Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Технические принципы и методы очистки выбросов от загрязняющих веществ

2013

Содержание

1. Биосфера

1.1 Биоразнообразие животных и растений

1.2 Взаимоотношения животных организмов в природе

1.3 Защита окружающей природной среды

2. Атмосфера

2.1 Загрязнение воздушного бассейна

2.2 Технические принципы и методы очистки выбросов от загрязняющих веществ

Список использованных источников

1. Биосфера

1.1 Биоразнообразие животных и растений

Биосфера - это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых.

Согласно основоположнику современного учения о биосфере - геохимика Владимира Ивановича Вернадского - жизнь подчиняет себе другие планетарные процессы, определяет химическое состояние наружной коры нашей планеты. Живые организмы, существующие, стареющие и умирающие в течение сотен миллионов лет, порождают всеобщий планетарный процесс - миграцию химических элементов, движение земных атомов. биосфера природа загрязнение очистка

Многообразие растений и животных - результат наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Изучением многообразия органического мира занимается наука, которая называется систематика. К настоящему времени ученым удалось сосчитать и описать 1,7 миллиона живых организмов, но общее число видов на планете составляет от 5 до 30 миллионов. Так например, разнообразие видов растений составляет 0,5 млн., животных - 1,5 млн. К настоящему времени довольно хорошо изучены виды птиц и млекопитающих, чего нельзя сказать о таких мелких организмах, как насекомые, грибы, бактерии и вирусы. Распределение видов по поверхности планеты неравномерно. Разнообразие видов в естественных средах обитания максимально в тропической зоне и уменьшается с увеличением широты. Самые богатые видовым разнообразием экосистемы - дождевые тропические леса, которые занимают около 7 % поверхности планеты и содержат более чем 90% всех видов. Многообразие видов - основа существования биосферы. Биоразнообразие видов - богатство нашей планеты, без которого невозможна жизнь человека.

На каждом уровне биологического разнообразия - видовом, генетическом и разнообразии сообществ специалисты изучают механизмы, которые изменяют или сохраняют разнообразие. Видовое разнообразие включает весь набор видов, обитающих на Земле. Существует два основных определения понятия вида. Первое: вид представляет собой совокупность особей, которая по тем или иным морфологическим, физиологическим или биохимическим характеристикам отличается от других групп. Это морфологическое определение вида. Сейчас для различения видов, которые внешне практически идентичны (например, бактерии), все чаще используют различия в последовательности ДНК и другие молекулярные маркеры. Второе определение вида - это совокупность особей, между которыми происходит

свободное скрещивание, но при этом отсутствует скрещивание с особями других групп (биологическое определение вида).

Генетическое внутривидовое разнообразие часто обеспечивается репродуктивным поведением особей внутри популяции. Популяция - это группа особей одного вида, обменивающихся генетической информацией между собой и дающих плодовитое потомство. Вид может включать одну или более отдельных популяций. Популяция может состоять как из нескольких особей, так и из миллионов. Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами - участками хромосом, которые кодируют определенные белки. Варианты гена известны как его аллели.

Биологическое сообщество определяется как совокупность особей различных видов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. Примеры сообществ - хвойные леса, высокотравные прерии, влажные тропические леса, коралловые рифы, пустыни. Биологическое сообщество в совокупности со средой своего обитания называется экосистемой. В наземных экосистемах вода испаряется биологическими объектами с поверхности Земли и с водных поверхностей, чтобы снова пролиться в виде дождя или снега и пополнить наземные и водные среды. Фотосинтезирующие организмы поглощают энергию света, которая используется растениями для их роста. Эта энергия поглощается поедающими фотосинтезирующие организмы животными или высвобождается в виде тепла как в процессе жизнедеятельности организмов, так и после их отмирания и разложения.

1.2 Взаимоотношения животных организмов в природе

Симбиоз - сожительство (от.греч.сим - вместе, биос - жизнь) - форма взаимоотношения, из которых оба партнера или хотя бы один извлекают пользу. Симбиоз подразделяется на мутуализм, протокооперацию и комменсализм. Мутуализм - форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга.

