Назва реферату: Контрольна робота з екології
Розділ: Екологія

Контрольна робота з екології

План:

1. Сучасна концепція раціонального природокористування.

2. Методи і апарати мокрого очищення газів від твердих домішок.

3. Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод.

4. Джерела і види забруднень земель.

5. Екологічна оцінка забруднень атомною енергією доцільність її використання.

А. Забруднення атомною енергією.

Б.Доцільність використання атомної енергії

Сучасна концепція раціонального природокористування

Як випливає з аналізу антропогенного циклу колообiгу речовин, для безперервного йога функціонування потрібно постійно i в зростаючій кількості (оскільки постійно зростають потреби суспільства) споживати первинні відновні та невiдновнi природні ресурси. Якщо раціональне приро­докористування передбачає господарювання таким чином, щоб забезпе­чити самовiдтворення відновних природних pecypciв, то використання невідновних ресурсів має обмежуватися i базуватися на само обмежувальному мінімумі, з одного боку. З іншого - слід бережливо i раціонально використовувати вже видобуті корисні копалини, дбайливо i довгостро­ково споживати виготовлені з них продукти та предмети вжитку, своєчас­но відновлювати їх. А якщо вони повністю вийшли з ужитку, то збирати й переробляти їх у вигляді вторинних матеріальних ресурсів. Для забезпечення оптимального використання природних ресурсів в Україні необхідно здійснити реструктуризацію економки, спрямувавши її в бік змен­шення використання матеріальних i енергетичних ресурсів та самозабез­печення, використовувати сучасні найефективнiшi безвiдходнi й та маловiдходнi технології в ycix галузях господарства.

Оскільки планета Земля - наш спальний дім, необхідно спільними зусиллями всього світового співтовариства вирішувати подолання світової екологічної кризи, що невпинно насувається. Для цього потрібно організувати ефективне i постійно діюче міжнародне спiвробiтництво для вирішення Bcix екологічних проблем взагалі та раціонального природокори­стування зокрема.

Беручи до уваги той факт, що розвиток науково-технічного прогресу в різних країнах відбувається нерівномірно, в подальшому Має все ширше здійснюватися міжнародне кооперування в науково-технiчнiй галузі, щоб залучити до сучасного технічного прогресу відсталіші в технічному відношенні країни. Тим більше, що в подальшому, коли вичерпається при­родна комора корисних копалин у земних надрах, людське суспільство обов'язково освоюватиме ресурси Світового океану, що почало робити вже нині. Розробка ефективних технологій раціонального використання первинних природних ресурсів, включаючи Світовий океан, зумовить також кооперування наукового потенціалу, наслідком чого будуть спільні розробки вчених. різних країн. Вже нині розпочалося широкомасштабне кооперування вчених у галузі охорони біосфери Biд антропогенних забруднень у рамках програми «Людина i біосфера».

З метою самообмеження використання невідновних та повiльновiднов­них енергоресурсів (вугілля, нафти та газу) потрібно ширше й ефективніше використовувати енергію Сонця та інших «нетрадиційних» джерел енергії: вітру, термальних джерел, морських припливів i хвиль, попутних газів, водневу енергетику, бiогаз, депоновану теплоту в глибинах земних надр i Світового океану тощо. При цьому слід повсюдно використовувати ефективнiшi технології енергозбереження.

У перспектива все більшого масштабу набуде використання біотехнологій у виробництві продуктів харчування, енергетиці та захисті біосфери Biд антропогенних забруднень. Набуває все більшого значення осво­єння космічного простору з господарськими цілями, як-то: прогнозуван­ня клімату, моніторинг біосферних процесів, дослідження антропогенних бруднень біосфери, а також з метою запобігання глобальним воєнним конфліктам i уникнення небажаних наслiдкiв природних стихій (буревіїв, землетрусів, виверження вулканів, цунамі тощо).

