Разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий



Скачать 105.18 Kb.
страница1/5
Дата09.01.2018
Размер105.18 Kb.
Название файлаСодержание лекций .docx
  1   2   3   4   5

Содержание лекций по дисциплине "Разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий"

1. Общее антропогенное воздействие технологий на окружающую среду

Человек в процессе своей жизнедеятельности оказывает существен­ное влияние на окружающую среду. Человеческая жизнь и деятельность вызывает появление различного рода отходов, загрязняющих окру­жающую среду.

На бытовом уровне влияние этих загрязнений мы чувствуем еже­дневно.

Динамический баланс химического состава атмосферных газов, цик­личность погодных условий создают благоприятные условия на Земле для ее обитателей. Экстенсивное развитие промышленности и варвар­ское использование природных ресурсов за 20-е столетие привели к существенному загрязнению атмосферы, которое угрожает уничтоже­нием комфортных условий животному, растительному миру и человеку.

Основные факторы загрязнения атмосферы:


  • выбросы тепличных газов, грозящие изменением климата;

  • выбросы химических веществ, разрушающих озоновый слой;

  • выбросы твердых веществ, создающих запыленность;

  • выбросы ядовитых и канцерогенных газов и аэрозольных веществ;

  • выбросы газов, подкисляющих осадки;

  • радиоактивные загрязнения.

Главный источник выбросов в атмосферу – энергетические, про­мышленные и бытовые процессы. Таким образом, успех борьбы с за­грязнением атмосферы зависит от повышения эффективности произ­водства и потребления энергии.

Тепличные газы уменьшают прозрачность воздуха, создают парни­ковый эффект. Это прежде всего двуокись углерода. Выбросы двуокиси углерода с развитием промышленности постоянно растут, создавая



серьезную угрозу потепления и повторения библейского потопа. Дву­окись углерода – это основной продукт горения, к увеличению его вы­бросов ведет увеличение расходов топлива.

Влияние на увеличение содержания СО2 оказывает также снижение количества зеленых растений – поглотителей и накопителей СО2.

Выбросы хлорфторуглеродов, разрушающих озоновый слой, приводят к уменьшению естественной защиты от ультрафиолетового излучения.

Выбросы твердых веществ уменьшают прозрачность воздуха, соз­дают над городами «купола пыли», под которыми накапливаются вред­ные вещества. Энергетика дает значительные выбросы твердых веществ при работе на угле.

Среди ядовитых и канцерогенных газов, выбрасываемых промыш­ленностью, первое место по степени отрицательного воздействия на ок­ружающую среду занимают окислы азота (NOx). Более 95% окислов азота образуется как продукт процессов сгорания. Причиной резкого возрастания выбросов окислов азота в последние десятилетия является автомобильный транспорт.

Выбросами, подкисляющими осадки, прежде всего являются окислы серы. Более 95% окислов серы (SOx) попадает в атмосферу в результате сжигания содержащего серу горючего. Самые крупные источники вы­бросов – электростанции.

Начиная с 1970 г. выбросы окислов серы немного уменьшились, что связано с возросшим потреблением почти не содержащего серу при­родного газа, которым были заменены содержащие серу мазут и уголь.

Вода покрывает большую часть поверхности Земли, влияет на кли­мат, погоду и состояние атмосферы, является самым обильным и цен­ным ресурсом, 97% водных ресурсов относится к соленым, 3% – к пре­сным водам. Океаны и моря снабжают растущее население планеты продуктами питания, широко используются для транспортных целей. Пресная вода используется для приготовления пищи, санитарно-гигиенических целей, сельского хозяйства, промышленности, произ­водства электроэнергии, транспортных целей, отдыха.

Возрастающему загрязнению подвергаются источники и соленой, и пресной воды. Около 70% загрязнения морской среды связано с назем­ными источниками, включая большие и малые города, промышлен­ность, сельское хозяйство, строительство. Загрязняющими факторами от наземных источников для морской среды являются сточные воды, химические вещества, продукты отстоя, мусор.

В последнее время все серьезнее становится угроза загрязнения мо­рей радиоактивными отходами. Загрязнение морей и океанов возникает также в результате судоходства. Около 600 т нефти ежегодно попадает в океаны в результате морских аварий. Громадный урон морям и океа­нам приносит избыточная добыча рыбы.

В мире наблюдается нехватка и растущее загрязнение источников пресной воды.

Загрязняющими факторами для пресной воды являются:

  • сточные и промышленные сбросы;

  • уменьшение естественных водосборных площадей;

  • смыв пестицидов, гербицидов и удобрений в воду;

  • тепловые сбросы. Естественный процесс рециркуляции и очищения воды обеспечивает

возврат использованного количества до тех пор, пока потребление воды не интенсивнее восполнения запасов и пока не превышен доступный объем разлагающихся или вообще не разлагающихся отходов. Сегодня можно говорить о нарушении этого баланса.

Значительный вклад в сброс загрязненных вод вносит энергетика, дополняя этот вклад тепловым загрязнением, осложняющим процессы регенерации пресной воды.

