК = 150-300 мг/м3, однако, метан на ряду с CO₂ способствует усилению парникового эффекта вследствие того, что они поглощают ИК- излучение с земной поверхности. Другие углеводороды реагируя с озоном и NO₂ образуют фотохимический смог.

Усиление парникового эффекта является одной из главных глобальных экологических проблем современности. Суть явления: в результате загрязнения приземного слоя атмосферы, особенно продуктами сгорания углеродного и углеводородного топлива, в воздухе повышается концентрация СО₂ и метана. ИК излучение земной поверхности, нагретый прямыми лучами поглощается молекулами СО₂ и СН₄, что приводит к повышению их теплового движения, и , следовательно, к возрастанию температуры атмосферного воздуха приземного слоя.

Парниковый эффект играет как положительную, так и отрицательную роль. Положительная роль - прямые лучи солнца разогревают земную поверхность лишь до 18 ºС, что недостаточно для нормальной жизнедеятельности многих видов растений и животных. Благодаря парниковому эффекту приземный слой нагревается дополнительно, что расширяет оптимальные условия для жизнедеятельности видов. Парниковый эффект также смягчает разницу между дневными и ночными температурами.

Отрицательная роль - в результате накопления углекислого газа может произойти:

-потепление климата на земле. Это может привести к таянию арктических и антарктических льдов и повышению уровня мирового океана на 50-350 см, и следовательно, к затоплению низинных плодородных участков земли, где проживают 0,7 населения земли.

Ослабление парникового эффекта происходит при загрязнении атмосферы пылевидными выбросами, которые поглощают солнечные лучи в высотных слоях атмосферы

- разрушение озонового слоя. Озоновый слой расположен на высоте 20-45 км. В стратосфере озон создает равномерный замкнутый слой вокруг земного слоя, толщиной 25 км. Озон образуется при взаимодействии O₂ с УФ лучами солнца.

В стратосфере озон играет 2 роли :

- поглощает большую часть жестких УФ лучей, губительных для всех живых организмов

- создает тепловой пояс, который образуется: из-за выделения тепла при образовании молекул озона и вследствие поглощения молекулами озона жестких УФ лучей и ИК излучения солнца. Такой тепловой пояс предотвращает утечку тепла из тропосферы и нижних слоев стратосферы в космическое пространство.

Концентрация озона в стратосфере за последние 25 лет снизилась более чем на 2%, а над Северной Америкой = на 3-5%. Это результат загрязнения верхних слоев атмосферы азот и хлорсодержащими газами.

Фторхлоруглеводороды - ФХУ (фреоны)

Полагают, что уменьшение концентрации озона в защитном слое является причиной 300 тыс. случаев в год рака кожи и 1700 тыс. случаев катаракты. Одними из опасных загрязнителей озонового слоя являются ФХУ, применяемые в холодильных агрегатах и пульверизаторах. Широкое их применение объясняется безвредностью в обычных условиях. Установлено, что ежегодно в атмосферу попадает 1,5 млн. тонн ФХУ. Вследствие высокой устойчивости, они накапливаются в атмосфере постоянно поднимаясь в стратосферу. В настоящее время они уже замечены на высоте 25 км. На этих же высотах обнаружены радикалы хлорокиси ClO, которые образуются при взаимодействии озона с радикалами Cl.

Один радикал Cl разрушает до 100 тыс. молекул озона. Предотвращение разрушения озонового слоя можно лишь при прекращении выбросов ФХУ, путем его замены на другие жидкости (в промышленных холодильниках используют аммиак, гексан).

Пыль и ее источники

3. Космические пыль из остатков сгоревших метеоритов. Ежегодно образуется 2-5 млн. тонн космической пыли.

4. Природная пыль, образующаяся на земле. Количество 3 млрд. 600 млн. тонн в год.

Такая пыль имеет размеры 1-10 мкм и находится во взвешенном состоянии. Частицы природной пыли имеют органическое и неорганическое происхождение и образуется в результате выветривания и разрушения горных пород и почвы вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров, пыльных бурь над пустынями. К пыли также относятся соли, попадающие в атмосферу при высыхании морской и океанической воды.

Основные антропогенные источники пыли - предприятия горнорудной, металлургической, угольной промышленности и ТЭС. Немалый вклад вносят и строительные организации, деревообрабатывающие предприятия, производство автомобильных шин, цемента и минеральных удобрений. ПДК 0,5 мг/м³. Атмосферная пыль имеет большое значение для жизнедеятельности растений и животных. Пыль поглощает прямую солнечную радиацию и защищает живые организмы от ее вредного влияния. Пыль также рассеивает прямые солнечные лучи, тем самым создавая более равномерное освещение земной поверхности. Кроме того, она способствует конденсации водяных паров и выпадению осадков. Отрицательное влияние заключается в физическом загрязнении растений и почвы, а также летучая зола и сажа как пыль являются основными компонентами восстановительного смога.

Пути устранения выбросов в атмосферу массовых загрязнителей.