Відчуваючи вiдповiдальнiсть за наше майбутнє:, слід негайно розпоча­ти через систему «Інтернет» втілення міжнародної програми екологічної освіти та виховання населення планети з тим, щоб екологічне мислення

людства спрямувати обличчям до Природи, створити культ Природи з метою подолання екологічної кризи та запобігання екологiчнiй катастрофi. На сьогодні більш значущої проблеми немає:. Тому для її вирішення необхідно залучити наявний потенціал усього людського суспільства.

Методи і апарати мокрого очищення газів від твердих домішок

З метою зменшення забруднення атмосферного повітря пилом та іншими шкідливими домішками потрібно на всіх промислових підприємствах організовувати ефективне очищення вихідних газових викидів.

Один з провідних методів це мокре очищення. У мокрих пиловловлюва­чах запилений газ зрошується рідиною або контактує з нею. Найпроcтiшою конструкцією є промивна башта, заповнена кільцями Рашiга, скло­волокном або іншими матеріалами. До апаратів такого типу належать скрубери та труби Beнтypi. Часто для видалення шламів, що утворюють­ся, труби Beнтypi доповнюють циклонами. На мал.1(де 1-корпус; 2- форсунок) зображено порожнистий форсунковий скрубер-циліндрична (або прямокутна) башта, виготовлена з металу, цегли чи залізобетону. Скрубери працюють за принципом протитечії: газ рухається знизу вгору, а поглинальна рідина (частіше вода) розпилюється форсунками згори вниз. Швидкість газу в скруберах - 1,0-1,5 м/с. Ефективність очищення газів залежить від змочуваностi пилу i досягає 96- 98 %. Для вловлювання важко змочуваного пилу, наприклад вугільного, у воду добавляють поверхнево-активну речовину (ПАР). Скрубери можна застосовувати для холодних i гарячих газів, які не містять токсичних речовин (кислот, хлору тощо), оскільки вони видаляються в атмосферу разом з очищеним газом у вигляді туману.

У барботажних апаратах запилений газ пропускають крізь рідину (воду). їх доцільно використовувати для очищення гарячих газів з часточ­ками пилу розмиром понад 5 мкм. Барботаж використовують також у пінних апаратах. Для створення піни у воду добавляють ПАР. Ефективність очищення в цих апаратах досягає 97-99 %.

Недоліком мокрого очищення газів є те, що вловлений пил перетворюється на мокрий шлам. Для видалення останнього потрібно будувати шламову каналізацію, що здорожує конструкцію. Мокрі пиловловлювачі типу триби Вентурі характеризується значними витратами електроенергії для подавання й розбризкування пилу з розмірами часточок менш як 5 мкм. Під час очищення деяких газів можлива лужна або кислотна корозія. Значно погіршуються умови розсіювання через заводські труби відхідних газів, зволожених під час охолодження в апаратах цього типу.

Визначення необхідного ступеня очищення стічних вод

В результаті діяльності людини гідросфера Землі зазнала значних змін. Одна із цих змін це скидання стічних вод в: озера, ріки, моря і океани.

За рахунок надходження разом з стічними водами кислот, луг, мінеральних солей сполук металів, нафтопродуктів тощо, відбувається забруднення питної води, що веде до захворювань при її споживанні, гинуть рослини і тварини, за рахунок кругообігу води забруднюютьсь літосфера, атмосфера, біосфера.

І для того щоб запобігти цьому потрібно очищувати стічні води.

Ступінь очищення або розбавляння стічних вод перед їх скиданням у проточні водойму визначають після встановлення величини α за рівнянням Фролова-Родзiллера:

α=(1- ß)/ (1+Q/ q ß),

деß= eˉª ³√L ;відстань за фарватером вiд місця скидання стічних вод до найближчого створу водокористування, м; α - коефiцiєнт, що враховує

гiдравлiчнi умови змішування, визначається за формулою

α = έ φ ³√Е/q,

де φ - відношення відстаней між місцями скидання стічних вод і водокористування за фарватером по прямій лінії; έ приймають таким, що дорівнює 1 за берегового і 1.5 – за стрижневого скидання стічних вод; Е – коефіцієнт турбулентної дифузії, що для рівних рік становить

Е= VсерНсер/200,

де Vсер – середня швидкість течії ріки, м/год; Нсер – середня глибина русла, м. Остаточна кратність необхідного розбавлення стічних вод дорівнює

n= (α + Q +q)/q.

