Московский государственный университет печати

Рекус И.Г.
Шорина О.С.


         

Основы экологии и рационального природопользования

Учебное пособие


Рекус И.Г.
Основы экологии и рационального природопользования
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление
1.

Введение в экологию

1.1.

Общие понятия экологии

1.2.

Основные законы и проблемы экологии

1.3.

Основные виды загрязнения природной среды

2.

Основные критерии оценки качества среды

3.

Экологический мониторинг

4.

Охрана гидросферы

4.1.

Характеристика гидроресурсов и сточных вод

4.2.

Характеристика замкнутых водооборотных систем

4.3.

Виды промышленных сточных вод и методы очистки воды

4.4.

Очистка сточных вод полиграфических предприятий

5.

Охрана атмосферы

5.1.

Основные компоненты и загрязнители атмосферы

5.2.

Физико-химические методы очистки атмосферы от газообразных загрязнителей

5.3.

Выбросы полиграфических предприятий и их очистка

6.

Охрана литосферы

6.1.

Загрязнение литосферы твердыми отходами

6.2.

Твердые бытовые отходы и их утилизация

6.3.

Твердые промышленные отходы и их переработка

7.

Рациональное природопользование

7.1.

Основные понятия

7.2.

Понятие безотходного производства

7.3.

Основные принципы создания безотходных производств

8.

Расчет экономических показателей природоохранных мероприятий

8.1.

Оценка экономической эффективности природоохранных мероприятий

8.2.

Расчет ущерба, наносимого окружающей среде в результате загрязнения атмосферы

8.3.

Укрупненная оценка ущерба, наносимого окружающей среде в результате загрязнения водоемов

8.4.

Расчет ущерба, наносимого окружающей среде в результате загрязнения поверхности Земли

8.5.

Применение нормативов платы за загрязнение природной среды на территории Российской Федерации

8.6.

Расчет платы за загрязнение земель химическими веществами и несанкционированными свалками отходов

9.

Правовые основы экологии

9.1.

Основные понятия

9.2.

Формы экологического управления и контроля в Российской Федерации

9.3.

Международные экологические отношения

Литература

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9

Приложение 10

Приложение 11

Приложение 12

Приложение 13

Приложение 14

Указатели
8   именной указатель
74   предметный указатель
14   указатель иллюстраций
Рис. 09. Принципиальная схема промышленной переработки отходов по технологии компании «Сорайн Чеккини» (Италия) Рис. 10. Современная практика переработки отходов. Большая часть опасных отходов в США размещается или обрабатывается теми промышленными предприятиями, на которых они создаются в ходе производства (83%, согласно данным Civil Engineering-ASCE, September, 1981, р. 82). Прежде чем опасные отходы перевозятся к местам их захоронения, примерно треть их обрабатывается для превращения в безопасные; оставшаяся часть сжигается, сбрасывается в глубокие скважины, захоранивается в землю или повторно возвращается на производство. (Из U.S. Environmental Protection Agency, 1980) Рис. 11. Схема безопасного захоронения отходов. Представлен разрез безопасного хранилища, построенного фирмой «Olin Chemical» для размещения отходов производства хлора и щелочи со своего завода в Чарлстоне (шт. Теннесси). Дно камеры выстлано слоем земли и натриевой бентонитовой глины. В этом же слое предусмотрена система контроля любых утечек различных веществ из сбрасываемых отходов. Выше этого слоя уложен еще один слой бентонита и земли. Поверх второго слоя размещена система сбора ливневых стоков с насосом. Попавшая в отходы дождевая вода собирается, откачивается и направляется в очистные установки. Для хранилищ, предназначенных для размещения жидких органических отходов, требуется изоляция из синтетических материалов, а не из глины, поскольку через глину в конце концов происходит утечка органических жидкостей.

Литосфера Литосфера - это твердая оболочка Земли.

Общая площадь суши Земли составляет 148 млн. км2, из которых для обитания людей пригодны 133 млн. км2.

Причиной загрязнения литосферы может быть сброс сточных вод, нефтепродуктов, выброс аэрозолей, пыли, загрязнение почвы пестицидами и т.д. Но главными видами загрязнения литосферы являются твердые бытовые и промышленные отходы.

В состав твердых бытовых отходов входят пищевые отходы, бумага, картон, стекло, текстиль, металлы, полимеры и т.д.

В состав твердых промышленных отходов входят металлы (черные и цветные), мусор, древесина, пластмассы, шлак, окалина, зола и т.д.

На одного жителя в городе приходится примерно по 1 тонне твердых отходов в год, причем эта цифра ежегодно увеличивается.

Основными методами обезвреживания Твердые бытовые отходытвердых бытовых отходов являются мусоросжигательные заводы, мусороперерабатывающие заводы и санкционированные свалки.

