Инженерная защита окружающей среды

280

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Введение в специальность: «Инженерная защита окружающей среды»

Учебно-методический комплекс

Казань 2013

УДК 574 ББК 20.1 В 24

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Обострение экологической проблемы, все более связанное с техногенным воздействием на природную среду, четко обозначает необходимость в новых инженерных кадрах, имеющих специальную природоохранную подготовку.

Одна из главных задач экологического образования в энергетическом вузе – привить будущему инженеру понимание того, что процессы, связанные с производством, передачей и использованием энергии сопровождаются использованием различных видов природных ресурсов и прямым или косвенным воздействием на окружающую среду. Будущий энергетик должен уметь находить оптимальные технические решения, внедрять экологически и экономически обоснованные ресурсо- и энергосберегающие технологии.

В соответствии с государственным образовательным стандартом высшего образования к уровню знаний и умений лиц, завершивших обучение, предъявляется ряд требований:

- инженер должен быть знаком с основными учениями в области гуманитарных и социально-экономических наук, способен научно анализировать социально-значимые проблемы и процессы, уметь использовать методы этих наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности;

- знать этические и правовые нормы, регулирующие отношение человека к человеку, обществу, окружающей среде, уметь учитывать их при разработке экологических и социальных проектов;

- иметь целостное представление о процессах и явлениях, происходящих в природе, понимать возможности современных научных методов познания природы и владеть ими на уровне, необходимом для решения задач, возникающих при выполнении профессиональных функций.

Особенно важную роль имеет преподавание экологических дисциплин в подготовке инженеров-экологов по направлению 280700.62 «Техносферная безопасность». Будущий инженер-эколог должен хорошо разбираться в сферах своей деятельности: по обеспечению экологической экспертизы техники, технологий, технических проектов на реконструкцию и новое строительство хозяйственных объектов; эффективному проведению комплексной экологизации действующего производства; рациональному использование природных ресурсов, производственных и бытовых отходов производства; успешному внедрению социальных, оздоровительных и этических мероприятий экологического содержания. В его задачи входят также разработка конкретных рекомендаций по защите окружающей среды, восстановлению нарушенных экосистем, поиск путей оптимизации природопользования и прогнозирования будущего состояния окружающей природной среды, расчеты эффективности природоохранной деятельности, энергосбережения и ресурсосбережения.

В целом экологическая подготовка инженеров в энергетическом вузе реализуется в рамках концепции непрерывного образования и призвана помочь будущим специалистам в решении производственных задач с учетом комплекса эколого-экономических проблем.

Задачами изучения дисциплины «Введение в специальность Инженерная защита окружающей среды» является ознакомление студентов:

−с современными экологическими проблемами общества и окружающей среды и ролью инженера-эколога в их решении;

− аспектами профессиональной деятельности инженера-эколога;

− необходимыми качествами и характеристиками инженера-эколога;

− учебными дисциплинами как объектами отражения требований к инженеру-экологу со стороны общества;

− работой инженеров-экологов на действующих предприятиях.

В целом, дисциплина «Введение в специальность инженерная защита окружающей среды» способствует формированию у студентов положитель­ного отношения и интереса к получаемой профессии.

1. Общие рекомендации по работе над дисциплиной «Введение в специальность «Инженерная защита окружающей среды»

Работа студента над курсом экологии слагается из следующих моментов: самостоятельное изучение разделов и тем курса по учебникам и учебным пособиям с последующей самопроверкой по контрольным вопросам; индивидуальные консультации (очные и письменные); посещение установочных и обзорных лекций, а также практических занятий; выполнение контрольной работы; сдача зачета по всему курсу.

 

Самостоятельная работа с книгой

Изучение курса следует начинать с рассмотрения предложенной программы, с последующим изучением отдельных тем. При чтении материала необходимо ведение записей с кратким конспектом основных понятий, принципиальных положений и законов, уравнений химических реакций в биогеохимических циклах, процессов окисления газов и образования токсичных для человека соединений, формул определения экономических ущербов.

В связи с большим количеством новой терминологии, желательно ведение словаря экологических терминов в порядке их появления по разделам.

Переходить к изучению новой темы следует только после полного усвоения предыдущего раздела и ответов на контрольные вопросы.

Самопроверка

Закончив изучение каждой темы, ответьте на контрольные вопросы.

Содержание контрольных вопросов раскрыто в литературе к каждой из тем, с указанием соответствующих глав. Ответы на контрольные вопросы внесите в конспекты, они помогут при повторении материла в период подготовки к сдаче итогового зачета.

Контрольное задание

В процессе изучения курса студент «Введение в специальность инженерная защита окружающей среды» должен выполнить контрольную работу, которая включает семь вопросов из 7 разделов предложенной программы дисциплины, а также включает решение задач по индивидуальному заданию, тестирование. Перечень индивидуальных заданий и таблица вариантов, методики решения задач, предварительные примеры тестов и контрольных вопросов для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации приведены в конце настоящего пособия.

Консультации

В случае возникновения сложностей при проработке теоретического материала, следует четко сформулировать вопросы, ответы на которые можно будет получить в ходе индивидуальных письменных и устных консультаций или после обзорных лекций по соответствующим темам.

 

Практические занятия

Учебным планом по дисциплине «Введение в специальность инженерная защита окружающей среды» предусмотрено две практические работы, в ходе выполнения которого студенты знакомятся с расчетом выбросов тяжелых металлов в атмосферу от ТЭЦ и мусоросжигательных заводов; а также с методикой расчета максимальной приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из одного источника; знакомятся с теорией организации сплошного мониторинга лесных экосистем и средствами его реализации.