У разі скидання стічних вод у непроточні водойми (озера, водосховища тощо) використовують метод М. А. Руфеля, за яким повне розбавлення стічних вод (nпов) є результатом сумісного впливу початкового розбавлення (nпоч), що відбувається в місці випускання у водоймі за рахунок швидкості вихідного струменя, і основного (nосн), що здійснюється під час подальшого протікання струменя:

nпов = nпоч nосн

Величину nпоч визначають за додатковими формулами, різними для поверхневого й глибинного випускання, а nосн – за графіками-номограмами.

З екологічного погляду розбавлення стічних вод перед скиданням у водойми є недосконалим технологічним прийомом, який не зменшує скидання забруднювальних речовин. Тому ним варто користуватися в окремих випадках, коли кількість забруднювальних речовин незначна і на підприємстві невеликий об’єм стічних вод .

Джерела і види забруднення земель Забруднення землі відбувається як природним шляхом, так i в результаті антропогенної дiяльностi. Під впливом природних процесів, які відбуваються в космосі та земній кopi i супроводжуються стихійними лихами (падіння метеоритів, землетруси, буревії, повені та ін.), руйнуються природні ландшафти, господарська будiвлi, знищуються сiльськогосподарськi угіддя тощо. В результаті у величезній кiлькостi гинуть предcтaвники флори й фауни, руйнуються господарські об’єкти, що призводить до значних матеріальних втрат.

Відходи, що утворюються внаслідок антропогенної дiяльностi, умовно поділяють на три категорії: промислові, сiльськогосподарськi й побутові. Основна маса промислових вiдходiв утворюється на підприємствах таких галузей: гiрночої й гiрничо-хiмiчної (відвали порід, шлаки, «хвости» після збагачення та ін.); чорної металургії (шлаки, шлами, колотни. колошниковий пил та ін.); металообробної (стружка, браковані вироби, ливарні відходи та ін.); лісової й деревообробної промисловості (лiсозаготiвельнi відходи, відходи лiсопилення та переробки деревини); енергетичного комплексу (шлаки, попіл, ядерні відходи та ін.); хiмiчної та суміжних галузей (фосфогіпс, галіт, цементний пил, пластмаса та ін ); харчової (шерсть, кicтки та ін ), легко й текстильно промисловості.

Ocтаннім часом високими темпами зростає чисельність населення 3емлі, що призводить і до зростання споживання енергетичних та інших матеріальних природних pecypciв. Швидкість вилучення деяких з них істотно перевищує швидкість їх продукування, а екстенсивний спосіб їх освоєння, що триває, породжує величезні обсяги вiдходiв, які надходять у навколишнього. середовище.

Особливо вражають обсяги видобутку мінеральних pecypciв. Наприкiнцi 80-х poків з надр планети видобувалося понад 8·10¹°т сировини. В усьому світі внаслідок гірничодобувних i земляних робіт на поверхню Землі щороку виноситься близько 5 км³ породи. Це приблизно втричі мен­ше від того, що виносять в океан yci ріки нашої планети. За останні 500 років з надр вилучено близько 50 млрд. т. вуглецю, 2 млрд. т заліза та багато інших мінеральних pecypciв. Нині на кожного жителя Землі припадає 20 т видобутої за piк сировини. При цьому використовується лише 2-6 % ви­добутого, а решта надходить у відвали, захаращуючи землі, які могли б бути використані в сільськогосподарському виробництві.