Типичный пример мутуализма - отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших - симбионтов - термиты погибают от голода. Сами же жгутиконосцы помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.

Протокооперация - форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. В этих случаях отсутствует связь именно этой, конкретной пары партнеров.

Примером протокооперации являются взаимоотношения мелких рыбок семейства губановых и крупных хищных мурен. Среди губановых имеются так называемые рыбы-чистильщики, освобождающие крупных рыб от наружных паразитов, находящихся на коже, в жаберной и ротовой полостях. Крупные хищники, в том числе мурены, страдающие от паразитов, приплывают в места обитания губанов и дают им возможность уничтожать паразитов даже у себя во рту, хотя могли бы с легкостью их проглотить.

Комменсализм - форма симбиоза, при которой один из сожительствующих видов получает какую-либо пользу, не принося другому виду ни вреда, ни пользы. Комменсализм, в свою очередь, подразделяется на квартиранство, сотрапезничество, нахлебничество.

"Квартиранство"- форма комменсализма, при которой один вид использует другой (его тело или его жилище) в качестве убежища или своего жилья. Особую важность приобретает использование надежных убежищ для сохранения икры или молоди.

Пресноводный горчак откладывает икру в мантийную полость двухстворчатых моллюсков - беззубок. Отложенные икринки развиваются в идеальных условиях снабжения чистой водой.

"Сотрапезничество" - форма комменсализма, при которой несколько видов потребляют разные вещества или части одного и того же ресурса.

"Нахлебничество" - форма комменсализма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого.

Примером перехода нахлебничества в более тесные отношения между видами служат взаимоотношения рыбы-прилипалы, обитающей в тропических и субтропических морях, с акулами и китообразными. Передний спинной плавник прилипалы преобразовался в присоску, с помощью которой та прочно удерживается на поверхности тела крупной рыбы. Биологический смысл прикрепления прилипал заключается в облегчении их передвижения и расселения.

Нейтрализм - тип биотической связи, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно. Например, белки и лось в одном лесу не контактируют друг с другом.

Антибиоз - тип биотической связи, когда обе взаимодействующие популяции(или одна из них) испытывают отрицательное влияние друг друга.

Антибиоз подразделяется на аменсализм, хищничество, конкуренцию и паразитизм.

Аменсализм - форма антибиоза, при которой один из совместно обитающих видов угнетает другой, не получая от этого ни вреда, ни пользы. Пример: светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затемнения, в то время как сами на дерево никак не влияют.

Хищничество - тип антибиоза, при котором представители одного вида питаются представителями другого вида. Хищничество широко распространено в природе как среди животных, так и среди растений. Примеры: насекомоядные растения; лев, поедающий антилопу и т.д.

Конкуренция - тип биотических взаимоотношений, при котором организмы или виды соперничают друг с другом в потреблении одних и тех же обычно ограниченных ресурсов. Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.

Внутривидовая конкуренция- соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегулирования популяции. Примеры: птицы одного вида конкурируют из-за места гнездования. Самцы многих видов млекопитающих (например, оленей) в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись семьей.

Межвидовая конкуренция - соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями разных видов. Примеры межвидовой конкуренции многочисленны. И волки, и лисы охотятся на зайцев. Поэтому между этими хищниками возникает конкуренция за пищу. Это не значит, что они непосредственно вступают в борьбу друг с другом, но успех одного означает неуспех другого.

Паразитизм - форма антибиоза, когда представители одного вида используют питательные вещества или ткани особей другого вида, а также его самого в качестве временного или постоянного местообитания.

Например, миноги нападают на треску, лососей, корюшку, осетров и других крупных рыб и даже на китов. Присосавшись к жертве минога питается соками ее тела в течение нескольких дней, даже недель. Многие рыбы погибают от нанесенных ею многочисленных ран.

Все перечисленные формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в сообществе, определяя его устойчивость.