 

Лекции

В ходе обзорных лекций анализируется объекты, содержание, принципы профессиональной деятельности инженера эколога, а также цели и задачи специалиста инженерно-экологического профиля на производстве. Рассматриваются вопросы по предотвращению загрязнения окружающей среды и аспекты природопользования в деятельности инженера эколога.

Зачет

К дифференцированному зачету по экологии допускаются студенты, прослушавшие обзорные лекции и имеющие выполненные контрольные и практические работы. Для сдачи зачета необходимо знание теоретического материала в пределах предложенной программы.

 

2. Рабочая программа дисциплины “Введение в специальность» “Инженерная защита окружающей среды”

Цели и задачи освоения дисциплины

Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина «Введение в специальность» относится к профессиональному циклу дисциплин профиля «Инженерная защита окружающей среды», направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» служит общепрофессиональной подготовке студентов и создает теоретическую базу для изучения последующих специальных дисциплин.

 

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины «Введение в специальность» обучающийся должен обладать следующими общекультурными и профессиональными… · владением культурой безопасности и риск-ориентированным мышлением, при котором вопросы безопасности и сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших…

Структура дисциплины

Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел Дисциплины	Всего часов на раздел	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Лк	ПЗ	ЛР	Самост. работа
	Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога			1,2					Тест
	Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога			3,4					Контрольная работа
	Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием			5,6					Контрольная работа
	Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС			7,8					Тест
	Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды.			9,10					Тест
	Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога			11,12					Тест
	Перспективные способы переработки отходов различных отраслей			13,14					Тест
	Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды			15, 16					Контрольная работа
	Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем ОС и обеспечении устойчивого развития общества			17,18					Контрольная работа
	Итого:		–	–			-		–

 

Содержание разделов дисциплины

Раздел 1 Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога

Объект и предмет курса «Введение в специальность «Техносферная безопасность»», его цели, задачи и практическая направленность – изучение аспектов профессиональной деятельности инженера-эколога. Требования к подготовке специалистов, способных самостоятельно и ответственно принимать технические, экономические и социальные решения, неразрушающих природную среду. Роль инженерной экологии в разработке и совершенствовании инженерно-технических средств, позволяющих снизить техногенную нагрузку на окружающую среду. Основные направления подготовки специалистов, способных действовать в современной ситуации. Обучение способам и технологиям восстановления нарушенного экологического равновесия в биосфере (изменение окружающего мира). Формирование у будущего специалиста готовность внедрять экологически безопасные технологии и стремление принимать личное участие в природоохранной деятельности (изменение личности). Подготовка инженеров-экологов, владеющих способами защиты окружающей среды и возможностью их использования в зависимости от природы и количества загрязнителя.

 

2. Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога

Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога: глобальные проблемы окружающей среды и проблема обеспечения устойчивого развития и безопасности общества; современные политические и социально-экономические отношения; система глобализации общества и экономики; специфичность профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля и ее отличие от профессиональной деятельности специалистов других категорий; востребованность специалистов инженерно-экологического профиля обществом; основные требования, предъявляемые обществом к инженеру-экологу как компетентному специалисту в решении социальных задач. Единство и взаимозависимость влияния человека, промышленного производства и окружающей среды. Содержание профессиональной деятельности инженера-эколога в различных условиях: при создании нового промышленного производства; в условиях существования определенного отходного и безотходного промышленного производства. Обобщенный алгоритм комплексного решения инженером-экологом профессиональных задач: мониторинг состояния окружающей среды; проектирование мероприятий по защите окружающей среды; реализация мероприятий по защите окружающей среды. Профессионально значимые виды деятельности инженера-эколога: исследовательская; проектно-конструкторская; производственно-технологическая; организационно-управленческая; социально-коммуникативная деятельность. Профессиональные функции инженера-эколога: исполнительские, императивные, самостоятельные, альтернативные. Принципы профессиональной деятельности инженера-эколога: экологического самосознания; конкурентоспособности; коммуникативности; профессиональной мотивированности; комплексного исследования экологической проблемы.

 

Раздел 3. Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием

Законодательные нормы в экологизации продукции и услуг. Экологические требования для предупреждения вреда окружающей среде, здоровью и генетическому фонду человека, устанавливаемые в стандартах на новую технику, технологии, материалы, вещества и другую продукцию, способную оказать вредное воздействие на окружающую природную среду. Обеспечение соблюдения нормативов предельно допустимых воздействий на окружающую природную среду в процессе производства, хранения, транспортировки и использования продукции. Повышение экологических требований потребителей, предпочитающих экологически чистую продукцию. Соблюдение требований экологической безопасности как неотъемлемое условие конкурентоспособной продукции. Экологические требования в стандартах по системам качества. Цель и основные этапы оценки экологичности продукции. Основные критерии оценки экологичности продукции. Выявление свойств продукции, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду, его виды, характер и направления. Свойства экологичности, характеризующие способность продукции оказывать химическое воздействие на окружающую среду. Свойства экологичности, характеризующие способность продукции оказывать физическое воздействие на окружающую среду. Свойства продукции, связанные с механическими колебаниями и различного рода излучением. Свойства экологичности, характеризующие способность продукции оказывать микробиологическое воздействие на окружающую среду. Внедрение систем управления охраной окружающей среды на отечественных предприятиях. Стандарты ИСО серии 14000, разработанные Международной организацией по стандартизации в соответствии с требованиями ООН относительно охраны окружающей среды и принятые в качестве национальных стандартов России. Экологические аспекты в системах управления охраной окружающей среды в стандартах ГОСТ Р ИСО 1001-98 и ГОСТ Р ИСО 14004-98 . Сертификация систем управления охраной окружающей среды на соответствие стандарту ГОСТ Р ИСО 14001-98. Практические методы управления качеством окружающей среды, предполагающие административное регулирование, систему экономических стимулов и формирование рыночных отношений в сфере природопользования.