Так, щорічний об’єм вiдходiв гірничих підприємств країн СНД стано­вить близько 2,5 млрд. м³. Під час видобутку кам'яного вугілля утворюється значна кiлькiсть велетенських териконів, у яких накопичено понад 3 млрд. м³ пустої породи.

Значні обсяги вiдходiв утворюються в результаті промислової діяльності - виробництва кислот, мінеральних добрив, пiгментiв, металів тощо. На кожну тонну калійних добрив утворюється 3-4 т галiтових вiдходiв, у яких переважно міститься хлорид натрію. У місцях видобутку калійних руд їх накопичилося близько 250 млн. т. Великотоннажним відходом виробництва фосфорних добрив є фосфогіпс. На кожну тонну виробле­ної екстракційної фосфатної кислоти утворюється 4,3-5,6 т фосфогіпсу. У виробництві титанового пігменту на кожну тонну вироблюваного про­дукту утворюється понад 12 т сульфатних вiдходiв у вигляді твердого сульфату феруму та відпрацьованих розчинив сульфатної кислоти. Під час збагачення мідних руд у відходи відправляють флотаційний сірчаний колчедан. Його використовують для виробництва сульфатної кислоти. Прожарювання сірчаного колчедану пов'язане з утворенням вiдходiв колчеданного недогарку в кiлькостi 0,75 т на 1 т піриту. Щороку йога накопичується до 5 млн. т. Колчеданні недогарки використовують неповністю, хоча вони містять до 55 % оксиду феруму, а також кольорові та дорогоцiннi метали i за вмістом заліза наближаються до якісних руд. На заводах чорної металургії країн СНД щороку утворюється близько 70 млн. т шлаків. Приблизно стільки само шлаків i попелу утворюється на електростанціях. Для розміщення цієї. маси вiдходiв щороку виділяють 2000 га орних земель. Значна кiлькiсть твердих вiдxодiв утворюється в нафтопереробному виробництві, коксохімії, органічному та нафтоxiмiчному синтезах, у виробництві гумотехнiчних виробів, пластмас та інших полімерних матерiалiв, у нафтопереробній i нафтохiмiчнiй промисловоcтi як відходи утворюють­ся кислі гудрони - смолоподiбнi маси, що містять сульфатну кислоту, воду та рiзнi органiчнi речовини в кiлькоcтi Biд 10 до 93 %. Щороку в країнах СНД їх утворюється помад 300 тис. т, а переробляється не більш як 28 %.На нафтопереробних заводах утворюються нафтові шлами (близько0,007 т на 1 т перероблюваної нафти). Нині таких вiдходiв у країнах СНД накопичилося помад 4 млн. т. У цих шламів міститься 10-56 % нафтопродуктів, 30-85 % води та 1,3-46 % твердих домішок.

На металургiйниx заводах країн СНД щороку утворюється помад 70 млн. т металургійних шламів i близько 20 млн. т шламів із вмістом заліза до 50 %. Загалом на металургійних виробництвах на 1 т сталі утворюється 0,4 т відходів. у кольоровій металургії кiлькiсть вiдxoдiв шламів на 1 т металу стано­вить 10-200 т. У відвалах шлаків країн СНД знаходиться помад 27 млн. т заліза, 335 тис. т мiдi й 2 млн. т цинку. Шламові відвали свинцевих заводів містять помад 3 млн. т заліза, помад 900 тис. т цинку, 150 тис. т свинцю i 70 тис. т мiдi. Вміст окремих компонентів у відвальних шлаках вищий, ніж у видобувних рудах, тому такі шлаки доцільно переробляти.

У промислових твердих i рідких вiдxoдax трапляються рiзнi токсичні речовини, що несприятливо впливають на здоров’я людей та розвиток рослин i тварин. Так, у вiдxoдax металургійної промисловості наявні солi та оксиди феруму, кольорових i важких металiв. Відходами машинобудування є металобрухт, вагранкові шлаки, травильні розчини та гальванiчнi стоки, в яких містяться цiанiди, хром, нікель, залізо, мідь, цинк, арсен, берилій тощо.