1.3 Защита окружающей природной среды

С тех пор как человек существует на Земле, он непрерывно взаимодействует с окружающей его природой. Взаимодействие это носит как непосредственный, так и опосредованный характер. Основу непосредственного взаимодействия человека с окружающей его природной средой составляет общий для всех организмов биологический обмен веществ. Однако наиболее специфическим и значимым для людей как социальных существ является опосредованный способ взаимодействия с природой благодаря применению различных технических приспособлений. При таком взаимодействии тоже происходит обмен веществ между человеком и природой, но темпы и масштабы его существенно отличаются от непосредственного обмена, поскольку нарастание его не ограничивается естественными размерами тел организмов, а обусловлено развитием знаний и соответственным совершенствованием применяемых технических приспособлений.

«Чем более совершенствуются техника и технологии, тем большие массы природного вещества приводятся ими в движение, и этот процесс может идти с непрерывным нарастанием, пока не возникнет какое-либо внешнее непреодолимое препятствие. Оно возникло лишь недавно, и им стали ограниченные естественные возможности биосферы, в которой существует человек и вся порожденная им инфраструктура» .

Человечество во всей его истории не противостоит окружающей среде как нечто ей чуждое. Однако с развитием и разделением труда, появлением системы машин, двигателей влияние человека на природу качественно изменяется.

Со стремительным ростом населения Земли человеческое общество становится в биосфере единственным в своем роде агентом, могущество которого растет с ходом времени со все увеличивающейся быстротой. Ученые подсчитали, что за последние 2 тысячи лет по вине людей исчезло более 150 видов животных и 139 видов птиц. Это богатство планеты утрачено.

Очень трудно формировать в любой стране природоохранное мышление. Развитие сельского хозяйства и урбанистической цивилизации требовало серьезного вторжения в природную среду. В гигантских масштабах проводилось обводнение и осушение больших площадей, окультуривание нетронутых земель, повсеместное уничтожение территорий с девственной природой, загрязнение водоемов, воздуха, использование ядохимикатов. Поэтому эрозия почв, засухи, наводнения, лесные пожары - все это нерасторжимые звенья одной причинно-следственной цепи.

Следует признать, что отдельные элементы природоохранного мышления в России можно наблюдать еще в допетровские времена. Растущий недостаток дичи заставлял московских правителей заботиться об охране царских охотничьих угодий.

В период царствования Петра I (1676-1725 гг.) были приняты указы об охране всех лесов, а не только мест царской охоты. Леса России разделили на две категории: охраняемые и эксплуатируемые. Особого уважения заслуживает именной Указ Петра I от 19 ноября 1703 г. «Об описи лесов во всех городах и уездах, от больших рек в сторону по пятьдесят, а от малых - по двадцать верст».

Позднее монархи занимались вопросами охраны природы и рационального использования ресурсов лишь эпизодически.

Только в 50-х годах XIX века стали появляться приверженцы теории эволюции, которые, ориентируясь на Запад, делали попытки сформулировать идеи реформирования сельского хозяйства и общественного устройства страны. Эти умонастроения проявились у зоологов и агрономов, связанных с Московским университетом и Московским сельскохозяйственным обществом: К.Ф. Пулье, А.П. Богданова, С.А. Усова, Н.А. Северцева, С.А. Маслова. Но если обновление идеологии они связывали только с эволюцией, то в области модернизации экономики и сельского хозяйства делали упор на акклиматизацию экзотических растений и животных, создание новых видов при помощи гибридизации, а также на охрану природы. Эти воззрения стали основой первой русской «концепции эффективности». Эта концепция повлияла на коренное отношение к природе, поскольку утверждала, что посредством науки люди смогут сами определять свою судьбу, перестав пассивно полагаться на Бога и царя. Одновременно с появлением концептуальных взглядов во второй половине XIX века росло осознание того, что природные ресурсы страны оказались доступны разношерстным грабителям.

Возрождением петровской традиции защиты лесов стал Лесной кодекс, принятый в 1888 г. и дополненный в 1889 и 1891 гг. специальными инструкциями и поправками.

Экологическая деятельность социалистического государства проходит несколько этапов, каждый из которых имеет свою специфику.

