Курс лекций «Основы экологии и охрана воздушного бассейна» Содержание

Курс лекций «Основы экологии и охрана воздушного бассейна»





Содержание

Курс лекций «Основы экологии и охрана воздушного бассейна» 3

Содержание 4

Предисловие 6

Введение 7

1.1 Основные понятия. 8

1.2 Виды антропогенных воздействий и примеры загрязнения земной поверхности и гидросферы 8

1.2.1 Глобальное загрязнение земной поверхности 9

1.2.2 Локальные загрязнения земной поверхности 11

1.2.3. Глобальные загрязнения гидросферы 11

1.2.4 Локальное загрязнение гидросферы 13

2. Охрана воздушного бассейна 13

2.1. Строение атмосферы 13

2.2 Инверсия температуры 14

2.3 Глобальные загрязнения атмосферы. 16

2.3.1 Изменение концентрации CO2 в атмосфере 18

2.3.2 Нарушение озонового слоя Земли. 18

3 Приоритетные загрязнители городов 20

3.1 Приоритетные загрязнители 21

3.1.1 Твердые частицы 22

3.1.2. Оксид углерода. 32

3.1.3 Оксиды азота NOx 36

3.1.4. Оксиды серы. 40

3.1.5 Углеводороды CnHm. 45

4 Критерии качества атмосферного воздуха. 48

4.1 Критерии качества атмосферного воздуха. 48

4.2 Показатели опасности вещества. 49

4.3 Комбинированное действие веществ. 49

4.4 Основные понятия по методике обоснования ПДК атмосферных загрязнителей. 50

4.4.1 Методика обоснования ПДК в атмосферном воздухе. 52

4.4.2 Определение пороговой концентрации изучаемого вещества по рефлекторному действию. 52

4.4.3 Определение пороговой концентрации изучаемого вещества по резорбтивному действию. 54

4.4.4 Анализ и обработка результатов исследования. 56

5 Нормирование выбросов источниками. 57

5.1 Разработка предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ) для ТЭС и котельных. 58

5.2 Документы, организующие процесс разработки ПДВ. 62

5.3 Определение границ санитарно-защитной зоны 62

7.2 Технологические мероприятия по снижению оксидов азота. 63

7.2.4 Впрыск воды и введение пара в реакционную зону горения 81

7.6.1 Гравитационные пылеуловители 86

7.6.2 Жалюзийные пылеуловители 88

7.6.3. Одиночные осевые противоточные циклоны 89

7.6.4 Групповые циклоны 90

7.6.5 Батарейные циклоны 91

7.6.6 Прямоточные осевые циклоны. 93

7.6.7 Вихревой пылеуловитель. 94

7.6.8 Ротационные пылеуловители. 94

Предисловие

Курс «Охрана воздушного бассейна» читается студентам специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» с 1985 года - значительно раньше того времени, как это появилось в требованиях государственного образовательного стандарта (ГОС). В первый год это был раздел в дисциплине «Теплогенерирующие установки», однако сразу же стала понятной необходимость выделения его в отдельный курс. Связано это, прежде всего с тем, что в будущей практической работе инженера нашей специальности высока вероятность его специализации в этой области деятельности. Поэтому, в последующие годы курс был выделен в отдельную дисциплину с выполнением курсового проекта, а преподавание его велось в рамках часов совета ВУЗа. Сегодня, не смотря на часто меняющиеся ГОСТы, «Охрана воздушного бассейна» признана важной составляющей в профессиональной подготовке наших выпускников и удачно дополняет объем знаний таких дисциплин как «Теплогенерирующие установки», «Вентиляция», «Газоснабжение».

Данное методическое пособие составлено на основе читаемого курса лекций и предназначено для частичной компенсации отсутствующего до сих пор учебника.

Введение

Охрана природы, рациональное использование природных ресурсов - важнейшие проблемы современности, от решения которых зависит здоровье и благосостояние нынешних и будущих поколений.

Постоянно усиливающееся загрязнение атмосферы связано с интенсивным развитием промышленности и энергетических производств, сопровождающимся все возрастающими объемами расходования невосполнимых природных ресурсов. В настоящее время во многих промышленно развитых странах и особенно в индустриальных центрах уровни загрязняющих выбросов превышают величины, к которым могут адаптироваться организм человека и биосфера в целом. Это привело к уничтожению обширных лесных массивов, снижению производительности сельского хозяйства, создало угрозу для здоровья целых народов. Известны случаи экологических катастроф с человеческими жертвами, явившихся стечением чрезвычайно неблагоприятных обстоятельств. При этом можно говорить о последствиях разрушения окружающей среды, которые выходят за пределы не только промышленных регионов, но даже стран. При дальнейшем развитии этих процессов можно ожидать, что вскоре они приобретут глобальное значение.