 

Раздел 4. Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС

Освоение экологически безопасных способов природопользования. Предотвращение ущерба от загрязнения окру­жающей среды совершенствованием технологий, предусматривающих суммарное снижение материало-, энерго- и природоемкости производства. Анализ технических средств защиты воздушной и водной среды и способов их применения. Аспекты эколого-экономического образования в природоохранной подготовке инженеров в вузах. Ресурсное природопользование, ориентированное на изучение экологических проблем, связанных с выявлением природных ресурсов, переработкой, потреблением и возвращением их в природу. Территориальное природопользование с определением природоресурсного потенциала территории, степени и особенности его освоения. Отраслевое природопользование с обсуждением комплекса проблем энергетики, развития традиционной и альтернативной энергетики.

Раздел 5. Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды

Необходимость контроля загрязнений, являющихся результатом антропогенного воздействия, компетентными специалистами, владеющими знаниями в области инженерной экологии, технологий, экономики производства и предпринимательства. Необходимые аспекты природоохранной деятельности- использование данных химических и биологических анализов воздуха, воды, почвы для осуществления правильного подхода к решению эколого-экономических проблем в технополисе. Региональная загрязненность-загрязненность воздуха нижних слоев тропосферы на обширных территориях. Глобальная загрязненность-общая загрязненность атмосферы как единого целого. Основные категории источников загрязнения водных ресурсов в зависимости от происхождения: загрязнения от промышленного производства (различные органические и неорганические вещества, нефтепродукты, радиоактивные вещества); загрязнения от сельскохозяйственного производства (искусственными удобрениями, пестицидами, сточной водой, продуктами эрозии); загрязнения от поселений человека (твердыми и жидкими отбросами, нерациональной и некомпетентной деятельностью). Угроза для поверхностных и подземных вод аварийных сбросов. Загрязнение почвы как результат некомпетентной административно-хозяйственной деятельности. Проблема твердых отходов, изымающих все больше плодородных земель, и в значительной степени способствующих деградации почвы. Предотвращение возможных вредных последствий, связанных с биохимическими процессами превращения, рассеивания, трансформации и аккумуляции удобрений и пестицидов. Орошение земель с нарушениями технологии в комплексе с неоправданными гидротехническими сооружениями, ведущее к засолению почв и изъятий полезных земель.

Раздел 6. Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога

Готовность будущих специалистов технического профиля решать проблемы региона с позиций устойчивого развития. Разработка и принятие программ по экологической безопасности как признание на государственном уровне наличия экологических и экономических проблем в регионе и необходимости их комплексного решения. Виды территорий с экологически опасными ситуациями и механизмы присвоения им статуса специальных зон. Комплексная программа охраны окружающей среды города. Специфические особенности городской среды, характеризующейся экстремальными условиями за счет переуплотнения производственных и энергетических объектов. Комплексная экологизация производства как внедрение зколого-экономически совершенной техники и технологии, малоотходных и безотходных технологий. Экологизация технологических схем водообеспечения на промыш­ленных объектах. Создание соответствующих форм организации территориально-производственных комплексов с замкнутыми производственными циклами и отлаженными межотраслевыми и отраслевыми хозяйственными связями. Интенсивное воздействие на среду как в результате деятельности самих производств, так и от деятельности сырьевой базы и последующего использования отходов. Сравнительная экологическая оценка объектов теплоэнергетики, электроэнергетики, АЭС, ГЭС, нетрадиционной энергетики. Задачи инженеров-экологов в нефтехимической отрасли по наиболее полному использованию отходов, минимизации и предотвращению сбросов, выбросов вредных веществ, эффективной защиты окружающей среды. Отходоемкость, ресурсоемкость, резервы интенсификации производства в агропромышленном комплексе.

Раздел 7. Перспективные способы переработки отходов различных отраслей

Проблема переработки органических отходов. Актуальные аспекты утилизации органических отходов с использованием методов биоконверсии в проблеме охраны окружающей среды. Современные биогазовые технологии – перспективный метод решения проблем агропромышленного комплекса. Анаэробная переработка отходов животноводства и растениеводства приводит к минерализации основных компонентов удобрений. Обеззараживание отходов животноводства и растениеводства. Производство топливного биогаза, биометана и электроэнергии. Классификация отходов. Отходы производства. Отходы потребления. Промышленные отходы. Бытовые отходы. Радиоактивные отходы. Возможные направления использования отходов производства. Утилизация промышленных отходов. Методы технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых бытовых отходов. Источники углеродсодержащих отходов. Методы утилизации углеродсодержащих отходов. Технологии утилизации углеродсодержаших отходов. Технологии, основанные на химических методах обезвреживания. Технологии биологического обезвреживания. Технологии основанные на электрохимических методах.

 

Раздел 8. Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды

Международное сотрудничество в охране окружающей среды. Международно-правовой механизм охраны окружающей среды. Основные принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Международные организации в области охраны окружающей среды. Международные правовые средства охраны атмосферы земли, околоземного и космического пространства, природа Мирового океана, животного и растительного мира, окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами. Международно-правовая охрана атмосферы и земли, околоземного и космического пространства. Международно-правовая охрана мирового океана. Международно-правовая охрана животного и растительного мира. Международно-правовая охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами.