Перспективными путями устранения выбросов массовых загрязнителей является использование нетрадиционных источников энергии и поиск альтернативных топлив. Такими источниками являются: энергия ветра, энергия солнца, геотермальная энергия, водородная энергетика, энергия ЭХ генераторов.

Поиск альтернативных топлив означает разработку эффективных путей применения метанола, этанола и диметиловый эфира в ДВС.

Специфические загрязнители атмосферы.

Вредные пары, газообразные вещества, выбрасываемые в атмосферу в сравнительно небольших количествах называют специфическими загрязнителями атмосферы. К ним относятся: аммиак, бензапирен, хлор и его соединения, пары ртути, меркаптаны, диоксин, сероуглерод, сероводород. Наиболее токсичен бензпирен - автотранспорт, диоксин - сжигание пластмассы.

Бензпирен - канцерогенное соединение. ПДК 1 нг/м³ = 10^-6 мг/м³. Поступает в воздух при сжигании мазута, угля, бензина, с выбросами алюминиевых, сталеплавильных и нефтеперерабатывающих заводов. Длительное воздействие бензпирена выше 3 нг/м³ может привести к раковым заболеваниям.

Диоксины поступают в атмосферу при производстве органических соединений на основе ароматических углеводородов и хлора, а также в составе предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, металлургической промышленности и дымовых газов, мусоросжигающих заводов. ПДК = 0,5 пг/м³. Такое значение ПДК обусловлено чрезвычайно высокой токсичностью диоксинов, высокая опасность диоксинов заключается в том, что даже незначительное их количество подавляют иммунную систему человека и уменьшают способность его адаптироваться к условиям среды. Поражают печень и пищевой тракт человека.

Самоочищение и вторичные загрязнения атмосферы.

Вредные химические соединения, поступающие в атмосферу, сохраняются там недолго. Это обусловлено протеканием в атмосфере сложных физико-химических процессов под действием солнечной радиации и с участием кислорода. При этом вредные соединения могут превращаться в более или менее вредные. Если в результате физико-химических процессов происходит образование менее вредных соединений или вымывание их атмосферными осадками, называется самоочищением атмосферы (кислотные дожди, оседание пыли). В том случае, когда ФХ превращения или взаимодействия вредных веществ друг с другом приводят к образованию более вредных веществ называется вторичным.

Защита атмосферы от промышленных выбросов.

Известные к настоящему времени способы защиты атмосферы подразделяется на 2 группы - пассивные и активные.

Пассивные способы защиты.

Эти способы предназначены для уменьшения вредного воздействия газообразных выбросов на животный и растительный мир, при этом не происходит уменьшения абсолютного количества вредных выбросов, а происходит только их разбавление в атмосферном воздухе. Наиболее распространенные пассивные способы такие:

- размещение промышленных предприятий с учетом направления ветров

- создание санитарно-защитных норм в виде лесопосадок и парков.

Санитарно-защитные зоны способствуют не только разбавлению вредных газовых выбросов, но и поглощают их, например, установлено, что 1 гектар леса за свой вегетационный период поглощает 500-700 кг диоксида серы, 400 кг серного ангидрида, 180 кг монооксида азота, 100 кг хлора, 40 кг фтора и задерживают 18 тонн пыли.

- введение режимных условий работы предприятия. В ветряную погоду предприятия работают на полную мощность, а в безветренную - мощность уменьшается.

- использование высоких труб. Для рассеивания вредных выбросов на большие расстояния используя высокие дымовые и выхлопные трубы (высота 200м - 25 км., 250м-75 км.)

- расположение промышленных предприятий с учетом рельефа местности

Активные способы защиты.

Они предназначены для уменьшения абсолютного количества вредных выбросов. К ним относятся:

- строительство предприятий по проектам прошедшим экологическую экспертизу!!!!!!!!!

- совершенствование уже существующих технологий с повышением их экологической безопасности

- строгое соблюдение технологического регламента рабочими и служащими предприятия

- повышение экологической безопасности сырья перед его применением

- строительство газоочистных установок для улавливание и последующей утилизации или обезвреживания газовых выбросов

- создание малоотходных и безотходных технологий газооборотным циклом - наиболее перспективный путь из всех названных, однако до настоящего времени основным средством предотвращения вредных выбросов остается разработка и внедрение эффективных систем очистки. При этом под очисткой понимают отделение от газа или превращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника. По назначению все процессы очистки делятся на 2 группы: технологическую и санитарную. Целью технологической очистки является получение чистого газообразного сырья для производства товарной продукции. Санитарная очистка газов предназначена для уменьшения вредных парообразных, газообразных пылевидных веществ в газовых потоках, выбрасываемых в атмосферу. Для обезвреживания аэрозолей (пыли, туманы, дым) используются сухие, мокрые и электрические методы очистки. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения и фильтрации, а в мокрых пылеуловителях - осуществляется контакт запыленных газов жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах происходит отделение заряженных частиц на осадительных электродах. Также применяются для обезвреживания отходящих газов уже газообразных и парообразных примесей методы адсорбции, абсорбции, термические и ксоталитические методы.