Первый этап - с 1917 г. до конца 50-х годов. Как считает А. Е. Кадомцева, это был период потребительской формы взаимодействия общества и природы: деятельность государства была направлена на использование природных объектов для удовлетворения хозяйственных потребностей. Охране природы внимание практически не уделялось.

Второй этап - от начала 60-х до середины 80-х годов - характеризуется интенсивным вовлечением природных ресурсов в хозяйственный оборот, обостряются экологические проблемы государства. Выходит целый ряд постановлений Правительства РСФСР по охране природы при осуществлении производственных процессов.

В настоящее время продолжается третий этап, связанный с необходимостью достижения уже глобальной экологической безопасности. Конец 80-х годов был отмечен некоторой активностью государственных структур по разработке стратегии выхода РСФСР из экологического кризиса. На территории бывшего СССР выделено 300 районов с острой экологической ситуацией. Они занимали 16% общей площади прежнего федеративного государства. В целом 20% всего населения и 39% городских жителей оказались в условиях неблагоприятной экологической обстановки.

Экологической оценкой территории России стал серьезно заниматься Институт географии РАН. По его классификации экологические ситуации по степени остроты подразделялись на острые и очень острые. Последние предполагают угрозу жизни и здоровья людей, проживающих на данной территории.

В середине 90-х годов установлено, что в центре Европейской части России территории с относительно удовлетворительными экологическими ситуациями занимают 15 % общей площади региона, с напряженными - 30%, с кризисными - 23%, с катастрофическими - 2 %. И только на севере Европейской части страны еще сохранилась здоровая окружающая среда.

В этот период законодательством предусматривается выделение специальных зон как разновидностей экологически неблагополучных территорий. Появляется Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

Тремя годами ранее был принят Закон РСФСР от 19 декабря 1991 г. «Об охране окружающей природной среды», который предусматривал два вида экологически неблагополучных территорий - зоны чрезвычайной экологической ситуации и зоны экологического бедствия.

Зонами экологического бедствия объявляются участки территории РФ, где в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны.

Вынужденной мерой государства в этот период стал Закон РФ от 18 июня 1992 г. «О внесении изменений и дополнений в Закон РСФСР «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС».

Помимо Закона РСФСР от 19 декабря 1991 г. «Об охране окружающей природной среды», Правительство РФ принимает специальные постановления, предусматривающие меры по улучшению социально-экологической обстановки в отдельных регионах. Например, постановление Правительства РФ от 16 ноября 1996 г. «О комплексе первоочередных мероприятий по оздоровлению экологической обстановки и населения в Уральском регионе и Тюменской области на 1997-2000 годы».

В последние два десятилетия научная мысль сосредоточивалась на разработке моделей стабильности экологической ситуации. По мнению А. Е. Кадомцевой, «сама по себе эта идея конструктивна, но она в состоянии «заработать» лишь при наличии механизмов, обеспечивающих искомую стабильность. Однако их, к сожалению, пока нет не только в социальной и хозяйственной практике, но даже в научных построениях. Это обусловлено, по-видимому, двумя обстоятельствами. Во-первых, упор вынужденно (отсутствие достаточных средств) делается на борьбу с последствиями разрушений в экологической сфере, но не на причины, их порождающие. Во-вторых, недооценивается коренное методологическое положение, согласно которому исходным пунктом воздействия на любые явления в жизни человечества служат изменения условий производства и воспроизводства жизненных благ, технологического способа производства».

Таким образом, ретроспективный анализ дает основания сделать обобщающий вывод: охрана окружающей среды на протяжении всей истории России носила эпизодический, событийный характер, а элементы системного, комплексного подхода стали угадываться лишь в последние десятилетия XX века.

Всю предыдущую историю можно рассматривать в экологическом смысле как шедший с ускорением процесс накопления тех изменений в технике, науке и в состоянии окружающей среды, которые в конце концов переросли в современный экологический кризис. Более того, ученые считают, что уже появились первые признаки перерастания экокризиса в экологическую катастрофу, когда начинаются процессы необратимого разрушения биосферы. Экологическая проблема поставила человечество перед выбором дальнейшего пути развития: быть ли ему по-прежнему ориентированным на безграничный рост производства или этот рост должен быть согласован с реальными возможностями природной среды и человеческого организма.

