Анализ источников загрязнения атмосферы и водоемов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

по дисциплине: «Экология»

Выполнил:

Дубро В.П.

Содержание

1. Анализ источников загрязнения атмосферы. Определение приоритетных загрязнителей в воздухе промышленных и полиграфических предприятий

2. Основные принципы создания замкнутых систем водоснабжения. Классификация методов очистки сточных вод. Самоочищение водоемов

3. Контроль содержания органических и неорганических загрязнителей в воздухе полиграфических предприятий

Список литературы

1. Анализ источников загрязнения атмосферы. Определение приоритетных загрязнителей в воздухе промышленных и полиграфических предприятий

К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.

Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы - вулканическая и флюидная активность Земли Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет. очистка промышленный водоснабжение воздух

Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т. углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860 - 1960 гг.) содержание СО2 увеличилось на 18% (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к 2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05%.

2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.

3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фтор углеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).

4. Производственная деятельность.

5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).

6. Выбросы предприятиями различных газов.

7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель - монооксид углерода.

8. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом.

При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40-50%. Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.

Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных.

В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее опасны широко распространенные в воздушном бассейне России диоксин, бенз( а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Твердые взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли специально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.

В Западной Европе приоритет отдается 28 особо опасным химическим элементам, соединениям и их группам. В группу органических веществ входят акрил, нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а неорганических - тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы (угарный газ, сероводород, оксиды азота и серы, радон, озон), асбест. Преимущественно токсическое действие оказывают свинец, кадмий. Интенсивный неприятный запах имеют сероуглерод, сероводород, стирол, тетрахлорэтан, толуол. Ореол воздействия оксидов серы и азота распространяется на большие расстояния. Вышеуказанные 28 загрязнителей воздуха входят в международный реестр потенциально токсичных химических веществ.

Основные загрязнители воздуха жилых помещений - пыль и табачный дым, угарный и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма может быть связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.

Для атмосферы характерна чрезвычайно высокая динамичность, обусловленная как быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и вертикальном направлениях, так и высокими скоростями, разнообразием протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается сейчас как огромный «химический котел», который находится под воздействием многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм человека через органы дыхания.

Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных частицах приземной атмосферы Европейской России свинца и олова; хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и галлия; бария, цинка, марганца и меди. Высокие концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены как присутствием их минеральных фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов топлива, так и сорбцией сажей, глинистыми частицами газообразных соединений типа галогенидов олова.

Время «жизни» газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком диапазоне (от 1-3 минут до нескольких месяцев) и зависит в основном от их химической устойчивости размера (для аэрозолей) и присутствия реакционно-способных компонентов (озон, пероксид водорода и др.).

Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного подхода - ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов наблюдения за воздушным бассейном мало, и они не позволяют адекватно оценить его состояние в крупных промышленно - урбанизированных центрах. В качестве индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного загрязнения, связанных с чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны, обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе. Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в городах.

Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за сравнительно длительный период времени и позволяющий установить местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам.

К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы крупных промышленно - урбанизированных территорий относится многоканальное дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в способности быстро, неоднократно и в «одном ключе» охарактеризовать большие площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в атмосфере аэрозолей. Развитие научно-технического прогресса позволяет надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих веществ.

Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным данным. К ним, прежде всего, относятся результаты мониторинговых наблюдений, закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС. Конечный результат применения таких моделей - количественная оценка риска загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-экономической точки зрения.

2. Основные принципы создания замкнутых систем водоснабжения. Классификация методов очистки сточных вод. Самоочищение водоемов

Замкнутые системы водопотребления (ЗСВ) сегодня - единственное рациональное решение проблемы использования воды в промышленности. Применение замкнутых водооборотных систем при проектировании предприятий позволяет размещать эти объекты в районах с ограниченными водными ресурсами, но обладающими благоприятными экономико-географическими условиями. Такое инженерно-экологическое направление является наиболее прогрессивным и перспективным, позволяя одновременно решать проблемы водообеспечения и охраны окружающей среды.

Организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на очистку воды и рекуперацию веществ ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до нормативных показателей, позволяющих сбрасывать её в водные объекты, т.е. без загрязнения последних.

