Билет 141)Системный подход в изучении экологических систем Экология входит в структуру общебиологических наук. Ведущим подходом в изучении экологии является системный. Живые системы находятся в тесном взаимодействии с условиями окружающей их среды. Совокупность живых систем и условий окружающей их среды образует экологические системы. В задачи экологии входит рассмотрение закономерностей, протекающих на уровнях, начиная с организменного и заканчивая биосферным. Согласно первому принципу общей теории систем, любая система гетерогенна, т. е. состоит из различных подсистем, блоков, их комбинаций и, в конечном счете, из элементов. Важная особенность экосистем – иерархичность их строения.
2)Экологическое и санитарно-гигиеническое нормирование. Предельно-допустимая экологическая нагрузка. Поля воздействий; поля концентраций.
В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду. Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. Предельно допустимая (критическая) нагрузка- показатель воздействия одного или нескольких вредных (загрязняющих) веществ на окружающую природную среду, превышение которого может привести к вредному воздействию на окружающую природную среду. Экологическое нормирование - нормирование антропогенного воздействия на экосистему в пределах ее экологической емкости, не приводящего к нарушению механизмов саморегуляции. В систему экологических нормативов входят:нормативы качества окружающей среды; нормативы предельно допустимого вредного воздействия на состояние окружающей среды; нормативы допустимого изъятия природных ресурсов.
3)Термические способы обезвреживания. Использование методов разделения веществ для классификации и утилизации отходов
К термическим методам обезвреживания отходов относятся сжигание, газификация и пиролиз. Сжигание - наиболее отработанный и используемый способ. Этот метод осуществляется в печах различных конструкций при температурах не менее 1200°С. В результате сгорания органической части отходов образуются диоксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоль, оксид углерода, бензопирен и диоксины. Зола, имеющая в своем составе неподвижную форму тяжелых металлов, накапливается в нижней части печи и периодически вывозится на полигоны для захоронения или используется в производстве цемента. Газификация - широко используемый в металлургии способ переработки некоксующихся углей - осуществляется в вихревых реакторах или печах с кипящим слоем при температурах 600-1100°С в атмосфере газифицирующего агента (воздух, кислород, водяной пар, диоксид углерода или их смесь). В результате реакции образуются синтез-газ (H2, СО), туман из жидких смолистых веществ, бензопирена и диоксинов. Реакция газификации протекает в среде с восстановительными свойствами, поэтому оксиды азота и серы практически не образуются. Масса тумана при 600°С может доходить до 30% от массы синтез-газа. При увеличении температуры газификации доля тумана в массе синтез-газа падает и при температуре более 1100°С близка к нулю. Горючая смесь водорода и оксида углерода сжигается на горелках при 1400-1600°С или используется в каталитическом процессе синтеза метилового спирта. Зола, остающаяся после газификации, может содержать остаточный углерод и соли тяжелых металлов, растворимые в воде. После проверки золы на отсутствие бензопирена, диоксинов и тяжелых металлов в подвижной форме она может быть отправлена на захоронение. Пиролиз - наиболее изученный процесс широко используется для производства активированного угля из древесины. Пиролиз нефтесодержащих отходов проводят при температуре 600-800°С с вакуумированием реактора. При этом протекают реакции коксо- и смолообразования, разложения высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные, жидкую и газообразную фракции, а если углеводородные отходы содержат серу, то образуются также сероводород и меркаптаны. Оксиды азота и серы практически не образуются. Утилизация и ликвидация отходов связаны с их состоянием составом, характеристиками, токсичностью. В зависимости от состава отходы делят:- твердые(металл, пластик, шлак, бумагу); - жидкие (шламы, осадки сточных вод после обработки). По гигиеническому принципу, связанному со степенью опасности, вызванной токсичностью отходы делят на 6 категорий.Более 50% относятся к 1 категории, примерно 10% к 5 и 6. Классификация отходов по гигиеническому признаку:
Твердые промышленные отходы (ТПО) представляют собой, как правило, более или менее однородные продукты, которые не требуют предварительной сепарации по группам для их переработки. Твердые бытовые отходы (ТБО) у нас в Российской Федерации, напротив, представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по физическим, химическим и механическим свойствам и размерам. ТБО, собранные у нас, перед их переработкой необходимо обязательно подвергнуть сепарации по группам, если таковая имеет смысл, и уже после сепарации каждую группу ТБО следует подвергнуть переработке. Остановимся сначала на классификации ТПО. Каждое производственное подразделение, как правило, характеризуется своим специфическим видом ТПО, представляющим собой смесь различных продуктов, образующихся в процессе производства тех или иных изделий или полупродуктов. Принципы классификации ТП и БО За основу первичной классификации ТП и БО берется зачастую классификация только по токсичности, что вполне необходимо и очень значимо для всех специалистов. Однако, такая классификация на наш взгляд не всегда позволяет правильно и экономически оправданно рационально и разумно подходить к решению переработки всех видов отходов, промышленных и бытовых. На наш взгляд фазовое состояние исходного материала, всех видов ТП и БО определяет выбор технологии переработки. Например, все ТПО машиностроительных производств чисто условно разделяются на две основные группы: 1. ТПО металлоперерабатывающих производственных подразделений. 2. ТПО макулатуры и упаковки (картон, оберточные и другие виды бумаги, отходы древесной стружки, опилки из древесины).
Такая условная классификация не определяет способ дальнейшей переработки твердых отходов с целью получения наиболее ценных продуктов и изделий экономически целесообразным путем. Поэтому, нам представляется более правильной и рациональной классификацией ТП и БО с точки зрения физико-химических, биологических, биохимических и токсикологических свойств. Классификация ТП и БО по физико-химическим, биологическим, биохимическим и токсикологическим свойствам Итак, все твердые промышленные отходы (ТПО) следует подразделить на следующие группы: -отходы металлоперерабатывающих производственных подразделений; -отходы металлургических производственных подразделений; -отходы стекольных и керамических производств; -отходы при производстве полимерных материалов синтетической химии (в том числе отходы резины и резинотехнических изделий; -отходы из природных полимерных материалов (отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные -отходы, отходы фиброина, кератина, казеина, коллагена); -отходы отопительных систем; -волокнистые отходы; -радиоактивные отходы.
Вывоз мусора, твердые бытовые отходы (ТБО) после сепарации (если таковая целесообразна) следует подразделять на следующие группы. А. Отходы из природных материалов (ОПМ) Пищевые (гниющие) отходы. Отходы медицинских, лечебных, научно-исследовательских организаций, в том числе хирургии и стоматологии, а также возможно отходы лечебных ветеринарных учреждений. Полимерные отходы из природных материалов, в том числе отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные, оберточные материалы.
Б. Производственные отходы. Металлические отходы. Отходы отработанных химических источников тока (ОХИТ). Бой стекла и стеклопосуды. Отходы полимерных материалов синтетической химии, в том числе резина и резино-технические изделия и все оберточные материалы и полимерная тара из продуктов синтетической химии. Радиоактивные отходы.
Все ТПО, как уже отмечалось, не требуют сепарации и сразу могут подвергаться переработке для получения товарных продуктов и изделий. Вопросы переработки ТПО рассматриваются детально в последующих главах.
ТБО непосредственно перед их переработкой должны подвергаться разделению (сепарации) по группам, если таковое разделение экологически целесообразно Классификация отходов Отходы различаются: -по происхождению: -отходы производства (промышленные отходы) -отходы потребления (коммунально-бытовые) по агрегатному состоянию: -твердые -жидкие -газообразные по классу опасности для окружающей природной среды: -1й — чрезвычайно опасные -2й — высоко опасные -3й — умеренно опасные -4й — малоопасные -5й — практически неопасные
|