Современное поколение вынуждено совершить переход к законоупорядоченному и нормативно организованному использованию биосферы. От одностороннего пользования ресурсами среды людям требуется перейти к стратегии одновременного ее поддержания и сохранения, выдвинув эти задачи как приоритетные в своей деятельности.

Качественно обособившись от природы, люди тем не менее не только генетически, но и всей своей жизнью, а главное - материальным производством, теснейшим образом связаны с биосферой. Общество включается в структуру биосферы и должно считаться с закономерностями ее развития как целостной системы. Человек неотделим от биосферы. Он существует в природе, как все живые организмы, вещество, в определенных функциях биосферы, в определенном ее пространстве-времени. Воздействие человека на развитие биосферы столь велико, что по сравнению с ним меркнут все природные факторы. На протяжении всей истории биосферы процесс ее развития приводил к возникновению все более активных в эволюционном отношении компонентов, которые как бы воплощали в себе тенденцию дальнейшего развития, в то время как темпы развития других компонентов относительно замедлялись, а то и вообще сходили на нет (так называемые тупиковые ветви эволюции). Человеческое общество по своей активности резко выделяется из всех ранее существовавших компонентов. Впервые в истории биосферы возникает миграция атомов, не связанная с обязательным прохождением через живое вещество, обусловленная производственной деятельностью с помощью орудий труда. Наряду с геологическим и биологическим круговоротами вещества и энергии возникает производственный, вызванный к жизни людьми.

Принимая во внимание огромные масштабы воздействия человека на природу, следует на основании учения о биосфере как целостной системе разработать научные основы хозяйственной деятельности человека, в которых по возможности учитывались бы даже отдаленные последствия каждого сколько-нибудь крупного изменения, вносимого человеком в ландшафт.

В силу взаимодействия всех частей и элементов биосферы любое воздействие общества на природу через некоторое время возвращается в виде ответного воздействия природы на общество. По закону отражения это возвратное воздействие тем сильнее, чем существеннее было вмешательство со стороны человека. Это риск возникновения аварий и катастроф природного и техногенного характера. В Свердловской области большую потенциальную опасность, по мнению специалистов, представляют предприятия ядерно-топливного цикла. В их число входят Белоярская атомная электростанция (БАЭС), Свердловский филиал научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники (г.Заречный), Уральский электромеханический комбинат (г. Новоуральск), комбинат «Электрохимприбор» (г.Лесной), а также ПО «Маяк» и ВНИИТФ, расположенные в непосредственной близи (около 50 км) от южных границ Свердловской области.

Повышенная опасность таких объектов обусловлена тем, что на них образуются наибольшие по объему и активности радиоактивные отходы (РАО) в твердом и жидком состоянии. Некоторые жидкие РАО при усыхании могут образовывать взрывоопасные композиции типа пороха.

В случае аварии на перечисленных объектах, по оценкам Главного управления по делам ГО и ЧС Свердловской области, максимальная площадь радиоактивного загрязнения может составить 2993 кв. км. Количество населения, проживающего на этой территории, - около 242 тысяч человек.

Порядка 750 предприятий Свердловской области используют в своих технологиях источники ионизирующих излучений, радиоактивные вещества и образуют радиоактивные отходы.

Отсюда вывод: чем более мощными средствами воздействия на природу обладает человек, тем обдуманнее и научно обоснованнее должны быть его действия по отношению к природе.

Качественное многообразие воздействия людей на природу непрерывно растет, а количественный эффект этих воздействий в последнее время стал не только соизмерим с природными процессами, но и во многих отношениях значительно превосходит их. Достаточно назвать хотя бы такой факт: деятельностью всех вулканов на Земле ежегодно выбрасывается на поверхность около 3 млрд. тонн вещества, в то же время современное горнодобывающее производство извлекает из недр земных около 10 млрд. тонн полезных ископаемых и около 100 млрд. тонн попутной породы. Как видим, превышение по сравнению с природными процессами - более чем в 30 раз.