Замкнутые системы водного хозяйства следует вводить на вновь строящихся, действующих и подлежащих реконструкции предприятиях. В последнем случае внедрение замкнутых систем идёт постадийно, с постоянным увеличением оборотного водоснабжения по мере усовершенствования технологии. В целом малоотходное производство с оборотным водоснабжением можно представить в виде схемы, изображенной на рисунке. Создание замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий возможно при коренном изменении существующих принципов в водоснабжении, канализации и очистке сточных вод. К основным принципам создания таких систем можно отнести следующие.

1. Водоснабжение и канализация должны рассматриваться в совокупности, когда на предприятии создаётся единая система водного хозяйства, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод, как подготовку для их повторного использования. При этом необходимо установить научно обоснованные требования к качеству потребляемой в производстве и отводимой воды.

2. Создание замкнутых систем водообеспечения должно сочетаться с организацией малоотходного производства, технология которого ориентирована на максимальное извлечение из сырья основных продуктов с одновременной регенерацией ценных компонентов и доведением образующихся отходов до товарного продукта или вторичного сырья при минимальных материальных и энергетических затратах.

3. Потоки сточных вод следует различать по видовому, фазовому, концентрационному, энтальпийному признакам для разработки соответствующих способов локальной очистки каждого потока, вплоть до потоков отдельных стадий технологического процесса.

4. При замкнутых системах следует объединить цехи водоподготовки и локальной очистки предприятия, а также использовать ливневой сток с промышленной площадки в системе оборотного водоснабжения. Основными для водоснабжения должны являться очищенные производственные и городские сточные воды, а также поверхностный сток. Свежая вода в производстве должна использоваться только для особых целей и восполнения воды в системах.

5. Регенерации должны подвергаться локальные потоки отработавших технологических растворов и сточных вод, при этом должны создаваться локальные замкнутые системы водоснабжения, которые являются основным звеном замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий.

Для достижения наилучших технико-экономических показателей при создании замкнутых систем водоснабжения на предприятиях должны прорабатываться следующие вопросы:

- максимальное внедрение воздушного охлаждения вместо водяного;

- многократное (каскадное) использование воды в технологических процесса, в т.ч. и с целью получения наименьшего объема

- загрязнённых сточных вод, для обезвреживания которых можно подобрать эффективные локальные методы очистки;

- регенерация отработанных кислот, щелочей и солевых технологических растворов с использованием извлекаемых продуктов в качестве вторичного сырья;

- рекуперация и утилизация теплоты технологических жидкостей и растворов путём теплообмена между их горячими и холодными потоками или получением энергетического или технологического пара;

- внедрение стабилизационной обработки воды, позволяющей предотвратить образование минеральных отложений и биообрастания, ингибирование процессов коррозии, обеспечить оптимальный экономичный режим работы за счет снижения количества подпиточных и продувочных вод.

Разработку замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий желательно осуществлять постадийно, с постепенным увеличением доли воды, используемой в обороте. Начальным этапом в создании таких систем является определение научнообоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах. В большинстве случаев нет необходимости использовать более дорогую питьевую воду. Для обеспечения санитарно - гигиенической и токсикологической безопасности на предприятиях целесообразно проводить комплексные исследования для разработки оптимальных схем очистки оборотных вод.

Анализ существующих решений и проектных материалов показывает, что создание экономически рациональных замкнутых систем водного хозяйства на предприятиях является достаточно трудной, но вполне разрешимой задачей. Сложный физико-химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них соединений и их взаимодействие делают невозможным подбор универсальной структуры замкнутых схем. Создание таких систем на предприятиях зависит от особенностей технологии, технической оснащённости, требований к качеству получаемой продукции и используемой воды и т.д. При создании замкнутых систем водного хозяйства проектирование систем водоснабжения и канализации промышленных предприятий должно проводиться одновременно с проектированием основного производства.

Практически всегда очистка промышленных стоков - это комплекс методов. Наиболее широко используется сочетание механической очистки, нейтрализации промышленных стоков, реагентной очистки и биохимической очистки. Эти операции осуществляются практически во всех комплексах очистных сооружений, в том числе и на станциях аэрации при очистке бытовых (канализационных) стоков. Рассмотрим их подробнее.

Механическая очистка

Этот метод очистки используется для удаления из сточных вод нерастворимых примесей. Для удаления крупных кусков примесей применяют решетки, на которых происходит осаждение примесей. Для удаления твердых частиц, например, песка, используют песколовки. В специальных отстойниках происходит осаждение взвешенных частиц на дно. Сбор нефтепродуктов, жиров, смол и других, нерастворимых в воде жидкостей с поверхности стоков осуществляют в нефтеловушках, в жироуловителях, в смолоуловителях, на кварцевых фильтрах, а также с помощью устройств типа механических рук. Для удаления очень мелких частиц применяют фильтры или слой песка примерно 1,5-метровой толщины.