Загрязнение водных ресурсов приводит к деградации окружающей среды, сокращению продолжительности жизни человека.

Литосфера – твердая оболочка Земли, на которой происходит жизнь человека, многих видов флоры и фауны, также является средой для раз­вития сельского хозяйства и источником природных ресурсов. Лито­сфера, обеспечивающая человека всем необходимым, больше всего страдает от человеческой деятельности. Добыча полезных ископаемых превращает горы в ущелья; процент использования минерального сырья невелик, остальное идет в загрязняющие отвалы. Уничтожение лесов, строительство водохранилищ, химическое загрязнение почв, образова­ние необорудованных свалок бытовых и промышленных отходов ведут к разрушению среды обитания человека и создают массу новых про­блем, которые при современном уровне развития трудноразрешимы и инженерно, и экологически. Семьдесят процентов засушливых земель на планете образовались за счет деградации почвы – это около 3,6 млрд га, одна четвертая часть земной суши, территория, которая по площади в три раза больше Европы.

Мир производит в год, по оценкам ЕС, около 400 млн т опасных от­ходов, оказывающих отрицательное воздействие на состояние здоровья населения и окружающую среду [24].

Энергетика загрязняет литосферу и прямо, и косвенно. Факторы прямого загрязнения от энергетики:



  • гидросооружения;

  • шлакоотвалы;

  • склады угля, хранилища нефтепродуктов;

  • загрязнения на территориях добычи топлива. Фактором косвенного загрязнения от энергетики являются продукты сгорания топлив, оседающие на поверхности.

Отходы от жизнедеятельности человека, как правило, делят на быто­вые и промышленные. Анализ экологическими организациями бытовых отходов позволил сделать вывод: бытовые отходы – издержки промыш­ленности, переложенные на плечи бытового потребителя. Неподдаю­щиеся переработке материалы упаковки, отсутствие мер и способов утилизации использованных бытовых приборов, материалов являются причиной основного количества бытовых отходов. Поэтому было бы правильным отнести их к промышленным, переложив всю ответствен­ность за их образование на практических инженеров, инженеров-конструкторов и проектировщиков. Происхождение любых отходов, и промышленных, и так называемых бытовых, имеет одну причину – не­рациональное использование ресурсов. Все начинается уже с проекта освоения месторождения природных ресурсов, где ценнейший почвен­ный слой практически уничтожается, вскрышные породы идут в за­грязняющие отвалы. При обогащении какого-либо элемента получают­ся несоизмеримые с искомым продуктом количества отходов. Обога­щенный продукт, поступая на производство потребительского материа­ла, в большинстве случаев (черная и цветная металлургия) используется на 50 – 60%. Остальное количество материала уходит в агрессивные шлаки, горы которых, обезображивая природный ландшафт, выделяют образованные в процессе их производства токсичные вещества в гидро­сферу и атмосферу. Далее из полученного материала, после многократ­ного нагревания и охлаждения, сопровождающегося рассеянием с тру­дом полученной энергии, получают полуфабрикат и, конечно, не менее 10% отходов. Потом обработка полуфабрикатов для получения деталей изделия, конечно, опять с рассеиванием используемой высокоценной энергии и получением вторичных отходов не менее 10% от использо­ванных полуфабрикатов, и, как всегда, появляются стоки, загрязненные химическими веществами и нефтепродуктами. На всех последующих стадиях создания, эксплуатации, ремонта также образуются отходы, стоки, выбросы, а после окончания срока эксплуатации практически все идет в отходы, загрязняя окружающую среду. Этот всем известный путь производства должен быть всегда перед глазами людей, принимающих любое инженерное решение. Следует помнить, что наиболее эффектив­ный способ решения проблем, связанных с образованием отходов, со­стоит в предотвращении образования отходов.

Отношение инженеров к маловероятным случайным событиям серь­езно изменилось только после глобальной катастрофы в Чернобыле. Такие аварии были и раньше, но они происходили на военных заводах и принимались как неизбежные издержки военного производства. Совсем по-другому была воспринята катастрофа с ужасающими последствиями на обычном серийном энергетическом объекте – эта неожиданность пе­ревернула сознание инженеров.

Казалось бы, безупречные по инженерным решениям объекты сегодня начинают по разным причинам (природные катаклизмы, технологические аварии, терроризм) выходить из строя, нанося тяжелый, веками неустра­нимый вред окружающей среде и человеку. Кажется, нет уже ни одного типа инженерного объекта, который бы не внес свою лепту в этот разру­шительный процесс. Аварии на нефтеналивных танкерах, нефтезаводах, химических заводах, атомных станциях, транспортных средствах и пр. приводят к гибели людей, загрязнению окружающей среды и значитель­ным финансовым затратам. Иллюстрация будет неполной, если не учесть заболеваний, как профессиональных, так и вызванных загрязнением ок­ружающей среды. Все это приводит к сокращению продолжительности жизни человека и деградации природной среды.