И еще одна черта современного производства в плане сопоставления его с процессами движения вещества в природе - необычайная расточительность природных ресурсов. Так, в индустриальном производстве соотношение исходного сырья и конечного полезного продукта близко к 2%, остальные 98% вещества идут в отвалы, отбросы, стоки и т. п.

2. Атмосфера

2.1 Загрязнение воздушного бассейна

Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его определенной чистоты. От качества воздуха зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий и сооружений. В процессе антропогенной деятельности атмосфера подвергается изъятию газовых элементов, загрязнению газовыми примесями и вредными веществами, нагреванию и самоочищению. Привнесение в воздушную среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называется загрязнением.

Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине ХХ в., т.е. в период научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количестве транспортных средств. В итоге отмечается изменение газового состава атмосферы: рост концентрации некоторых ее компонентов (углекислого газа -- на 0,4%, метана -- на 1%, закиси азота -- на 0,2% и др.) и появление новых загрязняющих веществ.

Загрязнение атмосферного воздуха может быть локальным, региональным и глобальным. Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков. Локальное загрязнение обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется, главным образом, изменчивой скоростью и направлением ветра. Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных производственных комплексов. Глобальное загрязнение распространяется на тысячи километров от источника загрязнения и нередко смыкается в пределах всего земного шара, это относится, прежде всего, к Северному полушарию планеты.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются природные, производственные и бытовые процессы. Естественное, или природное, загрязнение происходит за счет естественных факторов: пылевые бури, извержение вулканов, выдувание почв, лесные пожары, различные продукты растительного, животного или микробиологического происхождения.

Производственное загрязнение образуется в результате деятельности промышленных, сельскохозяйственных, строительных предприятий и при работе различных видов транспорта. На территории Беларуси основные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух связаны с работой автомобильного транспорта (три четверти всех выбросов), промышленных предприятий и строительного комплекса. За период 1990 -- 1998 гг. произошло снижение объема выбросов от стационарных источников в 2,8 раза (усиление контроля за выбросами, увеличение доли природного газа в топливно-энергетическом балансе страны, спад производства в ряде отраслей промышленности).

Промышленные источники загрязнения анализируются по отраслям, а также по ингредиентам (составу загрязняющих веществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязнителями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химия и нефтехимия, промышленность строительных материалов.

Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали и отопительные котельные потребляют более одной трети добываемого в мире топлива и занимают ведущее место среди других отраслей промышленности по загрязнению воздушного бассейна окислами серы, азота и пылью. Вследствие техногенной деятельности человека увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода в атмосфере. В форме продуктов сжигания топлива в атмосферу планеты ежегодно вносится 7¹⁰ т СО₂. В наибольшей степени загрязняют атмосферу опасными углеродными смесями пять стран, на долю которых приходится более половины всех выбросов в мире, это: США -- 23%, Китай -- 13,9%, Россия -- 7,2%, Япония -- 5%, Германия -- 3,8%. Если потребление минерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия в климате Земли, в частности повышение температуры на 1,5--2°С.

Другие промышленные предприятия выбрасывают в воздушный бассейн свои специфические примеси. Так, с черной и цветной металлургией связано образование в атмосфере огромного количества пыли, угарного газа, окислов азота и серы, фенола, формальдегида и многих других вредных веществ. Быстрое развитие химической и нефтехимической промышленности ведет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого количества стойких токсических кислот. Машиностроению характерны выбросы угарного газа, окислов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ, связанных в основном с литейным, гальваническим и красочным производством. В промышленности строительных материалов наиболее мощными выбросами вредной пыли в окружающую местность отличаются предприятия по производству цемента.

Газообразные выбросы промышленных предприятий образуют в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность распространения загрязнителей зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Время пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от одного до пяти лет, сернистого -- до нескольких дней, твердых частиц -- от нескольких секунд до нескольких месяцев и даже лет в зависимости от их размеров и высоты источника. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков: дождей, снега, тумана. Кислотные осадки снижают урожай, губят растительность, уничтожают жизнь в пресных водоемах. Ветры, не знающие границ , переносят кислотные осадки на огромные расстояния. По некоторым данным, 20% кислотных осадков в Европе вызваны выбросами промышленности Северной Америки.