Раздел 9. Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем окружающей среды и обеспечении устойчивого развития общества

Понятие «глобальная экологическая проблема». Основные методы и способы решения глобальных экологических проблем. Роль инженера-эколога в решении глобальных экологических проблем. Экологическая составляющая концепции устойчивого развития.

Практические (семинарские) занятия

 

Разделы дисциплины и связь с формируемыми компетенциями

№ п/п	Раздел дисциплины, участвующий в формировании компетенций	Часов на раздел	Компетенции	Количество компетенций
ОК-7	ОК-8	ПК-1	ПК-2	ПК-4	ПК-10
	Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога		З				У
	Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога			З	У		В
	Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием		З				У,В	У,В
	Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС			З		В	У,В
	Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды.		З		З,У,В			У,В
	Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога			З	У,В	В	У,В
	Перспективные способы переработки отходов различных отраслей		З		У,В	В		У,В
	Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды		З		У,В			У
	Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем ОС и обеспечении устойчивого развития общества				У,В	В	У,В	У,В

(Сумма компетенций, сформированных каждым разделом, соотнесенная с часами на изучение данного раздела, позволяет

оценить реальность формирования компетенций и скорректировать распределение часов отведенных на разделы).

Условные обозначения: З – знать,

У – уметь,

В – владеть.

 

Образовательные технологии

__________________________________________________________________

(Указываются образовательные технологии, используемые при реализации различных видов учебной работы, в том числе интерактивные формы проведения занятий.

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, психологические и иные тренинги) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебных курсов должны быть предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

Примеры оценочных средств для текущего контроля и промежуточной аттестации: коллоквиум, зачет, экзамен, тесты, контрольные работы, типовые задания, расчетно-графические работы, эссе, рефераты, курсовые работы, курсовые проекты, отчеты по практикам, НИРС и др).

 

№ п/п	Раздел дисциплины	Компетенции	Образовательные технологии	Оценочные средства
	Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога	ОК-7, ПК-4	Лекция-визуализация	Тест
	Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога	ОК-8; ПК-1; ПК-4	Проблемная лекция	Контрольная работа
	Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием	ОК-7; ПК-4; ПК-10	Лекция-визуализация.	Контрольная работа
	Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС	ОК-8; ПК-2; ПК-4	Проблемная лекция	Тест
	Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды.	ОК-7; ПК-1; ПК-10	Лекция-визуализация	Тест
	Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога	ОК-8; ПК-1; ПК-2; ПК-4	Лекция-визуализация	Тест
	Перспективные способы переработки отходов различных отраслей	ОК-7; ПК-1; ПК-2; ПК-10	Лекция-визуализация	Тест
	Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды	ОК-7; ПК-1; ПК-10	Лекция-визуализация (просмотр учебного фильма)	Контрольная работа
	Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем ОС и обеспечении устойчивого развития общества	ПК-1; ПК-2; ПК-4; ПК-10	Лекция-визуализация (просмотр учебного фильма)	Контрольная работа

 

 

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Тематика рефератов, расчетно-графических работ, курсовых проектов (работ)

Лекционные занятия проводятся в форме лекций-визуализаций (с использованием презентаций), проблемных лекций.

Практические занятия проводятся в формах:

- решения практических задач;

- просмотр учебных фильмов с последующим обсуждением;

- разбор конкретных ситуаций.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовка рефератов.

Примеры тестов и контрольных вопросов для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации

__________________________________________________________________

(Приводятся примерные тесты, примеры контрольных вопросов, заданий для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Следует учесть, что фонды оценочных средств для проведения текущего, промежуточного и межсессионного контроля освоения дисциплины должны входить в состав учебно-методической документации по данной дисциплине).

Организация самостоятельной работы студентов

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

1. Аствацатуров А.Е. Инженерная экология и защита окружающей среды: Учеб. пособие./ Ростов н/Д.: ДГТУ, 2001. 2. Арбузов В.В. Экономика природопользования и природоохраны/ В.В. Арбузов,… 3. Батенков В.А. Охрана биосферы: Учебно-методическое пособие. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002.

Раздел 1 Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога

Лекция 1 РОЛЬ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ В СНИЖЕНИИ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

В своей работе инженер-эколог как правило имеет дело с двумя составляющими природопользования: природными ресурсами (компонентами, сырьем и т.д.), которые на входе предприятия являются… Современная парадигма отношений в системе природа - человек заключается в том, чтобы обеспечить как можно более…

Проблема формирования экологической культуры

Как отмечает Э.В. Гирусов, культуру принято определять через противопоставление ее природным явлениям, поскольку одним из важнейших проявлений… Культура в качестве социального явления может быть определена в самом общем… В настоящее время современное общество оказалось перед выбором: либо сохранить существующий способ взаимодействия с…

Подготовка инженеров, владеющих способами защиты окружающей среды

Экология возникла в недрах биологии в форме знания о связи живого организма с окружающей природной средой. Представление о необходимости… Более тесное соединение науки экологии и экологического просвещения и… Наше российское экологическое образование имеет давние традиции формирования знаний о взаимоотношениях человека и…

Объекты профессиональной деятельности инженера-эколога

> сам человек, его жилье; > человек и рабочее место; > человек и среда (в самом широком смысле этого понятия: село, город, транспорт, место отдыха, атмосфера, почва,…

Содержание профессиональной деятельности инженера-эколога

Средние по масштабам предприятия могут иметь ограниченные возможности и им разве что под силу содержание только специалиста в ранге менеджера-консультанта по экологическим вопросам или менеджера-эколога. Решение же крупных вопросов экологического аудирования им не под силу, и они либо вынуждены обращаться к крупным предприятиям за плату для выполнения этой работы или же напрямую обращаться к аудиторским, консультативным, тренинговым, инжиниринговым фирмам, либо к контролирующим организациям, природоохранным службам.