Классификация аппаратов очистки (экобиозащитная техника)

Аппараты очистки делятся на пылеуловители (сухие, мокрые, электрические, фильтры), туманоуловители (низкоскоростные, высокоскоростные), аппараты очитки от газов и паров (абсорберы, хемосорберы, адсорберы, термические нейтрализаторы), аппараты многоступенчатой очистки (очистка от пыли, пыль + туман, пыль + газ).

Во всех системах очистки загрязненных газов используют аппараты очистки. Их работа характеризуется рядом параметров, основными из которых являются эффективность очистки.

, где С_вх и С_вых - массовые концентрации загрязняющих примесей в газе до и после очистки. Если очистка ведется в системе последовательно соединенных аппаратов, то их общая эффективность

, где n - эффективность очистки 1,2 и n-го аппаратов.

Для оценки эффективности процесса очистки используются также используются коэффициент проскока:

Пылеулавливающие оборудование основано на различных принципах отделения твердых частиц от газового потока и весьма разнообразны по своим конструктивным решениям. (СРС)

Туманоуловители - для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующем стеканием жидкости под действием силы тяжести. Осаждение капель жидкости происходит под действием диффузионного или инерционного механизмов отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлектрических. В зависимости от скорости фильтрации туманоуловители делят на низкоскоростные W<=0,15 м/с, в которых преобладает механизм диффузионного осаждения капель. Высокоскоростные W = 2-2,5 м/с - инерционная сила осаждения. Волокнистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают высокую эффективность очистки (0,999) газа от частиц размером <3 мкм и полностью улавливают частицы большего размера. Волокнистые слои формируются из стекловолокна или полимерных волокон (полипропилен, лавсан). Толщина слоя - 5-15 см.

Высокоскоростные имеют меньшие габаритные размеры и обеспечивают эффективность очистки - 0,9 - 0,98 от частиц размером <3 мкм. В качестве фильтрующих набивок используются: войлок из полипропиленовых волокон, который успешно работает в среде разбавленных и концентрированных кислот и щелочей. Если диаметры капель составляют <=0,6-0,7 мкм, для достижения приемлемой очистки приходится увеличивать скорость до 4,5-5 м/с, что приводит к заметному брызгоуносу. Такое явление можно уменьшить применением брызгоуловителей, а для улавливания жидких частиц >3 мкм применяют брызгоуловители из пакетов сеток, где захват частиц жидкости происходит за счет эффектов касания и инерционных сил.

Аппараты очистки от газовых примесей.

Абсорберы

Метод абсорбции - очистка газов или паров, основанная на поглощении их жидкостью. Решающим условием для применения этого метода является растворимость газов или паров в абсорбенте. Если растворимость газов при нуле градусов и давлении 101,3 кПа составляет сотни граммов на 1 кг абсорбента, то такие газы называют хорошо растворимыми. Например, для удаления из газовых выбросов таких газов как аммиак фтористый и хлористый водород применяют воду. Для высокоэффективного протекания процесса абсорбции неоьходимы специальные конструктивные решения в виде насадочных башен, форсуночных барбетажках - пенных аппаратов.

Рисунок отксерокопированный.

Хемосорберы.

Работа таких аппаратов основана на поглощении газов или паров жидкими или твердыми поглотителями с образованием малорастворимых или малолетучих химических соединений. Основным видом аппаратов для такого процесса являются также насадочные башни, барботажно-пенные аппараты и скруббера Вентури.

Хемосорбция - один из распространенных методов для очистки отходящих паров от оксидов азота известковым методом. Эффективность очистки при этом составляет 0,17-0,86, и кислот 0,95.

Адсорберы.

Метод адсорбции основан на способности некоторых тонкодисперсных твердых тем селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты газовой смеси. В качестве адсорбентов применяют вещества, имеющие большую удельную поверхность на 1-цу массы. Удельная поверхность активированных углей достигает 10⁵-10⁶ м²/кг. Для очистки активированных газов от органических паров, удаление неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в промышленных выбросах в незначительных количествах, а также летучих растворителей и целого ряда других газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагели, циориты (молекулярные сита), активированные оксиды алюминия ), которые обладают большой селективной активностью, чем активированные угли. Конструктивно адсорберы выполняются в виде емкостей, заполненных пористым материалом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Адсорберы применяются для очистки воздуха от паров растворителей, эфира, ацетона, различных углеводородов и т.п. Адсорберы нашли широкое применение в противогазах и респираторах.

Термические нейтрализаторы.

Термическая нейтрализация основана на способности горючих газов и паров, входящих в состав вентиляционных и технологических выбросов сгорать с образованием менее токсичных веществ. Различают 3 схемы термической нейтрализации:

- прямое сжигание, термическое окисление, каталитическое дожигание.