Среди отраслей промышленности Беларуси в конце ХХ столетия особо выделяется энергетика, на ее долю приходится 30 -- 36% от общего объема промышленных выбросов, топливная промышленность (в основном нефтепере-рабатывающая) -- 16, химическая и нефтехимическая -- 6, машиностроение -- 10, промышленность строительных материалов -- около 9%. В составе выбросов преобладают сернистый ангидрид (43%), окислы углерода (20%), окислы азота (11%), твердые выбросы (10%).

Оценка интенсивности выбросов (отношение массы выбросов к стоимости ВВП), проведенная в начале 90-х гг., показала, что, по сравнению с большинством индустриально развитых стран, предприятия Беларуси выбрасывали в атмосферу в 1,5 -- 2,0 раза больше загрязняющих веществ (особенно SO₂), но значительно меньше, чем другие страны Центральной и Восточной Европы. Эти более высокие, чем у соседей, экологические результаты получены благодаря следующим факторам: значению природного газа в топливно-энергетическом балансе страны; практически полному отсутствию электростанций, работающих на угле; относительно низкой доле угля в потребляемом топливе жилищного сектора.

2.2 Технические принципы и методы очистки выбросов от загрязняющих веществ

Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.

Механическая очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим методам относятся:

1) гравитационное осаждение;

2) инерционное и центробежное пылеулавливание;

3) фильтрация.

В большинстве промышленных газоочистительных установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны.

Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40-100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый поток на плоские струи.

Производительность осадительных камер П = SwО, где S -- площадь горизонтального сечения камеры, или общая площадь полок, м2; wO -- скорость осаждения частиц, м/с. Гравитационное осаждение действенно лишь для крупных частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не выше 40-50%. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов.

Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Среди инерционных аппаратов наиболее часто применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частицы пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода - быстрое истирание или забивание щелей.

Центробежные методы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей при вращении очищаемого газового потока в очистном аппарате или при вращении частей самого аппарата. В качестве центробежных аппаратов пылеочистки применяют циклоны различных типов: батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители (ротоклоны) и др. Циклоны наиболее часто применяют в промышленности для осаждения твердых аэрозолей.

Наиболее часто для фильтрации применяют специально изготовленные волокнистые материалы -- стекловолокно, шерсть или хлопок с асбестом, асбоцеллюлозу. В зависимости от фильтрующего материала различают тканевые фильтры (в том числе рукавные), волокнистые, из зернистых материалов (керамика, металлокерамика, пористые пластмассы).

Тканевые фильтры, чаще всего рукавные, применяются при температуре очищаемого газа не выше 60-65°С. В зависимости от гранулометрического состава пылей и начальной запыленности степень очистки составляет 85-99%.

Электростатическая очистка газов служит универсальным средством, пригодным для любых аэрозолей, включая туманы кислот, и при любых размерах частиц. Метод основан на ионизации и зарядке частиц аэрозоля при прохождении газа через электрическое поле высокого напряжения, создаваемое коронирующими электродами. Осаждение частиц происходит на заземленных осадительных электродах. Промышленные электрофильтры состоят из ряда заземленных пластин или труб, через которые пропускается очищаемый газ.

Очистка газов от парообразных и газообразных примесей. Газы в промышленности обычно загрязнены вредными примесями, поэтому очистка широко применяется на заводах и предприятиях для технологических и санитарных (экологических) целей. Промышленные способы очистки газовых выбросов от газо- и парообразных токсичных примесей можно разделить на три основные группы:

1) абсорбция жидкостями;

2) адсорбция твердыми поглотителями;

3) каталитическая очистка.

В меньших масштабах применяются термические методы сжигания (или дожигания) горючих загрязнений, способ химического взаимодействия примесей с сухими поглотителями и окисление примесей озоном.

