энергия («Технология защиты окружающей среды» курсовая)

ТЕМА 1. Техногенный круговорот веществ, загрязнение биосферы.

1. Формирование техногенной среды. Понятие о природно-технической

геосистеме.

1. Ресурсный цикл (техногенный круговорот веществ).

1.3. Пути экологизации техносферы, задачи промышленной экологии.

Техногенное загрязнение биосферы является неизбежным следствием развития общественного производства и потребления. Организуя хозяйственную деятельность для удовлетворения своих потребностей, человек создает промышленные предприятия, которые производят определенную полезную продукцию. Для производства продукции предприятие использует в технологическом процессе материальные и энергетические ресурсы, первоисточником которых является природная среда. Совокупность процессов добычи, транспортировки, переработки определенных видов природных ресурсов в полезную продукцию представляет собой ресурсный цикл (антропогенный круговорот вещества и энергии). На рис.1 представлена примерная схема ресурсного цикла, которая отражает основные пути техногенного загрязнения биосферы.

Рис.1. Загрязнение биосферы

в результате незамкнутости ресурсного цикла.

На рис.1 стрелками обозначены техногенные выбросы (отходы производства и потребления), загрязняющие биосферу.

В процессе добычи и транспортировки природных ресурсов к местам промышленной переработки частично теряется сам объект переработки в результате несовершенства существующих технологий транспортировки, аварий и техногенных катастроф. При этом в природные среды попадают вещества в концентрациях, которые в значительной степени превышают возможные фоновые значения. Такие вещества классифицируют как загрязнения биосферы несмотря на то, что они имеют природное происхождение. Примером техногенного загрязнения биосферы, связанного с транспортом природных ресурсов, является загрязнение вод мирового океана сырой нефтью. В результате слива загрязненных нефтью балластных и промывочных вод, различного рода аварий с нефтеналивными судами ежегодно в океан попадает до 6 млн. т нефти. Одна тонна нефти может образовать на поверхности воды пленку на площади 10-15 км² . Даже небольшое количество нефти, попадая на оперение птиц, нарушает терморегуляцию и ведет к гибели животных. По подсчетам, только в водах Северной Атлантики ежегодно по этой причине гибнут сотни тысяч птиц.

Промышленные предприятия представляют собой основные объекты созданной человеком техносферы. Создание и существование предприятий представляет опасность для живых организмов уже тем, что разрушаются их привычные места обитания обитания. В результате проведения технологического процесса природные ресурсы (или продукты их первичной обработки) превращаются в общественно полезную продукцию. Несовершенство техники и технологий приводит к тому, что одновременно с целевым продуктом образуются другие «ненужные» вещества – отходы производства в виде газообразных выбросов в атмосферу, загрязненных сточных вод, твердых веществ (материалов). Частично из отходов при помощи специальных технологий могут быть извлечены полезные компоненты, которые используются непосредственно в сфере потребления или поступают на какое-либо предприятие в виде ВМР – вторичных материальных ресурсов. Однако на современном уровне развития техники и технологий не удается избежать сброса отходов производства в биосферу. Расчеты показывают, что в среднем в конечный продукт, потребляемый обществом, переходит 1 – 1,5% от общего количества веществ, вовлекаемых в производство. Все остальное составляют отходы, которые выбрасываются в биосферу и нарушают взаимосвязанные равновесные процессы в экосистемах. Попадая в атмосферу, гидросферу, литосферу, отходы производства и потребления изменяют естественный фоновый состав природной среды, т.е. являются загрязнениями биосферы.

По химической природе отходы – это смеси веществ сложного качественного и количественного состава, обладающие различными физическими, химическими, физико-химическими свойствами. При попадании в биосферу вещества, входящие в состав материальных отходов, накапливаются в природных средах или химически взаимодействуют с компонентами атмосферы, гидросферы, литосферы, живыми организмами. В результате накапливания и (или) взаимодействия компонент отходов с компонентами биосферы изменяется химический состав среды обитания живых организмов, что вызывает их адаптацию к новым условиям или гибель.

Живые организмы могут оказаться в зоне воздействия энергетических «отходов» производства - тепловых потоков, шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных полей, ионизирующих излучений. Энергетические «отходы» производства представляют собой энергетические загрязнения биосферы. По расчетам полезное использование энергетических ресурсов мира составляет 25%. Остальные 75% теряются по ходу энергетического потока от добычи энергетического сырья до его конечного использования и, попадая в биосферу, нарушают естественные процессы энергообмена в экосистемах. Энергетические загрязнения биосферы изменяют физические параметры среды обитания живых организмов, что также вызывает их адаптацию к новым условиям или гибель.