Спалювання кам'яного вугiлля в теплоенергетиці пов'язане з утворенням значної кiлькостi шлакiв, попелу та сажi. На теплових електростанцiях у країнах СНД щороку утворюється близько 70 млн. т вiдходiв, якi частково переробляють на будiвельнi матерiали. Вiдвали потужної електростанції займають 400-800 га родючих земель. У значних кiлькостях викидаються в атмосферне повiтря оксиди сульфуру, нітрогену та радіонуклiди, якi врешті з атмосферними опадами потрапляють у ґрунти.

Вiдпрацьованi гази двигунів внутрішнього згоряння містять значну кiлькiсть оксидів карбону, нітрогену, а також свинець та вуглеводні, які осідають на поверхні ґрунту. Вони потрапляють у рослини, даль через ланцюги живлення - в організми тварин i людини, викликаючи небажані наслідки. Радiоактивнi речовини потрапляють у ґрунти під час видалення рідких і твердих відході з промислових aгpeгaтів, а також з опадами після ядерних вибухів та аварій на атомних електростанціях.

Значними забрудниками землі є житлово-комунальне господарство та військово-промисловий комплекс. Житлово-комунальне господарство здійснює інтенсивне будівництво житла, доріг та інших господарських об’єктів, що пов'язано з відчуженням родючих земель та утворенням величезної кiлькостi будівельного сміття. Середовище забруднюють побутове сміття, харчові відходи, непридатні предмети домашнього вжитку тощо.

Кiлькiсть побутових вiдxодiв невпинно зростає. На кожного міського мешканця щороку утворюється 250-700 кг вiдxодiв. За оцінками спецiалicтів, у мicтax cвітy щороку утворюється 400-500 млн. т побутових вiдходiв. До складу побутових вiдxодiв входить 40 % паперу й картону, 25 - харчових вiдходiв, 8 - металу, по 5 % - скла, шкіри, пластмас та гуми. На частку вcix інших вiдходiв припадає 12 %. Тільки в США щороку викидається понад 30 млрд. консервних бляшанок, 60 млрд. різних металевих мiсткостей.

3начний обсяг забруднень потрапляє в ґрунти з тваринницьких ферм. В районах свино- i птахоферм природне середовище забруднюються продуктами розкладання й гниття eксперементів (до 2,5 тис. м³/добу), шкідливими газами (аміак, гiдрогенсульфiд) та органічними кислотами. Проблему ефективної утилізації гною та стічних вод таких комплексів поки що не вирішено.

Екологічна оцінка забруднень атомною енергією і доцільність її використання

1.Забруднення атомною енергією

Техногенні впливи на навколишнє середовище при будівництві й експлуатації атомних електростанцій різноманітні. Звичайно говорять, що маються фізичні, хімічні, радіаційні й інші фактори техногенного впливу експлуатації АЕС на об'єкти навколишнього середовища.

Найбільш істотні фактори -

· локальний механічний вплив на рельєф - при будівництві,

· стік поверхневих і ґрунтових вод, що містять хімічні і радіоактивні компоненти,

· зміна характеру землекористування й обмінних процесів у безпосередній близькості від АЕС,

· зміна мікрокліматичних характеристик прилеглих районів.

При експлуатації АЕС породжується могутнє джерело тепла, яке забруднює природне середовище, особливо гідросферу. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів'я р. Горинь, майже повністю « випиває» цю річку, яка колись була основним джерелом водопостачання Рівненської області.

Радіація яка потрапила в організм людини призводить до негативних наслідків. В якості типових прикладів впливу радіації можна навести виникнення таких хвороб як рака бо катаракта.