Прямое сжигание применяют в тех случаях, когда очищаемые газы обладают достаточной энергией для поддержания горения. Пример - факельное сжигание горючих отходов. Так нейтрализуют цианистый водород в вертикально направленных факелах на нефтехимических заводах. Есть также схемы камерного сжигания. Такие дожигатели применяют при сдувах горючих газов из открытых/закрытых емкостей.

Термическое окисление находит применение в тех случаях, когда очищаемые газы имеют высокую температуру, но не содержат достаточно кислорода или когда концентрация их незначительна и недостаточна для поддержания горения. В первом случае процесс термического окисления проводят в камере с подачей свежего воздуха (СО, С_nН₂), а во втором случае - при подаче дополнительно природного газа.

Каталитическое дожигание - используют для превращения токсичных компонентов в нетоксичные или менее токсичные путем их контакта с катализаторами. Для поддержания процесса необходимо кроме катализаторов также поддержание температуры и скорости газов. В качестве катализаторов используются платина, палладий, медь и др. Каталитические нейтрализаторы применяются для обезвреживания оксида углерода, летучих углеводородов, растворителей, отработавших газов от ДВС. Каталитическая нейтрализация отработавших газов ДВС на поверхности твердого катализатора происходит за счет химических превращений (восстановления или окисления), в результате которых образуется безвредные или менее вредные для человека соединения.

Аппараты многоступенчатой очистки.

Применение одноступенчатых систем очистки выбросов как правило не дает высокоэффективную очистку, когда требуется такая очистка применяют многоступенчатую очистку. В этом случае очищаемые газы проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки. Такие решения находят применение при очистке отходящих газов от твердых примесей. При одновременной очистке от твердых и газообразных примесей, при очистке от твердых примесей и капельной жидкости. Многоступенчатая очистка применяется в системах очистки воздуха с его последующим возвратом в помещение.

Санитарная очистка промышленных газов от массовых загрязнителей.

Очистка газов от СО₂

5. абсорбция водой - простой и дешевый способ, однако эффективность очистки мала, т.к. максимальная поглотительная способность воды 8 кгСО₂/100 кг Н₂О

6. поглощение растворами этаноламинов (моноэтаноламин)

7. поглощение холодным метанолом при -35ºС

8. очистка цеолитами - молекулы СО₂ очень малы. Для извлечение СО₂ из природного газа и удаления продуктов жизнедеятельности в современных экологически изолированных системах используются молекулярные сита типа СаО

Очистка газов от СО

3. дожигание на платиново-палладиевом катализаторе

4. конверсия (абсорбция водой) - СО+Н₂О = СО₂ + Н₂

Очистка от NO_x

В химической промышленности оксиды азота удаляются в основном на катализаторах

4. окислительные методы основаны на реакции окисления оксидов азота с образованием НNO₃

5. восстановительные каталитические методы - восстановление NO_х до нейтральных продуктов в присутствии катализаторов или под действием высоких температур в присутствии восстановителей.

6. сорбционные методы - абсорбция NO_х известью и твердыми сорбентами (уголь, цианиды, силикагели)

Очистка от SO₂

Методы улавливания SO₂ требуют больших затрат. Их можно разделить на аммиачные, нейтрализация и каталитические.

Защита гидросферы.

В водоемы выбрасывается 62 км³/год

Виды загрязнения гидросферы.

Химическое - изменение естественных химических свойств оды за счет увеличения в ней вредных примесей как неорганических, так и органических.

Физическое - связано с изменением физических параметров воды (тепловое, механическое, радиоактивное)

Биологическое - заключается в изменении свойств водной среды в результате увеличения несвойственных ей видов микроорганизмов, растений и животных (бактерий, грибы, простейшие, черви) привнесенные извне.

Вследствие антропогенного воздействия природная вода загрязняется различными веществами, что приводит к ухудшению ее качества.

Можно выделить следующие тенденции в изменении качества природных вод под воздействием хозяйственной деятельности человека:

9. снижение Рh пресных вод из-за загрязнений серной и азотной кислотами из атмосферы, увеличение содержания в ней сульфатов и нитратов, повышения содержания ионов кальция, магния, кремния в подземных и речных водах в следствие вымывания карбонатных пород (СО₃) дождевыми стоками

10. повышение содержания в природных водах ионов тяжелых металлов (ртуть, свинец, кобальт, кадмий, цинк, медь, мышьяк), а также фосфатов и нитритов

11. повышение содержания солей в поверхностных и подземных водах из-за поступления туда со сточными водами, из атмосферы, а также за счет смыва твердых отходов

12. повышение содержания в водах органических соединений, прежде всего биологически стойких (ПАВ - гербициды и инсектициды, ПАВ)

13. снижение содержания кислорода в природных водах за счет повышения его расхода на окислительные процессы

14. снижение прозрачности воды в водоемах из-за размножения вирусов, бактерий, возбудителей инфекционных заболеваний

15. потенциальная опасность загрязнения радиоактивными изотопами

16. нефтепродукты

Классификация вод по целевому назначению.

