Пути решения проблем окружающей среды

2. По методам ведения  выделяют, например,

 

• Авиационный мониторинг - мониторинг, осуществляемый с самолетов, вертолетов и др. летательных аппаратов (воздушные шары, дирижабли и т.п.), не поднимающихся на космические высоты (в основном в пределах тропосферы).

 

• Космический мониторинг - мониторинг с помощью космических средств наблюдения. (Аэрокосмический мониторинг).

 

Часто авиационный и  космический мониторинги объединяют  в дистанционный, добавляя получение данных от приборов расположенных в труднодоступных местах без постоянного присутствия человека.

3. По объектам наблюдения  выделяют, например,

 

• мониторинг окружающей человека среды,
• мониторинг агроценозов,
• мониторинг леса…

 

4. По задачам выделяют прогностический мониторинг

 

Рис. 1. Классификация экологического  мониторинга

 

Природные среды

 

Мониторинг состояния  биосферы

 

Атмосфера    Океан    Поверхность          Биота

                                  суши с реками

                                  и озерами,

                                  подземные воды

    Геофизический мониторинг        Биологический

                                                          мониториг

 

Физические  Биологические  Химические

 

Факторы воздействия

 

Мониторинг факторов воздействия

 

 

Источники воздействия

 

Мониторинг источников  воздействия

Международный мониторинг  загрязнения биосферы и ВМО

 

Системы национального  мониторинга функционируют в  различных государствах согласно  как международным требованиям, так и специфическим подходам, сложившимся исторически или  обусловленным характером наиболее  остро стоящих экологических  проблем. Международные требования, которым должны удовлетворять национальные системы-участники ГСМОС, включают единые принципы разработки программ (с учетом приоритетных факторов воздействия), обязательность наблюдений за объектами, имеющими глобальную значимость, передачу информации в Центр ГСМОС.

Всемирная метеорологическая  организация (ВМО) – осуществляет международный обмен основными климатическими данными, осуществляет климатический мониторинг. Климатический мониторинг – информационная система, позволяющая выделять антропогенные изменения и колебания климата.

Естественные и антропогенные  изменения климата смогут в  свою очередь повлиять на состояние  биосферы (вызывая различные экологические  последствия), на нормальное функционирование  отдельных популяций растений  и животных, а также, на хозяйственную  деятельность человека и в  конечном итоге на его здоровье  и благосостояние.

Таким образом, климатический  мониторинг является частью экологического  мониторинга.

• Экологический аудит
• Экологический маркетинг
• Экологический менеджмент
• Экологическое страхование
• Экологическая экспертиза
• Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС)

 

Рассмотреть самостоятельно (раскрыть определения):

Экология, охрана природы  и экологическая безопасность. Книга 2. Под ред. В.И. Данилова-Данильяна  М.: Изд-во МНЭПУ, 1997 г.

 

Экозащитная техника и  технологии  
 
К основным направления защиты атмосферы относятся:

 

1.Совершенствование производственных  процессов;

 

2.Очистка технологических  и вентиляционных выбросов.

 

Все мероприятия по  защите атмосферы направлены  на  снижение уровней концентраций  загрязняющих веществ в рабочих  зонах предприятий и в населенных  пунктах на уровне не выше  ПДК

Очистка промышленных  выбросов

 

Механизмы осаждения частиц  при работе пылеулавливающих  аппаратов основаны на:

• гравитационном осаждении под действием силы тяжести при прохождении частиц через аппарат;
• инерционном осаждении;
• зацеплении (эффект касания), происходящем, если расстояние от частицы, движущейся с газовым потоком, до обтекаемого тела равно ее радиусу или меньше его;
• диффузионном осаждении (осаждение мелких частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата под действием молекул газа, находящихся в движении);
• электрическом осаждении, осуществляющемся в результате ионизации газа, при котором частицы заряжаются и осаждаются на электродах.

Различают пылеулавливающие  аппараты

 

• сухой,
• мокрой,
• электрической очистки газов

 

 

 

Рис. Фильтровентиляционная  установка с рукавными фильтрами  для любых типов пыли (аппарат  сухой очистки газов)

Основной критерий выбора  типа оборудования – степень  очистки, м/с

 

• циклоны (одиночные) – 3 – 6,
• мультициклоны – 6 – 12,
• электрофильтры – 1,5 – 3,
• тканевые фильтры – 0,005 – 0,3,
• скрубберы – 1 – 4.

 

Степень очистки газов  от пыли определяется по зависимости:

 = (С¹ – С²)/С¹, где

С_¹ и С_² – концентрации пыли в газе до очистки и после очистки.

Циклоны

 

 

 

• Как видно из схемы, запыленный воздух вводится тангенциально во входной патрубок (4) циклона, представляющую собой закручивающий аппарат. Сформировавшийся здесь вращающийся поток опускается по кольцевому пространству, образованному цилиндрической частью циклона (3) и выхлопной трубой (5), в его конусную часть (2), а затем, продолжая вращаться, выходит из циклона через выхлопную трубу. (1) - пылевыпускное устройство. 
  Аэродинамические силы искривляют траекторию частиц. При вращательно-нисходящем движении запыленного потока пылевые частицы достигают внутренней поверхности цилиндра, отделяются от потока. Под влиянием силы тяжести и увлекающего действия потока отделившиеся частицы опускаются и через пылевыпускное отверстие проходят в бункер. 
  