Физико-химическая очистка

Методы физико-химической очистки сточных вод основаны на изменении физического состояния загрязнителей и в большинстве случаев требуют применения реагентов:

- коагуляция - метод, позволяющий увеличить размер загрязняющих частиц, что облегчает их осаждение;

- флотация - метод, позволяющий придать примеси плавучие свойства, что облегчает ее удаление.

Химическая или реагентная очистка

Одним из видов обработки сточных вод является реагентная очистка, которая представляет собой сочетание различных типов химических реакций, приводящих к удалению из сточных вод токсичных компонентов.

А. Нейтрализация сточных вод - это химическая реакция, ведущая к уничтожению кислотных свойств раствора с помощью щелочей, а щелочных свойств раствора - с помощью кислот.

Поскольку химическая природа отходов может быть различной, то для нейтрализации одного вида отходов необходимо уменьшить кислотные свойства, а для другого вида отходов - щелочные. О степени кислотности или щелочности раствора можно судить по значению водородного показателя рН.

Самую простую систему нейтрализации можно представить в виде измельченного известняка, на который выливают раствор кислоты, а осадок собирают в отстойник. При рН = 4,3 все карбонаты и гидрокарбонаты, являющиеся основными компонентами природной воды, разлагаются с выделением CO₂.

Б. Реакции осаждения - это химические реакции, приводящие к осаждению загрязняющих веществ или ценных компонентов.

В. Реакции окисления-восстановления - это одновременное окисление одних компонентов и восстановление других.

Ниже приводится список наиболее распространенных окислителей и восстановителей:

- окислители - кислород или воздух, озон, хлор, гипохлорит, перекись водорода, перманганат калия;

- восстановители - хлорит, сульфат железа (II), гидросульфат, оксид серы (IV), сероводород.

Окислительно-восстановительные реакции применяют для превращения токсичных веществ в безвредные, а также для извлечения ценных компонентов.

Биохимическая очистка

Методы биохимической очистки применяются для удаления из сточных вод органических веществ.

А. Аэробная биохимическая очистка - это минерализация органического вещества промышленных или бытовых стоков в результате его окисления при содействии аэробных микроорганизмов (минерализаторов) в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания в условиях интенсивного потребления микроорганизмами растворенного кислорода.

Б. Анаэробная биохимическая очистка (метановое брожение или ферментация) - это минерализация органического вещества промышленных или бытовых стоков в результате его окисления при содействии анаэробных микроорганизмов в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания.

При очистке сточных вод целесообразно искать такие способы ликвидации отходов, которые давали бы возможность получать полезные продукты. Например: сахара отработанных сульфитных щелоков, образующихся при переработке древесины в процессе сульфитной варки бумаги, являются питательной средой для дрожжей. Перед биологической обработкой щелока из него перегонкой с водяным паром удаляют SO2 и увеличивают рН до 5,0. Далее возможны два варианта биохимической очистки: аэробный и анаэробный.

А. Аэробная биохимическая очистка растворов сахаров является наиболее продуктивной для максимального увеличения массы дрожжей в случае, если дрожжи выращивают для пищевых целей. В этом процессе выделяется много энергии - 3,75 ккал на 1 кг выращенных дрожжей. Для благоприятного протекания реакции реактор охлаждают до 34-37 °С и в него подводят большое количество воздуха. Так как сульфитный щелок не содержит соединений азота и фосфора, то их вводят в раствор дополнительно. При этом в качестве источника азота целесообразно использовать гидроксид аммония, так как он позволяет регулировать величину рН. Содержимое реакторов уплотняют в центрифугах, охлаждают и высушивают. Высушенные лепешки превращают в хлопьевидную массу, которую упаковывают в мешки. Из 1 тонны отходов сульфитного щелока получают 50 кг дрожжей, богатых протеином. При этом стоимость 1 кг дрожжей равна 11 центам.