Мелкие предприятия не имеют возможности содержать и менеджера-консультанта по экологическим вопросам, поэтому они вынуждены все свои проблемы решать либо на свой страх и риск, либо прибегать к услугам соответствующих фирм, Комитетов по контролю за ОПС.

Инженер-эколог в системе экологического аудита

Например, эколическая ревизия (Норт, 1992) имеет целью обеспечение охраны окружающей среды путем: ♦ создания системы контроля за постановкой экологической работы на… ♦ анализа соответствия принятой форме политики в области охраны окружающей среды требованиям экологического…

Инженер-эколог в системе страховой политики

Одним из эффективных механизмов оздоровления экологической обстановки в стране может стать экологическое страхование (ЭС) и развивающееся для его… В соответствии с ЭС основная роль отводится Комиссии по экологическому… В задачи Комиссии по экологическому аудированию входит:

СТРАХОВОЕ ВОЗМЕЩЕНИЕ

Компенсация ущерба природной среде Расходы По приведению в прежнее состояние природных объектов

Инженер-эколог на стадии проектирования

Менеджер-эколог участвует в разработке концепции предприятия и его проектировании через включение в проект вопросов охраны природной среды (через… Важнейшие правила, которым должен следовать менеджер эколог на стадии… • предусматривать в проекте жесткий вариант соблюдений экологических стандартов и с расчетом на будущее их…

Инженер-эколог на стадии управления отходами

Процесс формирования, накопления и складирования отходов регламентируются системой управления отходами. Предусмотреть на предпроектной и проектной стадиях масштабы и виды… Однако в последние годы сами отходы привлекают к себе все большее количество переработчиков (извлекается биологический…

Инженер-эколог в условиях развития чрезвычайной ситуации

В условиях развития чрезвычайной ситуации (ЧС), связанной с проявлением стихийных бедствий или производственными условиями (авариями) инженер-эколог действует в рамках техники безопасности и экологической безопасности, предусмотренных производственными программами или схемами управления экологической безопасностью, которые разрабатываются специально на случай развития ЧС (так называемый нештатный режим работы предприятия).

 

РАЗДЕЛ 2 ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОЦИАЛЬНОГО ЗАКАЗА НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Лекция 2 СОЦИАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ

НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога: глобальные проблемы окружающей среды и проблема обеспечения устойчивого…

Формирование рынка экологических услуг

Переориентация экономики развитых стран началась в конце 60 годов XX века с введения экологических норм и стандартов. Поначалу казалось, что… Компании и фирмы, которые хотели нравиться своим клиентам должны были… Забота об окружающей среде вошла в кодекс правил хорошего тона для всех отраслей бизнеса. Если такая забота причиняла…

РАЗДЕЛ 3 Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности

В системах управления предприятием

Лекция 3 НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ

Эколого-правовой механизм управления экологической безопасностью представляет собой самостоятельный институт российского экологического права и… Первое звено эколого-правового механизма - природоохранительные нормы права.… Второе звено механизма включает экологизированные правовые нормы и нормативы. Главная функция этого звена выражается в…

Принципы профессиональной деятельности инженера-эколога

2. Необходимо рекламировать свои усилия по охране окружающей среды таким образом, чтобы об этом знала общественность и контролирующие органы. Имидж… 3. Окупаемость природоохранных мероприятий придаст уверенность предприятию в… 4. Надо постоянно укреплять среди сотрудников предприятия, компании, организации необходимость постоянного…

РАЗДЕЛ 4 РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Лекция 4 СТРОИТЕЛЬСТВО ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО УЛАВЛИВАНИЮ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ И СТОЧНЫХ ВОД

На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одним из основных… В настоящее время используются различные методы улавливания и обезвреживания…

Абсорбция газовых примесей

Процесс, завершающийся растворением абсорбата в поглотителе, называют физической абсорбцией (в дальнейшем - абсорбция). При физической абсорбции… Схема абсорбционной установки приведена на рис. 11. Газ на абсорбцию подается…

Насадочные колонны

Рис. 12. Виды насадки: а - насадка из колец Рашига: 1 - отдельное кольцо; 2 -кольца навалом; 3 -регулярная насадка; б - фасонная насадка: 1 - кольца…

Тарельчатые колонны

Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и… Таким образом, процесс массопереноса в тарельчатых колоннах осуществляется в… Диапазон диаметров тарелок (независимо от их типа и конструкции), применяемых в колонной аппаратуре, составляет…

Методы и способы очистки сточных вод от примесей.

Из известных способов обработки и утилизации производственных жидких отходов, включая и пастообразные, в мировой практике наибольшее распространение… Сточные воды промышленных предприятий очищают механическими,… Вследствие сильной загрязненности сточных вод промышленных предприятий их очистка от примесей производится в несколько…

Процессы и аппараты механической очистки сточных вод

Как правило, механическая очистка является предварительным, реже — окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает… Высокий эффект очистки сточных вод достигается различными способами… Процесс более полного осветления сточных вод осуществляется фильтрованием — пропуском воды через слой различного…

Усреднители.

Для обеспечения нормальной эксплуатации очистных сооружений в указанных случаях необходимо усреднение концентрации примесей или расхода сточной… Усреднение проводят в контактных и проточных усреднителях. Контактные…

Решетки.