С точки зрения эколога отходы производства – это материальные и энергетические загрязнения биосферы, которые можно разделить на три группы, в зависимости от характера их воздействия на биоту:

группа  - вещества (индивидуальные или смеси), не утилизируемые живыми организмами, вызывающие их угнетение и гибель при любых, даже очень малых, концентрациях в природных средах (токсичные отходы, ксенобиотики);

группа  - вещества, частично утилизируемые живыми организмами биосферы в определенном интервале концентраций, но вызывающие угнетение и гибель организмов вне этого интервала концентраций (условно нетоксичные отходы);

группа  - энергетические отходы, вызывающие изменение физических параметров среды обитания или непосредственно воздействующие на живые организмы.

Особую опасность для биоты представляют аварии и аварийные выбросы промышленных предприятий. При аварии имеет место процесс разрушительного высвобождения собственного энергозапаса предприятия, в результате чего сырье, промежуточные продукты, продукция предприятия и отходы производства, технологическое оборудование вовлекаются в аварийный процесс, создают поражающие факторы для окружающей среды, населения, самого предприятия и соседних промышленных и бытовых объектов. Аварии на промышленных предприятиях сопровождаются пожарами, взрывами, выбросами токсичных веществ. Резко изменяются параметры среды обитания живых организмов. Это приводит к нарушению равновесий и потере устойчивости экосистемы, находящейся в зоне воздействия поражающих факторов. В течение длительного периода развития общества вопросы влияния промышленных предприятий на окружающую среду и возникновения связанных с этим экологических опасностей не ставились. И только повсеместное загрязнение атмосферы, почвы, водоемов токсичными химическими веществами, вымирание огромного числа видов живых организмов, потепление климата, «озоновые дыры», загрязнение пищевых продуктов пестицидами, болезни заставили человечество осознать необходимость экологизации техносферы. В настоящее время можно говорить о нескольких этапах и путях перехода к такой техносфере. Среди них наиболее значимые:

- создание систем управления воздействием промышленных предприятий на окружающую среду;

- совершенствование технологий очистки промышленных выбросов;

- совершенствование системы экологического нормирования загрязнений;

- создание малоотходных и безотходных технологий, производств, комплексов.

Поскольку практически невозможно в течение относительно короткого интервала времени заменить все технологические процессы, используемые в промышленности, на новые, не загрязняющие биосферу, то на начальном этапе экологизации техносферы актуальна задача управления воздействием промышленных предприятий на окружающую среду. Любая система управления воздействием на окружающую среду должна включать: механизмы регулирования – экономические, правовые, социальные; средства регулирования (контроля) - технические, технологические, организационные; информационно-аналитические системы, позволяющие: получать достоверную информацию о воздействии предприятия на окружающую среду, прогнозировать изменения в ее состоянии.

Экономические механизмы регулирования связаны с региональным планированием и материально-техническим обеспечением природоохранной деятельности; установлением лимитов использования природных ресурсов и лимитов выбросов в окружающую среду; установлением размеров платежей за использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды; введением системы экономического стимулирования и льгот за деятельность в области охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Правовые механизмы регулирования связаны с введением региональных экологических нормативов качества окружающей среды, а также введением системы юридической ответственности за нарушение природоохранного законодательства. Разрабатывается соответствующее региональное природоохранное законодательство – система нормативных подзаконных актов, издаваемых органами местного самоуправления и местной администрацией для регулирования отношений в сфере охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Социальные механизмы регулирования представляют собой мероприятия и средства, способствующие развитию принципов экологической этики, внедрению их в массовое сознание. В задачи социального регулирования входит экологическое образование и воспитание, формирование общественного мнения, информационное обеспечение в области регулирования качества окружающей среды.

Средства регулирования (контроля) - совокупность технических, технологических средств и организационных мероприятий, приводящих к уменьшению техногенного воздействия на окружающую среду. Сюда включаются системы мероприятий по предотвращению образования, уменьшению объемов и степени опасности вновь образующихся отходов, совершенствование систем очистки промышленных выбросов.

Информационно-аналитические системы основаны на мониторинге источников воздействия на окружающую среду, который является частью экологического мониторинга состояния окружающей среды. В ходе мониторинга источников воздействия осуществляется наблюдение за источниками воздействия, местами захоронения отходов как потенциальных источников загрязнения окружающей среды, проводится оценка воздействия отдельных источников на окружающую среду, определяется приоритетность факторов и источников воздействия, проводится оценка степени опасности источников и факторов воздействия. Задачей данного вида мониторинга является также прогнозирование и разработка стратегий предотвращения негативных последствий воздействия различных источников загрязнения на окружающую среду с учетом экономических, социальных и экологических аспектов.