Б. Ферментацию (анаэробную очистку) отходов сульфитного щелока осуществляют аналогично ферментации пива. Обрабатываемый раствор находится в реакционной зоне в течение 15-20 часов. Для максимального превращения сахаров требуется проведение ступенчатой ферментации, т.е. необходимо несколько тенков и их количество иногда достигает 7. При семиступенчатом процессе превращение достигает 95%. После завершения процесса ферментации жидкая масса содержит 1% (по массе) дрожжей. Дрожжи центрифугированием отделяют от спиртовой среды, затем их концентрацию тем же путем доводят до 10% и образующуюся массу возвращают в рециркуляционную систему для проведения повторной ферментации. Путем перегонки осветленной жидкости из 1 тонны пульпы получают около 83 литров этилового спирта крепостью 90°. Получаемый этиловый спирт отличается высоким качеством и является превосходным сырьем для производства уксуса, уксусного альдегида и других химических продуктов.

Удаление остаточных органических веществ

После биохимической очистки могут остаться органические, вещества, плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ их удаления - адсорбция активированным углем, который впоследствии регенерируют. Обычно сточные воды пропускают через колонки с активированным углем, где обеспечивается с ним контакт в течение 20-40 минут. Это весьма эффективный метод, имеющий сравнительно простое аппаратурное исполнение и позволяющий очистить сточные воды до БПК < 1 мг O2/л (меньше ГОСТ). Адсорбция активированным углем эффективна для большинства органических соединений и ее используют для очистки бытовых стоков, отходов перегонки нефти, фенолов и других ароматических соединений. Неорганические вещества активированный уголь, как правило, не удаляет. Некоторые органические соединения, обладающие высокой растворимостью (глюкоза и спирт) являются исключениями и плохо адсорбируются. Именно поэтому активированный уголь используется для обесцвечивания сахара.

Данный метод может быть рекомендован только для очистки больших объемов воды в связи с тем, что очистка воды активированным углем является процессом длительным, а регенерация угля требует нагревания.

Сточные воды полиграфических предприятий подразделяются на кислотные, щелочные, сложные (содержащие соли металлов, нефтепродукты и т.д.). Сброс их в водоемы или канализацию без очистки не разрешен.

Основными загрязнителями сточных вод полиграфических предприятий являются соли металлов (Fe, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Sb), нефтепродукты, кислоты (HNO3, H2SO4, H3PO4, HCl), щелочи (KOH, NaOH), диазосоединения и абразивные вещества.

Очистку различных видов сточных вод рекомендуется проводить раздельно. Для очистки от загрязнителей применяют механические, химические и другие методы.

Механическая очистка применяется для очистки сточных вод от твердых частиц, нефтепродуктов и жировых веществ. Для этих целей используют песколовки, отстойники, нефтеловушки, жироуловители, кварцевые фильтры и т.д.

Общее количество химически загрязненных сточных вод на полиграфическом предприятии обычно не превышает 50 м3/сут. Кислотные и щелочные стоки целесообразно смешивать для взаимной нейтрализации. Ионы Cr+6, Ni+2, Cr+6, Cu+2, Fe+2 и Al+3 удаляют из сточных вод в виде труднорастворимых соединений (гидроксидов, основных солей и т.д.). При этом ионы Cr+3 получают предварительным восстановлением металлическим железом или солями Fe(II).

Основными перспективными методами очистки сточных вод полиграфических предприятий являются методы ионного обмена и адсорбционные методы. Использование этих методов позволяет возвратить в производство извлекаемые их сточных вод вещества. Реагентные методы очистки сточных вод нельзя считать перспективными, хотя в настоящее время они широко используются.

Самоочищение водоемов

Интереснейшими явлениями природы являются способность водоемов к самоочищению и установление в них так называемого биологического равновесия. Оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов: бактерий, водорослей и высших водных растений, различных беспозвоночных животных. Поэтому одна из важнейших природоохранительных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность. Каждый водоем -- это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочищения протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски -- постоянные обитатели водоемов -- являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

Водоемы обладают свойством под влиянием естественных факторов постепенно очищаться от попавших в них загрязнений: взвешенных частиц, бактерий, растворенных органических и неорганических веществ. Механизм самоочищения водоемов от органических загрязнений складывается из:

1) сортировки твердых частиц по их удельному весу (оседание их на дно),

2) распределения загрязнения в массе воды водоема, что ведет к более тесному соприкосновению загрязнения с растворенным в воде 02, который является одним из существенных агентов в процессе минерализации органического вещества,

3) биохимических процессов разрушения органических веществ в результате жизнедеятельности бактерий и прочих представителей флоры и фауны водоема, гл. образ, их низших форм,

4) химических процессов обмена и окисления продуктов распада органического вещества.