Вода, используемая в промышленности, подразделяется на охлаждающую, технологическую и энергетическую.

Охлаждающая вода - не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь только нагревается. В промышленности 65-80% воды на охлаждение

Технологическая вода - средообразующая промывающая и реакционная. Непосредственно контактирует с продуктами и поэтому загрязняется.

Энергетическая вода - используется для нагревания, получения пара, нагревания оборудования, помещений и продуктов.

Оборотное водоснабжение.

Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Применение оборотного водоснабжения позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление природной воды. В химической промышленности доля оборотной воды составляет 82,5%.

Существует 3 схемы оборотного водоснабжения.

4. С охлаждением

5. С очисткой

6. С очисткой и охлаждением

Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий - это одно из основных направлений уменьшения сброса сточных вод и загрязнения ими водоемов. Под замкнутой системой водного хозяйства территориально-промышленного комплекса, района или центра понимается система, включающая использование поверхностных вод, очищенных промышленных и городских сточных вод на промышленных предприятиях, на земледельческих полях для орошения при выращивании с/х культур, для полива лесных угодий, исключающих образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем. Подпитка замкнутых систем свежей водой допускается, если недостаточно очищенных сточных вод для восполнения потерь воды в этих системах. Свежая вода используется только для питьевых и хозяйственно-бытовых целей. Организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на рекуперацию воды и веществ, выделенных из сточной воды и переработанных до товарного продукта или вторичного сырья, ниже затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до показателей, позволяющих сбрасывать ее в водоем без загрязнения.

Сточные воды.

В производстве образуются различные категории сточных вод. Сточная вода - это вода, бывшая в производственном, бытовом или с/х употреблении, а также прошедшая через какую-то загрязненную территорию. В зависимости от условий образования они делятся на бытовые, атмосферные и промышленные.

Промышленные сточные воды - жидкие отходы, возникающие при добыче органического и неорганического сырья. В технологических процессах источниками сточных вод являются:

7. воды, образующиеся при протекании хим. Реакции

8. воды, находящиеся в виде свободной или связанной влаги в сырье и исходных продуктах и выделяющиеся при их переработке

9. промывные воды - после промывки сырья, продуктов и оборудования

10. маточные водные растворы

11. водные экстракты и абсорбенты

12. вода охлаждения и др.

Сточные воды загрязняются различными веществами (классификация загрязнителей воды):

6. биологические нестойкие органические соединения

7. малотоксичные неорганические соли

8. нефтепродукты

9. биогенные соединения (N, P, S)

10. вещества со специфическими токсичными свойствами, в том числе тяжелые металлы и биологически неразлагающиеся органические соединения (ПАВ и пестициды).

Имеется несколько путей уменьшения количества загрязняющих сточных вод:

6. разработка и внедрение технологических процессов

7. разработка и внедрение совершенного оборудования

8. внедрение аппаратов воздушного охлаждения

9. усовершенствование технологических процессов

10. повторное использование очищенных сточных вод в оборотных и замкнутых системах водоснабжения

Методы очистки сточных вод.

Для создания замкнутых систем водоснабжения промышленные сточные воды подвергаются очистке, до необходимого качества, зависящего от вида производства. Указанные методы делятся на рекуперационные (извлечение, удаление) и деструктивные (разрушение).

Рекуперационные - извлечение из сточных вод и дальнейшая переработка всех ценных компонентов.

Деструктивные - разрушение загрязняющих веществ путем их окисления или восстановления. Продукты удаляются из воды в виде газов и осадков.

Выбор метода очистки и конструктивное оформление производится с учетом следующих факторов:

5. санитарных и технологических требований к качеству очищенных вод с учетом дальнейшего их использования

6. количество сточных вод

7. наличие у предприятия необходимых для процесса обезвреживания энергетических и материальных ресурсов, а также необходимой площади для сооружения очистных установок

8. эффективности процесса обезвреживания

На сегодняшний день существуют следующие схемы очистки:

6. очистка от грубодисперсных примесей (взвешенных частиц) - отстаивание, процеживание и фильтрация, флотация, осветление во взвешенном осадке, центробежное фильтрование и отстаивание

7. очистка от мелкодисперсных примесей - коагуляция (укрупнение частиц), флокуляция, электрокоагуляция, электрофлотация

8. очистка от минеральных растворенных примесей - дистилляция, ионообменный метод, мембранный (гиперфильтрация), электродиализ, вымораживание, реагентные (химические) методы.

9. очистка от растворенных органических примесей: регенеративные (экстракция, адсорбция, ректификация, обратный осмос) и деструктивные (биохимического окисления, жидкофазного окисления, радиационного окисления, электрохимического окисления).

10. очистка от газов - отдувка, нагрев, реагентные (химические) методы

Меры устранения или уничтожения нерастворенных примесей: закачка в скважины, закачка глубины морей, захоронение, уничтожение (термическое).