Процеживание — первичная стадия очистки сточных вод — предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а… Решетки применяют для улавливания из сточных вод крупных, нерастворенных,… Решетки устанавливают на очистных станциях при поступлении на них сточных вод самотеком. Не применять решетки на…

Глубокая очистка сточных вод.

Методы фильтрования, микрофильтрации, флотации и глубокой очистки в биологических прудах по задержанию в них взвешенных веществ и БПКполн… Независимо от величины БПКполн в исходной сточной воде фильтры обеспечивают… Повторное использование доочищенных сточных вод в промышленности осуществляется в районах с высокоразвитой…

РАЗДЕЛ 5 РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА В КОНТРОЛЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Лекция 5 ПРИРОДООХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Полная и достоверная статистическая информация является тем необходимым основанием, на котором базируется процесс управления охраной окружающей…

Сущность инженерных исследований в экологии

Соответственно, инженерное исследование в экологии - это изучение любых природных и антропогенных объектов природо-промышленных систем путем… Природо-промышленная система (ППС) - это множество объектов отраслей… В состав природо-промышленной системы входят:

Цель инженерного исследования в экологии

Инженерные исследования в экологии чаще всего преследуют практическую цель - получение достоверной информации для выявления закономерностей развития явлений и процессов, происходящих в природо-промышленной системе. Задача наблюдения предопределяет его программу и формы организации. Неясно поставленная цель может привести к тому, что в процессе наблюдения будут собраны ненужные данные или, наоборот, не будут получены сведения, необходимые для анализа.

Объект инженерного исследования в экологии

Под объектом инженерного исследования в экологии понимается некоторая статистическая совокупность, в которой проистекают исследуемые явления и… - определить состав используемых в анализе методов, необходимые группировки; … - на основе этого выявить те признаки, которые можно определить при проведении исследовательской работы.

Время инженерного исследования в экологии

- установление критического момента (даты) или интервала времени; - определение срока (периода) наблюдения. Под критическим моментом (датой) исследования понимаются конкретные день года, час дня, по состоянию на который должна…

РАЗДЕЛ 6 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Лекция 6 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И УПРАВЛЕНИЯ ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ

Решение о разработке серии международных стандартов в области систем экологического менеджмента явилось результатом Уругвайского раунда переговоров… Стандарты ISO 14000 разрабатываются с учетом уже зарекомендовавших себя… Важным аспектом является то, что система стандартов ISO 14000 ориентирована не на количественные параметры и не…

Требования, предъявляемые к системе управления окружающей средой

  Как и в западном аналоге, основным документом стандартов серии ГОСТ Р ИСО… В предисловии к стандарту справедливо указывается, что в настоящее время предприятия становятся все более…

Перспективы развития экономики природопользования

В условиях перехода к рыночным отношениям предпочтение, в государственном регулировании качества окружающей среды, следует отдавать экономическим… - финансовую базу; экологическую индустрию (экобизнес); экологическое… Основой ЭМПП должна быть мощная и динамичная финансовая база. В кредитно-финансовой системе необходимо создать новые…

Экономическое стимулирование ООПС

В России стимулирование рационального природопользования и охраны окружающей природной среды (ООПС) осуществляется на законодательном уровне… - установления налоговых и иных льгот, представляемых государственным и иным… - освобождения от налогообложения экологических фондов;

Финансовое регулирование природоохранной деятельности.

В большинстве развитых стран программы поддержания и улучшения качества окружающей среды были приняты в конце 60-х - начале 70-х гг. Для… Помимо прямых затрат правительства на природоохранную деятельность в странах с… Кроме этого, устанавливаются еще всевозможные налоговые скидки на дополнительные капиталовложения в очистные…

РАЗДЕЛ 7 Перспективные способы переработки отходов различных отраслей

Лекция 7 Современные биогазовые технологии – перспективный метод решения экологических проблем агропромышленного комплекса.

Перспективы создания биоэнергетической индустрии переработки сельскохозяйственных отходов

В Российской Федерации в результате жизнедеятельности деятельности предприятий животноводства ежегодно скапливается большое количество отходов: - крупного рогатого скота и свиноводства – 349,7 млн. т - птицеводства – 23,1 млн. т.

Данные по крупным, средним и малым сельскохозяйственным организациям Республики Татарстан

К 2012 году ожидается увеличение объема отходов до 11,5 млн тонн. В результате регион сталкивается с серьезной экологической проблемой - утилизацией… Традиционные способы использования отходов животноводства и растениеводства,… Одним из наиболее перспективных, если не сказать единственным, на сегодняшний день вариантом решения этой проблемы…

Рис. 1 Схема биогазовой установки

1 – источник отходов; 2 – система подготовки субстрата; 3 – биореактор; 4 – барботажное перемешивающее устройство; 5 – газгольдер; 6 – система сбора готового биоудобрения

 

В отличие от известных ранее биогазовых установок технология переработки отходов производств АПК с последующим получением биогаза и биоудобрений в данном комплексе включает несколько стадий.

Сначала отходы поступают в систему подготовки субстрата, которая представляет собой емкость необходимого объема. Здесь происходит измельчение отходов, перемешивание и доведение до влажности 85-90 %.

Затем подготовленный субстрат подается в биореактор.

Закачка сырья в реактор осуществляется двумя способами: под действием силы тяжести и с помощью специального насоса. Первый способ простой и дешевый, но усложняется с ростом объема биореактора, поэтому применяется для малых установок. Для больших и средних установок применяют второй способ.

Биореакторпредставляет собой герметичную емкость, в которой происходит сбраживание органических отходов с получением биогаза.