В результате биохимических процессов распада органическое вещество разрушается и дает ряд конечных соединений свободную угольную кислоту я ее соли, азотистые, сернокислые и фосфорнокислые соединения, которые в дальнейшем вовлекаются в кругооборот веществ растительным населением и микробами водоема. К факторам, понижающим содержание бактерий в воде, принадлежат:

1) седиментация их при осаждении взвешенных в воде частиц на дно;

2) разведение воды притекающими массами более чистых вод;

3) отмирание бактерий под воздействием на них прямого солнечного света;

4) общая убыль в воде питательных для бактерий органических веществ

5) пожирание бактерий Protozoa. Особенно интенсивно Protozoa поглощают те бактериальные виды, которые не принадлежат к нормальным обитателям воды, а именно патогенные микроорганизмы и из них холерный вибрион, тифозную, кишечную, синегнойную палочки и другие. При загрязнении водоема вода в нем изменяет свой состав, изменяется и флора и фауна водоема, но в дальнейшем, в результате процессов самоочищения, нормальная картина водоема постепенно восстанавливается. В зоне максимального загрязнения река характеризуется большим содержанием свежих органических веществ. Эта зона бедна растворенным 02. Заселена она гетеротрофными организмами (питающимися растворенными и взвешенными в воде органическими веществами).

3. Контроль содержания органических и неорганических загрязнителей в воздухе полиграфических предприятий

Полиграфическая промышленность наносит относительно небольшой ущерб окружающей среде, но так как большинство полиграфических предприятий расположены в черте городов и у них фактически отсутствуют санитарно-защитные зоны, защита окружающей среды является необходимой и важной проблемой.

После внедрения фотонабора свинец перестал являться основным загрязняющим веществом выбросов полиграфических предприятий. В настоящее время к приоритетным загрязнителям атмосферы полиграфическими предприятиями относятся толуол, бензин и другие растворители, а также бумажная, декстриновая и красочная пыль.

Выбросы полиграфических предприятий подразделяются на технологические и вентиляционные.

К технологическим выбросам относятся выбросы из сушильных систем печатных машин глубокой и флексографской печати, лакировальных машин, агрегатов для припрессовки пленки, выбросы от систем и установок для сушки крышек и блоков. Технологические выбросы характеризуются высокими концентрациями вредных веществ и подлежат обязательной очистке.

К вентиляционным выбросам относятся выбросы общеобменной и местной вытяжной вентиляции. Выбросы местной вытяжной вентиляции по концентрации загрязняющих веществ близки к технологическим выбросам и подлежат очистке. Выбросы общеобменной вентиляции характеризуются большими объемами воздуха и низкими концентрациями загрязняющих веществ.

Очистка выбросов от органических растворителей производится адсорбционным способом (в рекуперационных установках) и термокаталитическим способом.

Рекуперация - процесс извлечения вещества и возврата его в исходном виде в производство.

Рекуперация растворителей осуществляется с помощью адсорбентов в специальных аппаратах - адсорберах. Обычно для этих целей используют активированный уголь. Воздух, содержащий пары растворителя, проходит через слой адсорбента. После насыщения адсорбента из него извлекают растворитель.

Термокаталитическая очистка - окисление углеводородов в газовоздушной смеси до нетоксичных веществ (CO₂ и H₂O) в присутствии катализаторов.

Например:

В качестве катализаторов используются металлы платиновой группы, обладающие высокой каталитической активностью.

Рекуперация растворителей рекомендуется для предприятий с объемом выбросов, подлежащих очистке, от 90 тыс. м³/ч и более, а при меньших объемах рекомендуется термокаталитическая очистка.

Для очистки воздушных выбросов от пыли (свинцовой, бумажной, декстриновой, красочной, резиновой и так далее) применяют различные пылеуловители: фильтры (матерчатые, рукавные) с различными фильтрующими материалами, циклоны и так далее. [1]

Список литературы

1. Рекус И.Г., Шорина О.С. Основы экологии и рационального природопользования: Учебное пособие. - М.: Изд-во МГУП, 2001 г.

2 Гурова Т.Ф., Назаренко Л.В. Основы экологии и рационального природопользования: учебное пособие. - М.: Оникс, 2009 г.

3. Гальперин М.В. Экологические основы природопользования: Учебное пособие. - М.: Инфра-М, 2003 г.

Размещено на Allbest.ru