Билет 23. 1)Экологические катастрофы и экологические кризисы

 

1)Экологические катастрофы и экологические кризисы.

 

Экологическая катастрофа – чрезвычайные бедственные ситуации в жизнедеят-ти насел-ия, вызванные существенными неблагоприятными изменениями в ОС. Катастрофы – это скачкообразные, структурные измен-ия, приводящие к существенному наруш-ию ее функционир-ия вплоть до разруш-ия. К экол.кризисам относят не только кризисное сост-ие прир-ых систем, но и ухудш-ие здоровья чел-ка, кризис ресурсов, энергетический кризис. Различия между кризисными и катастрофическими процессами весьма условные. Если после негативного возд-ия сохр-ся возможн-ть восстан-ия хотябы частичного, нарушенных структурно-функцион-ых характеристик экосистемы, то считают что состояние соответ-ет кризисному. Катастрофической явл-ся ситуация с существенными негативными последст-ми, для ликвид-ии кот-ых в масштабах жизни поколения треб-ся принятие и реализ-ия волевых инженерных и административных реш-ий.

 

2)Основные подходы к оценке риска крупномасштабных аварий с большими последствиями. Долгосрочные эффекты опасных воздействий

 

Любая авария или катастрофа в своем развитии проходит через четыре стадии, выделенные в: инициирование аварии; развитие аварии; выход аварии за пределы аварийного объекта; ликвидация последствий аварии. Каждая из этих стадий имеет характерные особенности. Анализ аварий на атомных электростанциях, химических производствах, терминалах со сжиженным газом (причин их возникновения, процесс развития) проводится в последние годы в различных странах мира. Общий вывод из таких исследований не очень утешителен. Крупные аварии являются, как правило, результатом совпадения крайне маловероятных событий, статистические данные о которых не могут быть собраны. К этим событиям относятся не только неожиданные изменения в функционировании объекта, но и явное непонимание оператором нового состояния объекта, что приводит к неправильным действиям. В связи с тем что новые технологии сложны, недостаточно изучены, а поведение человека, не до конца понимающего изменения в объекте, трудно предугадать, необходимы специальные меры подготовки к возможной аварии. Они должны определяться разработанными сценариями чрезвычайной обстановки. В настоящее время проводятся исследования, связанные с коммуникациями в чрезвычайной обстановке, созданием децентрализованного управления в чрезвычайных ситуациях. Такие мероприятия можно подготавливать на основе данных о прошедших авариях (мелких и средних). Для этого ну жен банк данных об авариях, где собранные сведения подвергаются тщательному изучению. Такой банк данных создан в Западной Европе. Результаты анализа открыты для стран членов Европейского экономического сообщества. В банке данных накапливаются сведения об авариях на одинаковых производствах, что позволяет вскрывать их общие причины.

3)Химическая и биохимическая обработка отходов.

Химические процессы изменяют физические свойства исходного сырья и его качественный химический состав. Взаимодействие веществ в них осуществляется в стехиометрических соотношениях, определяемых уравнениями протекающих реакций.

Важное место среди химических процессов занимают термические способы. Для ускорения обезвреживания загрязнителей или их извлечения во всех типах термических превращений могут быть использованы катализаторы.

Термические способы предусматривают тепловое воздействие на отходы, которое приводит к изменению их первоначального состава. Виды термического воздействия: сжигание, газификация, пиролиз, нагревание на воздухе, в вакууме и т. д. Их используют для удаления и обезвреживания органических веществ и некоторых цветных металлов, термической стабилизации грунтов, сжигания строительных отходов и т. п.

Из других химических методов переработки отходов отметим осаждение и комплексообразование. Как правило, они предусматривают добавление химических реагентов к нейтрализуемой массе.

Методы осаждения основаны на обменных ионных реакциях с образованием малорастворимых в воде веществ, выпадающих в виде осадков. Они особенно эффективны при нейтрализации нерадиоактивных тяжелых металлов (Cr, Pb, Hg, Cd) и радионуклидов в грунте. В почве после ее обработки фиксируется более 90% указанных элементов. Осаждение также применяют для очистки грунта от полихлорированных бифенилов, хлорированных и нитрированных углеводородов.