Одним из условий интенсификации режима переработки отходов АПК является перемешивание перерабатываемой массы. В современных биореакторах применяют в основном два вида перемешивания: механическое с использованием вращательного движения и барботажное.

Другим не менее важным условием является поддержание оптимального температурного режима в биореакторе. На практике применяют два режима брожения: термофильный и мезофильный. Согласно первому, температура бродильной массы должна составлять 51-55 °С. Реакция при этом идет в два раза интенсивнее. Термофильный режим имеет преимущества с точки зрения экологии: болезнетворные организмы, семена сорняков уничтожаются практически полностью. Пропускная способность реактора повышается, что позволяет уменьшить объем реактора и снизить затраты.

При мезофильном режиме (30-40 °С) требования к точности поддержания температуры менее строгие. Но не всегда существует возможность применения этого режима с экологической точки зрения.

Температурный режим поддерживается при помощи системы обогрева биореактора. Рациональнее всего для подогрева использовать энергию сжигания биогаза, вырабатываемого установкой.

После брожения удобрение отводится из биореактора в специальную емкость. Из больших биогазовых реакторов перебродившую массу подают в емкость с использованием насосов.

На малых и средних установках биоудобрения поступают в емкость самотеком, поэтому необходимо располагать емкость несколько ниже патрубка слива готового удобрения из реактора. При этом система слива представляет собой канализационную трубу со специальным краном. Если позволяет рельеф местности, то удобрение может поступать самотеком из реакторов любого объема в емкость для хранения.

Для непрерывного функционирования биогазовой установки устанавливают блок автоматики, который контролирует все параметры и поддерживает заданный температурный режим. Блок автоматики состоит из программируемого контроллера температуры и таймера. Термоконтроллер осуществляет управление системой подогрева биореактора. Таймер управляет работой электрического миксера при перемешивании субстрата в емкости для подготовки, насосами для подачи исходного субстрата и удаления готового удобрения из реактора, компрессора для подачи газа на барботирование.

Предложенная биогазовая установка за счет использования биореактора барботажного типа позволяет повысить интенсивность и качество переработки отходов АПК, варьировать объемы исходного субстрата и период брожения за счет выбора температурного режима. Применение современной системы автоматизации позволит сделать процесс непрерывным.

В настоящее время проведена серия опытов по математическому моделированию процесса получения биогаза, определены основные конструктивные и технологические параметры (влажность и температура субстрата, продолжительность процесса и интенсивность перемешивания биогаза).

Целью исследований является определение оптимальных параметров и режимов работы интенсивной технологии получения биогаза.

Методы технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых бытовых отходов

Проблема переработки органических отходов является одной из актуальных, поскольку продолжается накопление промышленных, бытовых и… Установлено, что в настоящее время каждая из величин – население Земли, объем… Классификация отходов.

Отходы производства

Характерное для современного мира расширение индустриального производства сопровождается использованием громадного количества сырья и энергетических… Отходы производства – все то, что образуется в процессе производства или после… Согласно этому определению к отходам производства относятся остатки многокомпонентного природного сырья после…

Отходы потребления

Примечания: 1. К отходам потребления относят полуфабрикаты, изделия (продукцию) или… 2. К отходам потребления относят в основном твердые, порошкообразные и пастообразные отходы (мусор, стеклобой, лом,…

Источники углеродсодержащих отходов

Объем загрязненного нефтепродуктами грунта, образующегося за год, составляет 510 млн. тонн. Норма образования ТБО - 130 млн. тонн. Объем осадков… Для выработки концепции обезвреживания углеродсодержащих отходов оценим… В среднем, как следует из Таблицы 2, для получения положительного теплового эффекта реакции горения отходов содержание…

Методы утилизации углеродсодержащих отходов

В мировой практике для утилизации и обезвреживания ПО и ТБО используют термические, химические, биологические и физико-химические методы К термическим методам обезвреживания отходов относятся сжигание, газификация и… Сжигание - наиболее отработанный и используемый способ. Этот метод осуществляется в печах различных конструкций при…

Технологии утилизации углеродсодержаших отходов

Западные страны начали активно заниматься переработкой ПО и ТБО еще в 60-е годы. В течение 10 лет в США, Японии, Германии, Франции и Швейцарии была… В России мусоросжигательные заводы появились только десять-пятнадцать лет… Для правильного выбора технологии утилизации определенного вида отходов, необходимо знание основных физико-химических…

Технологии, основанные на химических методах обезвреживания

Технология химического осаждения тяжелых металлов (Сr, Pb, Нg, Сa) и радионуклидов в грунтах осуществляется введением реакционно-способной смеси… Технология обработки загрязненных грунтов реагентами (известь, сульфат натрия,… Фирмой "MEISSNER GRUNDBAU" разработана технология химической обработки нефтесодержащих отходов. По…

Технологии биологического обезвреживания

Технологии биологического обезвреживания органических экотоксикантов основаны на активации аборигенной микрофлоры или внесении в грунт определенных… Простейшими способами активации микрофлоры являются механические рыхление,… Другим широко распространенным способом биоактивации является аэрация или продувка грунта воздухом. Эффективность…

Технологии основанные на электрохимических методах

Технологии, основанные на электрохимических методах используются для обезвреживания хлорированных углеводородов, фенолов и нефтепродуктов и… Технологии электрокинетической обработки применяются для очистки глинистых и… Для очистки почв и грунтов от хлорорганики разработан метод сверхвысокочастотного нагрева. СВЧ-оборудование позволяет…