Особливе значення має поширення радіоактивних речовин у навколишнім просторі. У комплексі складних питань по захисту навколишнього середовища велику суспільну значимість мають проблеми безпеки атомних станцій (АС).Слід додати, що лише невелика кількість тепла, що виділяє працюючий реактор, може бути утилізована й перетворена в електроенергію. Левова частка у вигляді гарячої води й пари викидається у водойми і повітря, внаслідок чого стає можливе таке явище як « Кислотні дощі».

2.Доцільність використання атомної енергії

Реальний радіаційний вплив АЕС на природне сере­довище є набагато (у 10 і більше разів) меншим при­пустимого. Якщо врахувати екологічну дію різнома­нітних енергоджерел на здоров'я людей, то серед не відновлюваних джерел енергії ризик від нормаль­но працюючих АЕС мінімальний як для працівників, діяльність яких пов'язана з різними етапами ядер­ного паливного циклу, так і для населення. З наступної таблиці видно, що АЕС залишають набагато менше відходів ніж енергія здобута вугільною технологією .

Тип електростанції	АЕС	Вугільна*
Об’єм відходів 1000-мегаватної електростанції за рік	20 тонн відпрацьованого палива	900 тонн SO2 4500 тонн NОx ** 6,5 млн. тонн CO2 400 тонн важких металів (включаючи ртуть) і небезпечних елементів (включаючи арсен)

З наведеної таблиці видно, що АЕС вимагають найменшої площі у порівнянні з іншими електростанціями. Треба також зважати на те, що сонячна та вітрова енергії можуть з максимальною ефективністю використовуватися тільки у місцях із сприятливими природними умовами (в інших місцях потрібні великі вкладення у підтримуючі виробничі потужності). У нашій країні такі умови є лише у південних областях (Миколаївська, Херсонська, Одеська та у Криму). Використання біомаси для широкомасштабного виробництва енергії можливе тільки у малонаселених країнах із сприятливими кліматичними умовами. Клімат у нас добрий, але, спрямовуючи свою політику землекористування переважно на виробництво продуктів харчування, Україна не може собі дозволити відводити великі площі для вирощування енергопостачальної біомаси.

Тип електростанції	АЕС	Сонячна	Вітрова	З використан­ням біомаси
Площа відчужуваних земель для 1000-мегаватної станції	1—4 км2	20—50 км2	50—150 км2	4000—6000 км2

Із зростання СO2 в атмосфері, пов’язане з людською діяльністю, на 75% викликане спаленням органічного палива, а значна частина решти 25% — масштабним зменшенням площі лісів. На сьогодні лише ядерна та гідроенергетика є серйозними джерелами без вуглецевого та економічного виробництва енергії. В той час, як росте наукове розуміння процесів глобального потепління, треба все більше спиратися на джерела енергії, що не викидають до атмосфери парникових газів – такі як поновлювані джерела[1] та атомна енергія.

Тип електростанції	АЕС	Газ	Нафта	Вугілля
Викиди вуглекислого газу при виробництві 1 млн. кВтґг	1 тонна	360—400 тонн	700—800 тонн	850 тонн

Невиправним лихом для України залишається Чорнобильська трагедія. Але вона більше стосуєть­ся того соціального строю, що її породив, ніж атом­ної енергетики. Адже ні на одній АЕС у світі, крім Чорнобильської, не було аварій, що безпосередньо призвели до загибелі людей.

Імовірнісний метод розрахунку безпеки АЕС у цілому свідчить, що при виробленні однієї й тієї самої одиниці електроенергії, імовірність великої аварії на АЕС у 100 разів нижча, ніж у випадку вугільної енер­гетики. Висновки з такого порівняння очевидні.

Використана література

1. Кучерявий В.П. Екологія, - Львів: Світ, - 500 с.

2. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології, - К.: МАУП, 2000. – 238 с.

3. Запольський А.К., Салюк А.І. Основи екології: Підручник – К.: Вища школа, 2004 – 382с

4. Білявський Г. О., Фурдуй Р. С. Основи екологічних знань: Підручник.- К.: Либідь,1995. – 288с.

[1]