Санкционированные свалки Санкционированные свалки - это такое складирование твердых бытовых отходов, которое предусматривает долговременную переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов. Свалки - это наименее цивилизованный способ обезвреживания твердых бытовых отходов, так как продуктами обезвреживания являются продукты неполного распада органического вещества. В процессе гниения отходов образуются токсичные, дурнопахнущие и горючие газы (например, NH3, H2S, CH4 и т.д.) а также фильтрат, чрезвычайно опасный в санитарном отношении, так как количество бактерий кишечной группы в нем в 2 - 3 раза больше, чем в стоках городской канализации.

В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Удалять отходы необходимо в короткие сроки, чтобы не допускать размножения насекомых, грызунов и предотвращать загрязнение окружающей среды. В Москве, например, в 1990 году было зарегистрировано 150 свалок, из которых действующими были три. В результате утилизации отходов город становится чище и получает дополнительные территории, освобождаемые от свалок. Так, некоторые новые кварталы в Москве размещены на территории бывших свалок, поэтому необходим особенно тщательный контроль воздуха в этих районах.

Мусоросжигательные заводы являются более эффективным способом обезвреживания твердых бытовых отходов по сравнению с санкционированными свалками. Но он также оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду. В результате сжигания отходов образуются отходящие газы, содержащие в своем составе SO2, HCl, HF, NOx, CO, летучую золу и т.д. Если для очистки газов используется вода, то после очистки газов она содержит альдегиды, хлориды, сульфаты, фосфаты и т.д. В процессе сжигания мусора также образуется шлак, состоящий из мелкозернистых несгоревших частиц органики, металла, стекла, камней и т.д., который загрязняет почву инертными материалами.

Мусоросжигательные заводы наряду с обезвреживанием твердых бытовых отходов и максимальным уменьшением их объема (до 90% от исходного мусора) сами загрязняют окружающую среду. Поэтому при их проектировании обязательно предусматривается очистка выбросов. Производительность таких заводов составляет примерно 720 т/сут при круглогодичном и круглосуточном режиме работы.

Мусороперерабатывающие заводы - это наиболее перспективный метод обезвреживания твердых бытовых отходов, причиняющий наименьший ущерб окружающей среде. Основными продуктами переработки твердых бытовых отходов является компост, находящий применение в сельском хозяйстве как удобрение, и некомпостируемый остаток (камни, глиняные черепки, пластмассы, стекло), представляющий собой обезвреженную массу и составляющий до 30% от объема исходного мусора.

Мусороперерабатывающие заводы по переработке бытовых отходов действуют во многих городах, причем полная переработка мусора позволяет городу с населением в 1 млн. человек получать до 1500 тонн в год металла и почти 45 тыс. тонн в год компоста. В сельскохозяйственных районах строятся заводы по переработке старой полиэтиленовой пленки. Например, из собранной за год (более 1500 тонн), очищенной от грязи пленки получают 1300 тонн труб, которые используются в мелиорации и в крупнопанельных домах.

В Японии, стране высокой бытовой культуры, налажен сбор отходов полиэтилена в специализированные контейнеры. Отходы полиэтилена затем прессуют и из них в Тихом океане создают острова для захоронения неутилизируемых в настоящее время отходов (например, ядерных отходов).

Во многих странах Европы около больших гастрономов и универмагов установлены контейнеры для банок и бутылок, которые у нас так сложно принимаются. Специалисты подсчитали, что на собранном таким образом сырье в городе с населением 0,5-1,0 млн. человек может в течение года работать стекольный завод.

На рисунке 9Рис. 09.  Принципиальная схема промышленной переработки отходов по технологии компании «Сорайн Чеккини» (Италия) приводится схема современной промышленной переработки твердых бытовых отходов.

В результате работы промышленных предприятий происходит загрязнение почвы твердыми промышленными отходами, приводящее к выходу из строя земель, пригодных для сельского хозяйства.

Различают нетоксичные и токсичные промышленные отходы. Токсичные отходы подразделяют на четыре класса токсичности: чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные.

Основными видами твердых промышленных отходов являются шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов, природные отвалы горнодобывающих предприятий и горнообогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д.

Обезвреживание, утилизация и размещение отходов - это обязанность, которая возлагается на предприятия, ответственные за загрязнение окружающей среды.

Обезвреживание отходов Обезвреживание отходов - это удаление из них вредных примесей.

Утилизация отходов Утилизация отходов означает и обезвреживание и одновременное извлечение из них полезных продуктов.

Размещение отходов Размещение отходов подразумевает или складирование или захоронение отходов. При этом складирование - это размещение отходов на поверхности земли, а захоронение - это размещение отходов на глубине, как правило, в контейнерах.

На рисунке 10Рис. 10. Современная практика переработки отходов. Большая часть опасных отходов в США размещается или обрабатывается теми промышленными предприятиями, на которых они создаются в ходе производства (83%, согласно данным Civil Engineering-ASCE, September, 1981, р. 82). Прежде чем опасные отходы перевозятся к местам их захоронения, примерно треть их обрабатывается для превращения в безопасные; оставшаяся часть сжигается, сбрасывается в глубокие скважины, захоранивается в землю или повторно возвращается на производство. (Из U.S. Environmental Protection Agency, 1980) представлена современная схема переработки токсичных отходов, принятая в США.