Попытки представить аварии и катастрофы как неизбежный резуль­тат научно-технического развития (НТР) вызваны желанием производи­телей искусственно уменьшить себестоимость своей продукции за счет сокращения затрат на безопасность производства. Поэтому появляются государственные законодательно-нормативные ограничения, устанав­ливающие минимальный уровень безопасности продукции. Наиболее опасные инженерные сооружения и технологии подвергаются всесто­ронней экологической экспертизе, учитывающей влияние объекта на человека и окружающую среду в нормальных условиях эксплуатации, при всех возможных технологических авариях, вызванных внутренни­ми причинами, природными катаклизмами (землетрясением, ураганом, наводнением, цунами и пр.) и даже терроризмом.

В процесс катастрофического нарушения экологии энергетика вно­сит свою лепту. Это прежде всего аварии на атомных электростанциях и предприятиях ядерного топливного цикла.

В настоящее время проблема экологического состояния окружаю­щей среды является одной из самых злободневных. В России эта про­блема очень актуальна.

Ежегодно в России используется до 100 млрд м3 воды. При этом энергетические объекты всех видов потребляют до 40 млрд м3 воды. Из этих объемов непосредственно на электрические станции поступает до 23 млрд м3 воды, из которых более 1 млрд м3 сбрасывается химически загрязненными (поваренная соль, кислоты и др.). Следует отметить, что доля топливно-энергетического комплекса в объемах сброса загрязнен­ных сточных вод в поверхностные водные объекты сравнительно неве­лика – около 15%. Но при этом почти все остальные сбросные воды те­пловых электрических станций характеризуются в первую очередь не учитываемым в отчетных показателях тепловым загрязнением, вызы­вающим повышение температуры воды в водоисточниках. Тепловое за­грязнение не менее неблагоприятно по своим воздействиям на обитате­лей водоемов, так как меняются физические свойства воды – снижается растворимость кислорода на 30 – 40% и др.



На просторах России накоплены тысячи миллионов тонн самых раз­личных отходов – токсичных и нетоксичных, промышленных и быто­вых. Здесь следует обратиться к удельным показателям. В некоторых областях России в год производится по 30 т отходов на одного жителя [16]. В Великобритании этот показатель не превышает 3 – 4 т. Отрица­тельное влияние отходов на литосферу разнообразно. Так, предприятия топливной промышленности России превратили в терриконы и раскоп­ки 280 тыс. га земель.

Наиболее реальным вариантом снижения вредного воздействия на окружающую природную среду будет снижение расходов энергоресур­сов и сырьевых материалов в энергетике, промышленности, на транс­порте, в коммунальном хозяйстве и т.д. В зависимости от количества и качества сжигаемого топлива уровень вредного воздействия значитель­но отличается.

Кроме того, при сжигании топлива в атмосферу выбрасывается до 3 т/т у.т. диоксида углерода, 250 кг/т у.т. воды. Выбросы всех вредных веществ котлами и домовыми печами при сжигании угля в несколько раз выше, чем у торфа и особенно у дров. При переходе с угля на торф и особенно на дрова, где это возможно, отрицательное воздействие на окружающую среду может существенно снизиться.

По суммарным оценкам, удельные выбросы вредных веществ при существующем топливном балансе только от стационарных источников электроэнергетики составляют 18 кг/т у т, или 6 кг/МВт · ч.

То есть если в России будет реализован потенциал энергосбереже­ния в 400 млн т у т, то следует ожидать снижения объемов выбросов в атмосферу до 7 млн т (не менее 15% от объемов выбросов в настоящее время), а также около 2 млрд т СО2. Снижение объемов водопотребле-ния еще более впечатляет – около 30 млрд м3 в год, или 30% от объемов выбросов по России в целом.

Региональные масштабы снижения нагрузки на окружающую среду при реализации потенциала энергосбережения можно оценить на при­мере Свердловской области, где эти показатели составляют примерно 150 тыс. т выбросов (без СО2) и 650 млн м3 сбросов. Соответственно, это составляет от общих выбросов и сбросов по региону 12 и 36% [16].

Приведенные данные свидетельствуют о том, что проблемы, вызы­вающие к жизни насущную необходимость энергосбережения, имеют глобальные масштабы и важны с точки зрения решения экологических проблем как в России в целом, так и в каждом из ее регионов. Это вновь и вновь подтверждает, что у нас нет альтернативы энергосбережению не только в плане рационального использования энергоресурсов, но и для сохранения природной среды.



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Теоретические основы
Общая характеристика
Лабораторная работа
Методические указания
Теоретические аспекты
Дипломная работа
Федеральное государственное
Пояснительная записка
Рабочая программа
Методические рекомендации
История развития
Общие сведения
Практическая работа
Теоретическая часть
государственное бюджетное
Физическая культура
Основная часть
Краткая характеристика
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Практическое задание
Современное состояние
Направление подготовки
государственное образовательное
теоретические основы
Самостоятельная работа
Методическая разработка
Название дисциплины
история возникновения
Финансовое планирование
История возникновения
бюджетное учреждение
Гражданское право
Теория государства
Учебное пособие
Общая часть
Конституционное право
Российская академия
Правовое регулирование
образовательное бюджетное
прохождении учебной
Политические партии
Административное право
Организация производства
истории развития
Финансовое право
Организационная структура
Фамилия студента
Общие понятия