Практически всегда очистка промышленных стоков - комплекс методов. Наиболее широко используются комбинация механической очистки, нейтрализация промышленных стоков (реагентная очистка) и биохимической очистки. Эти операции применяются практически во всех комплексных очистных сооружениях, в том числе и бытовых стоках.

3. Механическая очистка.

Сюда относятся: отстой сточных вод в специальных отстойниках, в которых происходит оседание взвешенных частиц на дно. Сбор нефтепродуктов и других нерастворимых в воде жидкостей с поверхностей стоков устройствами типа механических рук - нефтеловушки, смолоотстойники, жироуловители и фильтрация через слой песка (1,5 м толщина).

4. Химическая (реагентная) очистка.

5. один из видов обработки сточных вод реакцией нейтрализации

6. реакции окисления-восстановления. Любая реакция окисления-восстановления есть одновременное окисление одних и восстановление других веществ. Наиболее распространенные окислители: кислород (озон), хлор, гипохлорит, перекись водорода, перманганат калия (KMnO₄), восстановители: сульфат железа, гидросульфат, диоксид серы ,сероводород. Одним из важнейших окисляющих агентов является хлор, поэтому большинство химических операций со сточными водами начинают с хлорирования, чтобы токсичный хлор к концу реагентной очистки полностью удалялся из воды. ОВР применяют для удаления из воды токсичных веществ

7. Биологическая очистка - аэробная (в присутствии кислорода и анаэробная

Аэробная - минерализация органического вещества промышленных стоков, происходящая в результате их окисления при содействии аэробных микроорганизмов в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания, при этом интенсивно используется растворенный кислород. Наиболее универсальный способ обработки сточных вод является обработка активным илом. Сточные воды смешивают с илом. Ил представляет собой популяцию различных бактерий, грибков и другой флоры. Определенный вид бактерий способен окислять определенное вещество. Если в состав очищаемых промышленных стоков будут введены новые вещества, то потребуется время, чтобы бактерии, способные окислить именно данное вещество, размножились в достаточном количестве и обеспечили наилучшую очистку. Время от времени, активный ил выводят из очистных сооружений, т.к. количество его растет. Если нет тяжелых металлов, то активный ил используют в качестве удобрения, часть стабилизируют, т.е. обрабатывают избытком кислорода для удаления всевозможной органики, предотвращая гниение. Часть поступает на анаэробное разложение. Аэробное окисление происходит в аппаратах аэротент или окситент.

Анаэробная - происходит в аппаратах метантентах. Источник кислорода - группа кислородсодержащих анионов NO₃, . В основе метанового брожения лежит способность сообществ определенных микроорганизмов сначала в фазе кислого водородного брожения гидролизовать сложные органические соединения до более простых, а затем, с помощью метанобразующих бактерий, превращать их в метан и угольную кислоту.

Однако не всякие сточные воды могут быть очищены биохимическими методами. Существуют нормы на содержание вредных веществ в сточных водах, поступающих на биологическую очистку и не все органические соединения разлагаются на станциях биологической очистки (мазут, бензин, красители и т.д.). Эффективность очистки по органике - 90%, по неорганике 20-40%. Не могут быть очищены сточные воды, содержащие более 1000 мг/л фенолов, 300-500 мг/л спиртов, 25 мг/л нефтепродуктов, т.е. для многих случаев биологическая очистка неэффективна. Биологическая очистка также не может обессолить воду. Необходимую пресную воду получают методами выделения солей из сточных и природных вод.

4) Методы выделения солей или физико-химические методы очистки воды.

1) дистилляция (выпаривание) - хорошо усвоенный и широко применяемый метод. Мощность выпарных установок может достигать 15-30 тыс. м³/сутки, но высокие расходы энергии

2) вымораживание - при медленном охлаждении из соленой воды из нее в первую очередь выделяются кристаллики льда, не содержащие солей.

3) мембранные методы - электродиализ и гиперфильтрация (или обратный осмос).

Электродиализ - современный метод деминерализации и концентрирования растворов основан на направленном переносе диссоциированных солей в поле постоянного тока через ионоселективную мембрану из естественного или синтетического материала.

Рис отксерокопированный

Метод обратного осмоса - это процесс разделения водных растворов путем их фильтрования через полупроницаемую мембрану, требует небольших энергозатрат, но трудность заключается в том, что нужно создать давление выше атмосферного (6-8 МПа) и затруднен подбор мембран.

8. Ионообмен - широко применяется во всех странах мира. До настоящего времени является основным методом для обессоливания воды, для АЭС, ТЭС с котлами сверхвысокого и критического давления. Кроме того, этот метод применяется в водооборотных циклах на предприятиях для концентрирования и извлечения из сточных вод ценных компонентов, например, тяжелых металлов. Очень широкое применение находят в процессах умягчения воды, т.е. избавления ее от солей постоянной жесткости.

Удаление остаточных органических веществ.

После биохимической очистки могут остаться органические вещества, плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ очистки - абсорбция активированным углем, который регенерируется при нагревании. Это весьма эффективный метод, позволяющий очистить воду до БПК< 1мг О₂/л. Абсорбция эффективна для большинства органических соединений и испоьзуется для очистки бытовых стоков, жидких отходов нефтеперегонки, фенолов и других ароматических соединений.