Технологии комплексообразования используют для связывания (иммобилизации) тяжелых металлов, полициклических и ароматических углеводородов, хлорорганики, нефте- и радиоактивных отходов. Комплексообразователями служат неорганические вяжущие типа портландцемента, зольных, силикатов калия и натрия (жидкое стекло), извести, бентонита и др.

Недостаток метода — невысокая стойкость некоторых комплексообразователей к воздействию атмосферной и грунтовой влаги, изменению температурного режима, приводящая к разрушению композиционного материала. Эти и другие способы химической переработки твердых отходов нашли широкое применение при стабилизации, очистке и восстановлении почв.

Биохимические процессы представляют собой химические превращения, протекающие с участием субъектов живой природы, выполняющих роль биологического катализатора,. Они основаны на способности различных штаммов микроорганизмов разлагать и/или усваивать многие органические соединения. Биохимические превращения составляют основу жизнедеятельности живых организмов растительного и животного мира. Конечным продуктом этих превращений являются вещества неживой природы. На использовании биохимических превращений построены многие технологии, например методы переработки сельскохозяйственной продукции, а также отходов с получением биогаза, биометаллургии, очистки сточных вод и др.

Химические методы обезвреживания жидких и твердых нефтесодержащих отходов заключаются в добавлении к нейтрализуемой массе химических реагентов. В зависимости от типа химической реакции реагента с загрязнением происходит осаждение, окисление-восстановление, замещение, комплексообразование.

Методы осаждения основаны на ионных реакциях с образованием мало растворимых в воде веществ и особенно эффективны при нейтрализации тяжелых металлов и радионуклидов. Метод осаждения органических загрязнений основан на двух типах реакций: комплексообразование и кристаллизация. Осаждение используют для очистки грунта от полихлорированных бифенилов, пентахлорфенолов, хлорированных и нитрированных углеводородов. Реагенты могут быть как в жидкой, так и в газообразной фазах. Однако при этом происходит увеличение объема обезвреженной массы.

Методы управления окислительно-восстановительной реакцией среды позволяют переводить соединения тяжелых металлов и радионуклидов в трудно растворимые в воде гидрооксиды, а также разрушать цианиды, нитраты, тетра-хлориды и другие хлорорганические соединения.

Для химической иммобилизации или компексообразования используют неорганические вяжущие типа цемента, золы, силикатов калия и натрия, извести и гелеобразующих веществ (бентонит или целлюлоза). Иммобилизацию используют для связывания тяжелых металлов, радиоактивных отходов, полициклических и ароматических углеводородов, трихлорэтилена и нефтепродуктов.

Недостатком комплексообразования является неустойчивость вяжущих веществ к атмосферной и грунтовой влаге, быстрым изменениям температуры, что приводит в результате к разрушению композиционного материала. Объем отходов после комплексообразования уменьшается только в 2 раза.

Биологические методы обезвреживания ПО и ТБО находят все более широкое применение в нашей стране и особенно за рубежом. Они основаны на способности различных штаммов микроорганизмов в процессе жизнедеятельности разлагать или усваивать в своей биомассе многие органические загрязнители. В процессе биообезвреживания происходит вторичное загрязнение атмосферного воздуха продуктами гниения клеток микроорганизмов - сероводородом и аммиаком.

Биологическая очистка чаще всего используется для нейтрализации органических токсикантов и тяжелых металлов, а также азотных и фосфорных соединений в почвах и грунтах. Биологические методы можно условно подразделить на микробиодеградацию загрязнителей, биопоглощение и перераспределение токсикантов.

Микробиодеградация - это деструкция органических веществ определенными культурами микрофлоры, внесенными в грунт. Процесс биоразложения протекает с заметной скоростью при оптимальной температуре и влажности. Микробиодеградация может быть использована во всех случаях, где естественный микробиоценоз сохранил жизнеспособность и видовое разнообразие. Хотя процесс идет крайне медленно, его эффективность высока.

Биопоглощение - это способность некоторых растений и простейших организмов ускорять биодеградацию органических веществ или аккумулировать загрязнения в клетках.