Электрофильтры

 

• очищаемый газ проходит между электродами, частицы пыли заряжаются («прилипание» электродов), основная масса пыли оседает на осадительном электроде, который периодически встряхивается и пыль собирается в бункере.

 

Рис. Пластинчатый электрофильтр

1 – коронирующие электроды; 

2 – пластинчатые осадительные  электроды; 

а – входной газоход;

б – выходной газоход;

в – камера.

Пылеосадительные камеры

 

• Осаждение взвешенных в газовом потоке частиц в пылеосадительных камерах происходит под действием сил тяжести. Простейшими конструкциями аппаратов этого типа являются отстойные газоходы, снабжаемые иногда вертикальными перегородками для лучшего осаждения твердых частиц.  
  Для очистки горячих печных газов широко применяют многополочные пылеосадительные камеры. 
  Пылеосадительная камера состоит: 
  1 - входной патрубок; 
  2 - выходной патрубок; 
  3 - корпус; 
  4 - бункер взвешенных частиц. 
  

Скрубберы

 

• колонна круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости.

Методы очистки газов

 

1. Некаталитические (абсорбционные,  хемосорбционные и адсорбционные)

основываются на выведении  примесей из газовой смеси  путем конденсации или поглощения  жидкими и твердыми поглотителями

 

По характеру процесса  некаталитические методы подразделяются  на регенерационые и нерегенерационные

 

Хемосорбционные методы применяют для очистки газов от CO, NxOy, SO_², H_²S, HCl, CO_². Сущность методов заключается в поглощении удаляемых компонентов жидкими поглотителями – хемосорбентами, в качестве которых используют растворы минеральных и органических веществ, суспензии и органические жидкости. В процессе хемосорбционной очистки выделяемые из газов компоненты вступают в химические реакции с хемосорбентами, при этом образуются новые вещества, регенерирующиеся и возвращающиеся вновь на абсорбцию. Хемосорбентами могут быть, например, известняк, сульфит натрия, фосфаты и др. (используют при очистке от диоксида серы), аммиачные растворы муравьинокислой и углекислой меди (для улавливания оксида углерода), едкий натр, кальцинированная сода, едкий калий, известь, аммиак (для очистки от оксида азота).

Абсорбцию осуществляют в так называемых абсорберах, в этих аппаратах для очистки применяют жидкие вещества, воду, растворы солей, поглощающие газообразные примеси.

 

Адсорбционные методы. Газы поглощаются твердыми пористыми веществами.

Для адсорбции SO_² применяют активные угли, полукоксы, активированный силикагель, доломит, карбонат кальция, подщелоченный оксид алюминия, активированный диоксид марганца.

Для удаления сероводорода  и органических сернистых соединений  из газа используют аппараты  со слоями псевдосжиженного гранулированного  оксида железа при температуре 340 – 300 ^оС.

Адсорберы бываю периодического (от начала загрузки и до  конца очистки) и непрерывного  действия (непрерывно загружается  адсорбент и подается поток  газа).

2. Каталитические

основываются на превращении   веществ

Каталитические методы связаны с химическими превращениями токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов. Очистке подвергаются газы, не содержащие пыли и катализаторных ядов.

На практике широко  распространено каталитическое  разложение оксидов азота. Сущность  способа заключается в том, что  оксиды азота восстанавливаются  газом – восстановителем (водородом, метаном, оксидом углерода и др.) в присутствии катализаторов.

Восстановление метаном:

CH_⁴ + 4NO = CO_² + 2H_²O + 2N_²

CH_⁴ + 2NO_² = CO_² + 2H_²O + N_²

В качестве катализаторов  используют различные металлы, которыми  покрывают огнеупорные материалы  – носители. Чаще применяют палладиевый  катализатор, нанесенный на оксид  алюминия. Температура начала контактирования  при восстановлении – 400 – 470 ^оС.

 

Самостоятельно: обезвреживание  и утилизация твердых отходов, очистка сточных вод

Методы очистки сточных  вод

 

• Цель очистки сточных вод – удаление из них взвешенных веществ и растворимых органических и неорганических соединений до концентраций, которые не превышают ПДК.

Городские сточные воды  включают:

1) бытовые – туалетные  и кухонные стоки;

2) ливневые – дождевые  и снеговые воды;

3) промыш­ленные – стоки  различных предприятий. 

Ливневые стоки в России  практически не очищают 

Общегородские сооружения  включают несколько ступеней  очистки: первичную (механическую), вторичную (биологическую), полную (доочистку), обеззараживание (хлорирование, озонирование).

На первой механической ступени (см. рис.) при прохожде­нии стока через решетки, песколовку и первичный отстойник отделяются крупные и мелкие твердые включения, при этом удаляется до 30 % загрязнений. Крупные включения захораниваются на полигонах ТБО, осадок из отстойника (первичный осадок) направляется на анаэробную обработку в метантенк.