Одной из важнейших проблем при охране окружающей среды является защита воздушного бассейна от чрезмерных загрязнений. Следовательно, развитие новых технологических процессов должно быть сбалансировано с разработкой технологии и аппаратуры, предотвращающих выбросы в атмосферу либо ограничивающих их до допустимых уровней. Лишь в этом случае дальнейшее экономическое развитие промышленных регионов не будет лимитировано факторами, воздействующими на сохранность окружающей среды.

Проблемы защиты атмосферы составляют обширную область исследований на стыке наук. Они включают как общие задачи химической технологии, машиностроения и метеорологии, так и вопросы, решением которых могут заниматься узкие специалисты - математики, физики, электротехники, программисты-аналитики, врачи, гигиенисты, биологи, геологи, юристы, конструкторы и т.д.

Технология защиты атмосферы основана на традиционно применяемых принципах. Необходимо выявить причинно-следственные связи появления отрицательных факторов и найти оптимальные технические и экономические решения по их устранению или ограничению.

Расходы на защиту атмосферы неуклонно возрастают, что выдвигает на первый план требование о максимальной эффективности и экономичности внедряемых технологий.

В настоящее время под охраной природы понимается система мер, направленная на поддержание рационального взаимодействия человеческого общества и окружающей природной среды, обеспечивающая сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающая прямое и вредное косвенное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.

Часть 1. Основы экологии. Краткие сведения и основные понятия.

1.1 Основные понятия.

Слово "биосфера" происходит от греческого слова "биос" - жизнь и "сфера" - шар.

Биосфера - это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. Она включает все живое вещество планеты, часть атмосферы высотой до 10-15 км, практически всю водную оболочку (гидросферу) и верхнюю часть литосферы глубиной до 3 км.

Элементарной первичной структурной единицей биосферы является биогеоценоз. Это однородный участок земной поверхности, с определенным составом живых и неживых компонентов, объединенных обменом веществ и энергией в единый природный комплекс.

Сейчас распространено понятие экологическая система (экосистема), под которой понимают любую совокупность организмов и неживых компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ.

Под экологией понимают науку, которая изучает взаимодействие организмов между собой и окружающей средой на уровне видов, видовых популяций и биогеоценоза.

В общей массе живого вещества в биосфере на долю человека приходится всего около 0,0002%. Однако ещё в 1944 г. основоположник учения о биосфере В.И. Вернадский отметил, что биохимическая роль человека превзошла роль других, даже наиболее активных в биогеохимическом отношении организмов.

1.2 Виды антропогенных воздействий и примеры загрязнения земной поверхности и гидросферы

Современные масштабы воздействия человека на природу вызваны с одной стороны - научно-технический прогрессом, а с другой - увеличением численности населения. Значение имеет как сам рост населения Земли, так и его темпы (табл.1.1)

Рост населения Земли

Таблица 1.1

Год

Количество прошедших лет

Численность населения, млрд. человек

Год

Количество прошедших лет

Численность населения, млрд. человек

1650

1930

1960

Вся история человечества 28030

0,5

1,0

2,0

1975

1987

2000

2025

15

12

13

25

4,0

5,0

6

8,0 (прогноз)

Под загрязнением биосферы в настоящее время понимают внесение в какую-либо среду для неё новых, не в рассматриваемое время физических, химических и биологических агентов или превышение среднемноголетнего уровня этих агентов в среде.

По масштабу, воздействия делят на глобальные и локальные.

Воздействия:

  • Химическое

  • Электромагнитное

  • Ультра и инфразвуковое

  • Шумовое и вибрационное

  • Радиоактивное

  • Тепловое

  • Биологическое

  • Физическое разрушение биогеоценоза

1.2.1 Глобальное загрязнение земной поверхности

Наряду с загрязнением воздуха и воды возникает проблема загрязнения природной среды твердыми отходами. По данным ООН, в городах такие отходы составляют 500 кг в год на душу населения. Сжигать такие отходы трудно, большая часть мусора не горит, а некоторые пластики при сгорании выделяют ядовитые газы. Трудно становится находить места для свалок. Химические вещества, образующиеся на свалках, загрязняют грунтовые воды, гниющие отбросы выделяют в воздух вредные вещества. Не меньший вред приносят промышленные отходы, количество которых достигает многих миллионов тонн. Немалую часть пахотных земель занимают сейчас хвосто- и отвалохранилища, провалы, карьеры, отвалы горных пород. Скорость антропогенного разрушения поверхностных слоев литосферы превышает естественную в тысячи раз.