Нормирование качества воды.

ПДК_в - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоема мг/л, при которой не должно оказываться прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должны ухудшаться гигиенические условия водопользования.

ПДК_в.р. - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей.

ПДС - (предельно допустимый сброс) - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью. Обеспечения норма качества воды в контрольном пункте.

Защита литосферы.

“Литос” - камень. Для защиты почв, лесных угодий от твердых и жидких отходов в настоящее время широко используют сбор и складирование промышленных и бытовых отходов. Свалки и полигоны для переработки и захоронения промышленных отходов - спутники всех промышленных центров и городов. Переработку производят на специальных полигонах, создаваемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.28-85 и предназначенных для централизованного сбора, обезвреживания отходов промышленных предприятий, НИИ и учреждений. Приемы на полигоны подлежат As - содержащие неорганические твердые отходы и шламы, Pb, Sn, Zn, Cd, Ni, сурьма, висмут, Co и его соединения; отходы гальванических производств; органические горючие материалы (обтирочные материалы, ветошь, твердые смолы, обрезки пластмасс, остатки лакокрасочных материалов, загрязненные опилки, деревянная тара, промасляная бумага; масла, бензин, краски, нефтепродукты - не подлежащие регенерации; неисправленные ртутные, дуговые и люминесцентные лампы, формовочная земля, использованные баллоны с остатками веществ). Жидкие токсичные отходы перед выбросом на полигон должны обезвреживаться на предприятиях. Приему на полигон не подлежат отходы, для которых разработаны эффе5тивные методы извлечения тяжелых металлов, жидкие нефтепродукты, подлежащие регенерации. Переработка предусматривает физико-химические методы, а также термическое обезвреживание с использованием огня, демеркуризация ламп, прокаливание песка и земли, подрыв баллонов в спец. камере, затаривание отходов в герметичные контейнеры и их захоронение. Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны от 300 до 1000 метров.

Второй путь - сжигание на мусоро - сжигающих заводах. Существующие в настоящее время системы сжигания опасных отходов позволяет достичь не только высокой ступени деструкции (99%), но и дает возможность рекуперировать отходящее тепло. Недостаток сжигания: значительные энергетические затраты по сравнению с традиционными методами удаления отходов (вывозом на свалку, сбросом в море и захоронением в отработанные шахты). Мусоросжигательные установки могут дать основную массу выбросов в атмосферу соединений Zn, Hg, Cd, олова.

Более рациональным способом является, несомненно, освоение специального технологического сбора и переработки твердых отходов. При сборе отходов необходимо их сортировать. В быту такой процесс сбора отходов уже организован в ряде стран. В Японии, Германии на улицах сделаны контейнеры для металлов, бумаги, стекла и т.д.

Рассортированные отходы легко подвергаются вторичной переработке. Аналогично решаются задачи по переработке промышленных отходов. Примером таконо подхода является сбор и переработка металлов. Основные операции - это сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по видам металла. Разделка - удаление неметаллических включений. Механическая обработка - рубка, резка, пакетирование и фрикетирование на прессах. Отходы древесины широко используют для изготовления товаров культурно-бытового назначения, делаемых, главным образом, методом прессования. Кроме того, древесные отходы применяются в ДСП, корпусах.

Нормирование химического загрязнения почв.

Устанавливается по ПДК_п мг/кг. По своей величине ПДК_п значительно отличается от ПДК для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях, а в основном - через контактирующие с почвой среды - вода, воздух, растения.

ПДК_п - это концентрация химических веществ в пахотном слое почве, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, а также на здоровье человека. Существует 4 разновидности ПДК_п, в зависимости от пути миграции загрязняющих веществ в сопредельные среды.

ТВ - транслокационный показатель, характеризующий переход вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений.

МА - миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу.

МВ - миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники.

ОС- общесанитарный показатель, характеризующий влияние химичского вещества на самоочищающуюся поверхность и биогеоценоз.

В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДК_п проводят расчет временных допустимых концентраций. Мг/кг

ВДК_{п =} 1,23 + 0,48ПДК_пр, где ПДК_пр - предельная ДК веществ для продуктов (плодовые и овощные культуры

Глобальные экологические проблемы современности.

1. Изменения химического состава атмосферы, приводящие к глобальному потеплению климата, разрушению озонового слоя, кислотным дождям и фотохимическим смогам.

2. Рост дефицита водных ресурсов и ухудшение их качества

3. Возрастающее загрязнение различными таликантами морей и океанов

4. Обезлесивание и опустынивание

5. Снижение биологического разнообразия видов

6. Проблема опасных отходов, в т.ч. радиоактивными

7. Резкое ухудшение среды обитания человека

По Мухутдинову рост численности населения: разрушение озонового слоя, опустынивание земель, загрязнение мирового океана, вырубка тропических лесов, потепление климата, уменьшение количества пресных вод.