Абсорбция жидкостями применяется в промышленности для извлечения из газов диоксида серы, сероводорода и других сернистых соединений, оксидов азота, паров кислот (НСl, HF, H2SO4), диоксида и оксида углерода, разнообразных органических соединений (фенол, формальдегид, летучие растворители и др.).

Абсорбционные методы служат для технологической и санитарной очистки газов. Они основаны на избирательной растворимости газо- и парообразных примесей в жидкости (физическая абсорбция) или на избирательном извлечении примесей химическими реакциями с активным компонентом поглотителя (хемосорбция). Абсорбционная очистка -непрерывный и, как правило, циклический процесс, так как поглощение примесей обычно сопровождается регенерацией поглотительного раствора и его возвращением в начале цикла очистки. При физической абсорбции (и в некоторых хемосорбционных процессах) регенерацию абсорбента проводят нагреванием и снижением давления, в результате чего происходит десорбция поглощенной газовой примеси и ее концентрированно.

Общие достоинства адсорбционных методов очистки газов:

1) глубокая очистка газов от токсичных примесей;

2) сравнительная легкость регенерации этих примесей с превращением их в товарный продукт или возвратом в производство; таким образом осуществляется принцип безотходной технологии.

Трудно провести границу между адсорбционными и каталитическими методами газоочистки, так как такие традиционные адсорбенты, как активированный уголь, цеолиты, служат активными катализаторами для многих химических реакций. Очистку газов на адсорбентах-катализаторах называют адсорбционно- каталитической. Этот прием очистки выхлопных газов весьма перспективен ввиду высокой эффективности очистки от примесей и возможности очищать большие объемы газов, содержащих малые доли примесей (например, 0,1--0,2 в объемных долях SO2). Но методы утилизации соединений, полученных при катализе, иные, чем в адсорбционных процессах. Адсорбционно-каталитические методы применяют для очистки промышленных выбросов от диоксида серы, сероводорода и серо-органических соединений.

Катализатором окисления диоксида серы в триоксид и сероводорода в серу служат модифицированный добавками активированный уголь и другие углеродные сорбенты. В присутствии паров воды на поверхности угля в результате окисления SO2 образуется серная кислота, концентрация которой в адсорбенте составляет в зависимости от количества водяного пара при регенерации угля от 15 до 70%.

Список использованных источников

1. Сохранение и восстановление биоразнообразия. Колл. авторов. М.:

Издательство Научного и учебно-методического центра, 2002. 286 с.

2. Р. Примак. Основы сохранения биоразнообразия / Пер. с англ. О.С.

Якименко, О.А. Зиновьевой. М.: Издательство Научного и учебно-методического центра, 2002. 256 с.

3. http://www.newecologist.ru/ecologs-1435-1.html

4. http://www.newecologist.ru/ecologs-1438-1.html

5. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология. Учебное пособие для 9-11 классов общеобразовательной школы. - М.: Школа-Пресс, 1996. 374с.

6. Экология и экономика природопользования. / Под ред. Э. В. Гирусова и В. Н. Лопатина. М.: Единство, 2002. 211с.

7. Благосклонов К. Н. Охрана природы. М., 1967. 321с.

8. Реймерс Н. Ф., Штильмарк Ф. Р. Особо охраняемые природные территории. М., 1978. С. 112.

9. Стратегия выхода РСФСР из экологического кризиса // Зеленый мир. 1991. №43-44. 255с.

10. ВСНД РФ и ВС РФ. 1992. №10. Ст. 457.

11. Кадомцева А. Е. Экологическая функция современного российского государства. Саратов: СГАП., 2001. 183с.

12. Среда обитания / Russian Defence. Expo-2003. 2003 г., апрель.

13. Балашенко С.А., Макарова Т.И. Международно-правовая охрана окружающей среды и права человека: Учеб. пособие. - Мн., 1999. 214с.

14. Шимова О.С., Соколовский Н.К. Основы экологии и экономика природопользования: Учебник.- Мн.: БГЭУ, 2001. 351с.

Размещено на Allbest.ru

...