Истощение и разрушение почв

В большинстве областей Земли толщина плодородного слоя почвы, обеспечивающего получение большей части пищи, составляет всего 15-30 см. Около 75% всех почв планеты имеют пониженную продуктивность из-за необеспеченности теплом и влагой. По данным Международной организации по вопросам продовольствия (ФАО), общая площадь потенциально пригодных для земледелия почв составляет около 2,7 млрд. га, из которых 1,5 млрд. га уже обрабатывается, а для включения остальных 1,2 млрд. га в сельскохозяйственное производство нужны большие материальные затраты. В то же время существуют расчеты, показывающие, что каждый новый житель планеты при существующей средней урожайности требует для производства пищи около 0,4-0,5 га и около 0,1 га на несельскохозяйственные нужды.

Серьезную озабоченность вызывают процессы разрушения и истощения почв. Бесконтрольная ликвидация естественного травянистого или лесного покрова, неправильное ведение земледелия привели к тому, что большие площади земной поверхности на всех континентах мира охвачены процессом эрозии, т.е. разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, поддерживающего жизнь. Плодородные почвы теряются не только в процессе эрозии, большие пространства затопляются при устройстве водохранилищ, происходит загрязнение почв токсическими веществами, что ведет к быстрому снижению их продуктивности. Большое количество плодородных земель отводится для промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Истощение минеральных ресурсов

Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Совокупность полезных ископаемых, заключенных в недрах, составляет понятие "минеральные ресурсы", они являются основой развития ведущих отраслей промышленности. Научно-технический прогресс привел к резкому ускорению темпов добычи и потребления энергетического сырья и различных материалов. Если в 1968 г. на каждого жителя Земли извлекалось из недр 20 т. породы в год, то в 1975 г. уже 27 т. Добыча полезных ископаемых удваивается за каждые 8-10 лет. Если такой темп сохранится, то к 2000 г. будет извлечено из недр примерно 6*1011 т. горных пород и минералов.

Наибольшее беспокойство в настоящее время вызывает быстрое истощение запасов горючих ископаемых. Подсчетом запасов этих и других ресурсов занимают сейчас многие ученые. Однако единой точки зрения до сих пор не существует.

1.2.2 Локальные загрязнения земной поверхности

Нужен пример и цифры по любой Хабаровской свалке

  1. Курс лекций Вдвух частях Часть 1 2-е издание, стереотипное Минск 2005 У (1)

    Документ
    Ш61 Экология и экономика природопользования: курс лекций. В 2 ч. Ч.1 /О.С. Шимова. – 2-e изд., стер. – Мн.: Акад. упр. при Президенте Респ. Беларусь, 2005.
  2. Курс лекций Вдвух частях Часть 1 2-е издание, стереотипное Минск 2005 У (2)

    Документ
    Курс лекций предназначен для студентов системы открытого образования Академии управления при Президенте Республики Беларусь, обучающихся по специальности "Государственное управление и экономика" .
  3. Курс лекций по «экологии» нгпи. 40 часов лекций + зачет и экзамен

    Литература
    Агаджанян Н.А., Ушаков И.Б. с соавт. Экология человека: Словарь-справочник / Под. Общ. Ред. Н.А.Агаджаняна. – М.: ММП «Экоцентр», изд. Фирма КРУК, 1997.
  4. Лекции по экологии

    Документ
    ННГАСУ, 132 с. 18 лекций: Экологические проблемы на разных этапах развития общества. Экономические отношения, складывающиеся в процессе взаимодействия между обществом и природой.
  5. Курс лекций по «Основам экологии» Некоммерческая организация «Колледж Идель Урал». 36 часов = 16 лекций + зачет (4 часа)

    Литература
    Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизи­тельно к 1900г. Термин «экология» был предложен немецким био­логом Эрнстом Геккелем в 1869 г.
  6. Охрана окружающей среды в Томской области

    Документ
    Нам известно несколько предыдущих попыток обобщения опубликованных материалов по охране окружающей среды в нашем регионе (Филимонова, 1965; Филимонова и др.
  7. Учебно-методический комплекс по дисциплине Экология москва 2009

    Учебно-методический комплекс
    Учебно-методический комплекс по экологии составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
  8. Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине основы экологии и энергосбережения для студентов специальностей

    Учебно-методический комплекс
    ЭУМКД по дисциплине «Основы экологии и энергосбережения» разработан в соответствии с образовательным стандартом, типовыми и рабочими учебными программами для высших учебных заведений и предусматривает изучение односеместрового курса
  9. Курс лекций по дисциплине «безопасность жизнедеятельности» для специальности иаб (Архитектура) 1-й курс (2)

    Документ
    Проблемы возникновения биоповреждений городских сооружений и памятников архитектуры при нарушении экологического равновесия урбанизированных территорий

Другие похожие документы..