От категории отходов зависят плата за их размещение и сам порядок размещения. Нетоксичные промышленные отходы складируют на городских свалках. Токсичные отходы подвергают обезвреживанию и захоронению на специально организованных полигонах. Вокруг участков захоронения токсичных отходов отводят санитарно-защитные зоны с радиусом не менее 3 км.

На рисунке 11Рис. 11. Схема безопасного захоронения отходов. Представлен разрез безопасного хранилища, построенного фирмой «Olin Chemical» для размещения отходов производства хлора и щелочи со своего завода в Чарлстоне (шт. Теннесси). Дно камеры выстлано слоем земли и натриевой бентонитовой глины. В этом же слое предусмотрена система контроля любых утечек различных веществ из сбрасываемых отходов. Выше этого слоя уложен еще один слой бентонита и земли. Поверх второго слоя размещена система сбора ливневых стоков с насосом. Попавшая в отходы дождевая вода собирается, откачивается и направляется в очистные установки. Для хранилищ, предназначенных для размещения жидких органических отходов, требуется изоляция из синтетических материалов, а не из глины, поскольку через глину в конце концов происходит утечка органических жидкостей. приведена схема безопасного захоронения отходов, принятая в США.

Особое место среди высокотоксичных отходов занимают радиоактивные отходы, размещение которых производят в соответствии с договорами, заключаемыми с природоохранительными организациями (полигонами, заводами и т.д.), занимающимися утилизацией и захоронением отработанных радиоактивных материалов. Российский закон об охране окружающей среды запрещает ввоз в нашу страну радиоактивных отходов из других государств с целью их хранения, захоронения, затопления или отправки в космическое пространство.

Отходы производств могут служить исходным сырьем для различных видов промышленности. Технологические установки и производства, перерабатывающие промышленные отходы, особенно целесообразны в промышленных районах с большой потребностью в строительных материалах, изделиях и конструкциях.

Примером утилизации твердых промышленных отходов может служить метод катализированной кристаллизации стекла на основе доменных шлаков. Таким образом получают шлакоситаллы. Их высокие физико-механические и физико-химические свойства, в первую очередь износостойкость и химическая устойчивость, в сочетании с декоративностью делают их ценнейшим строительным материалом. Так, в Москве Шлакоситаллышлакоситаллы использовали при строительстве павильона «Металлургия» на Всероссийском выставочном комплексе, аэропорта Шереметьево, универмага «Москва», Центрального городского аэровокзала и т.д.

Еще одним примером утилизации твердых промышленных отходов является производство резиновой крошки и регенерата из старых шин автомобилей самых различных марок. Регенерат - это пластичный материал, частично заменяющий каучук в различных резиновых изделиях, в том числе и в новых шинах. Таким образом, груда шин на территории Чеховского регенераторного завода под Москвой - уже не свалка, а склад исходного сырья.

Одним из самых крупных источников нарушения и загрязнения окружающей среды в настоящее время является горнопромышленный комплекс. Ежегодный объем извлекаемой из недр горной массы в нашей стране составляет свыше 15 млн. тонн. При этом в хозяйственный оборот вовлекается только около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых. Государство несет серьезный ущерб от потерь ценных компонентов и некомплексной переработки уже добытого сырья. Так, например, в железосодержащих шламах аглофабрик черной металлургии содержится больше железа, чем в добываемой руде. Очевидно, что нельзя без конца наращивать и без того колоссальные потоки отходов и попутных продуктов. Вместе с тем производство стройматериалов и стройиндустрия ежегодно добывают и потребляют 3,5 млрд. тонн нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена отходами.

Хозяйство нашей страны, кроме того, несет огромные потери, связанные со складированием отходов. В результате только на транспортировку 1 т отходов и содержание отвалов расходуются в среднем от 15 до 80 тыс. рублей.

Все развитые страны ведут разработки по совершенствованию действующих технологий с целью уменьшения количества отходов. Например, программа по экологии Нидерландов до 2000 года предусматривала уменьшение количества отходов, поступающих на сжигание, с 60 до 35%; на захоронение - с 55 до 10%.

В 1987 году Конгресс США принял поправку к закону по опасным и твердым отходам, запрещающую захоронение отходов без их предварительной обработки по самым современным технологиям.

В нашей стране еще в 1991 году была разработана программа, предусматривающая переход на безотходные и малоотходные производства, обеспечивая при этом независимость экологической экспертизы и создание кадастра вторичных ресурсов для учета вторичного сырья. Однако этот процесс затягивается в связи с коренной перестройкой самой системы хозяйствования. Это значительно усугубляет положение с охраной литосферы на территории России и стран СНГ.

© Центр дистанционного образования МГУП