Природоохранное законодательство.

Система законов и других юридических актов, которые регулируют природоохранные отношения в целях сохранения и воспроизводства природных богатств, рационализации природопользования, сохранения здоровья населения.

Для обеспечения практической реализации принятых законов очень важно, чтобы они вовремя были подкреплены принятыми на их основе подзаконными актами, точно определяющими и уточняющими в соответствии с конкретными условиями района или отрасли, кому, что и как делать, перед кем и в какой форме отчитываться, каких правил, экологических норм и стандартов придерживаться. Объектами природоохранного законодательства является как природная среда в целом, так и отдельные естественные экосистемы и элементы (вода, воздух, почва), а также международное право.

В нашей стране впервые в мировой практике требования охраны и рационального использования природных богатств включено в Конституцию страны. Существует около 200 юридических документов, касающихся природопользования. Одним и важнейших является закон “Об охране окружающей среды” ,принятый 10.01.2002 года.

Закон определил следующие задачи природоохранительного законодательства. Они включают:

- сохранение природных богатств и естественной среды обитания человека

- предотвращение отрицательного воздействия любой деятельности

- оздоровление и улучшение качества окружающей природной среды

- укрепление законности и правопорядка в интересах настоящего и будущего поколений

Впервые в российском законодательстве урегулирован комплекс экологических прав граждан, основное из которых - право на охрану здоровья от неблагоприятного воздействия окружающей природной среды (Ст. 11)

Центральной место в законе отведено предупреждению нанесения вреда природной среде. В этой связи разработаны новые подходы к решению экологических проблем страны. К ним относятся: создание экономического механизма охраны окружающей среды, введение гос. экологической экспертизы, введение ответственности за экологические правонарушения, возмещение вреда, нанесенного экологическими правонарушениями, установление требований к экологическому воспитанию и образованию. Однако в законе есть ряд пробелов:

- для принятия конкретных решений нужны законодательные акты

- отсутствует экологическое аудирование

- не предусмотрены экологические требования при приватизации, лицензировании и банкротстве предприятий

- не установлены требования к платности использования природных ресурсов

- принимаемые законодательные акты противоречат закону

Закон содержит 16 глав и 84 статьи.

Глава 1. Содержит:

1. основные понятия

2. законодательство в области охраны окружающей среды (основывается на Конституции РФ и состоит из закона Об охране окружающей среды, других федеральных законов, а также иных нормативно-правовых актов РФ и субъектов РФ)

3. Основные принципы охраны окружающей среды. Хозяйственная или иная деятельность гос. органов власти РФ, а также субъектов РФ, органов местного самоуправления, юридических и физических лиц, оказывающая воздействие на окружающую среду, должна производится на основе следующих принципов:

- соблюдение права человека на благоприятную окружающую среду

- научно-обоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересов человека и государства для обеспечения устойчивого развития

- охрана воспроизводства и рациональное использование природных богатств

- ответственность органов государственной власти всех уровней за обеспечение экологической безопасности на соответствующих территориях

- платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде

- презумпция экологической опасности любой деятельности

- обязательности проведения гос. экологической экспертизы потенциально опасных проектов

- учет природных и социально-экономических особенностей при осуществлении хозяйственной деятельности

- приоритет сохранения естественных экологических систем

- сохранение биологического разнообразия

- запрещение хозяйственной деятельности, последствия которой не предсказуемы для окружающей среды

4) Объекты охраны окружающей среды от загрязнения и истощения

- земли, недра, почвы

- поверхностные и подземные воды

- леса и иная растительность

- живность и другие организмы

атмосферный воздух, озоновый слой атмосферы и околоземное космическое пространство

Глава 2. Основы управления в области охраны окружающей среды.

Управление на уровне федерации ведется Советом Федерации, президентом, Правительством РФ и спец. уполномоченными на то органами, главным из которых является Министерство природных ресурсов РФ.

На региональном уровне - исполнительными органами власти, местными органами самоуправления, а также территориальными органами специально уполномоченных ведомств.

Полномочия органов гос. власти в области охраны окружающей среды:

1. Разработка, утверждение и обеспечение реализации федеральных программ в области экологического развития РФ.

2. Установление правового статуса пострадавших граждан.

3. Определение размера платы за загрязнение окружающей среды и размещение отходов.

4. Установление порядка проведение государственного мониторинга окружающей среды

5. Проведение гос. экологической экспертизы.

6. Выдача разрешения на захоронение отходов.

7. Приостановление деятельности предприятий, которые нарушили природоохранное законодательство.

8. Учет природных кадастров РФ

9. Ведение Красной Книги РФ

Полномочия органов гос. власти субъектов РФ:

1. Разработка, утверждение и реализация условных программ в области охраны окружающей среды субъектов РФ

2. Привлечение виновных лиц к административной и др. видам ответственности

3. Предъявление исков о возмещении вреда окружающей среды.

4. Проведение экологической паспортизации