РАЗДЕЛ 8 Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды

ЛЕКЦИЯ 8 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды насчитывает пока менее, чем полувековую историю. К началу 70-х годов прошлого века… Международное сотрудничество - все направления и формы межгосударственных и… Отношение государств, организаций, политических деятелей, ученых, представителей всех профессий и слоев населения к…

Международно-правовой механизм охраны окружающей среды Основные принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды

Необходимость международного сотрудничества в области ООС диктуется все большей и большей экологической зависимостью всех стран друг от друга.… В настоящее время международно-правовой механизм ООС зиждется на следующих… 1) принцип защиты ОС на благо нынешних и будущих поколений, суть которого сводится к обязанности государств…

Международные организации в области охраны окружающей среды

Важную роль в области ООС играют и активно занимаются организацией исследований окружающей среды и ее ресурсов специализированные учреждения ООН. … ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и… Забота о здоровье людей - главная цель ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), что всегда связано с ООС. ВОЗ…

Околоземного и космического пространства

Центральное место в системе норм по охране атмосферы Земли занимают Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного использования… Участники Конвенции о запрещении военного или любого иного враждебного… В соответствии с Конвенцией о трансграничном загрязнении воз духа на большие расстояния 1979 г. государства пришли к…

Международно-правовая охрана мирового океана

Нормы по охране морской среды содержатся как в общих конвенциях по морскому праву (Женевских конвенциях 1958 г., Конвенции ООН по морскому праву… Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случаях…

Международно-правовая охрана животного и растительного мира

Так, целями Конвенции о биологическом разнообразии 1992 г. являются сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов… Международно-правовая охрана животного и растительного мира развивается по… 1. Охрана природных комплексов.

Международно-правовая охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами

Вопросы защиты окружающей среды от радиационного загрязнения регулируются нормами договора о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере,… Женевская Конвенция об открытом море 1958 г., в частности, обязывает… Договор об Антарктике 1959 г. запрещает сброс радиоактивных веществ южнее 60-й параллели южной широты.

Заключение

Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды в течение прошедших десятилетий, несомненно, прогрессировало. Оно расширилось, охватив все страны и народы, стало более глубоко связанным с всесторонним развитием общества. Возросла научная обоснованность природоохранительной деятельности правительств и международных организаций. Сотрудничество выросло в организационном отношения. Природоохранительное сотрудничество стало неотъемлемым элементом жизни международного сообщества на современном этапе.

Можно выделить следующие принципы права охраны окружающей среды:

принцип суверенитета государства над своими природными ресурсами;

предотвращение загрязнения природной среды; объявление природной среды в пределах международных территорий общим достоянием человечества;

свобода исследования природной среды;

сотрудничество в чрезвычайных обстоятельствах.

Основные направления международного сотрудничества в области охраны окружающей среды - собственно охрана окружающей среды и обеспечение ее рационального использования.

Объектами международно-правовой защиты являются:

атмосфера Земли, околоземное и космическое пространство;

Мировой океан;

животный и растительный мир;

охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами.

 

РАЗДЕЛ 9 РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА В РЕШЕНИИ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВА

Лекция 9 РЕГИОНАЛЬНАЯ И ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ

АТМОСФЕРЫ

Природа менялась под воздействием человека с первых этапов развития цивилизации. На среде обитания сказывались даже сбор ягод и плодов, охота и… Всепроникающий характер экологические проблемы приобрели в XX столетии, когда… Многогранность проблем, возникающих в процессе взаимодействия природы и общества, их взаимосвязь с проблемами…

Проблема охраны атмосферы, озонового слоя и околоземного

Пространства

Наличие атмосферы - одно из главных условий для существования жизни на Земле. Поэтому имеют значение все ее свойства: соотношение основных… Изменения в составе атмосферы могут происходить под влиянием природных… К числу глобальных проблем относится борьба с кислотными осадками и экологическими последствиями их выпадения.…

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

Программа курса состоит из введения и 9 разделов, которые разбиты на 18 тем. Для каждой темы приводятся обязательная для изучения литература, с… РАЗДЕЛ 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

ТЕМА 1. РОЛЬ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ В СНИЖЕНИИ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

[12] введение, глава 1. [13] часть 1, глава 1. [17] тема 1, лекция 1,2.

РАЗДЕЛ 2. ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОЦИАЛЬНОГО ЗАКАЗА НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

ТЕМА 2. СОЦИАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

[12] глава 4. [13] часть 1, глава 1. [4] глава 1,4.

РАЗДЕЛ 3. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА – ЭКОЛОГА В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

ТЕМА 3. НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ

[5] глава 2. [10] тема 6,7,8. [12] глава 16.

РАЗДЕЛ 4. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА- ЭКОЛОГА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ТЕМА 4. СТРОИТЕЛЬСТВО ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО УЛАВЛИВАНИЮ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ И СТОЧНЫХ ВОД

[8] раздел 5 [12] глава 6 [13] глава 3

РАЗДЕЛ 5. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА ЭКОЛОГА В КОНТРОЛЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ТЕМА 5. ПРИРОДОХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

[20] часть 8,9 Вопросы для самопроверки  

РАЗДЕЛ 6. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА ЭКОЛОГА

ТЕМА 6. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И УПРАВЛЕНИЕ ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ

[12] глава 15 [19] тема 5 [22] глава 3

ТЕМА 7 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

[12] глава 14 [19] тема 6 [22] глава 4

РАЗДЕЛ 7 ПЕРСПЕКТВНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ

ТЕМА 8 Современные биогазовые технологии – перспективный метод решения экологических проблем агропромышленного комплекса.

Перспективы создания биоэнергетической индустрии переработки сельскохозяйственных отходов

[3]глава 5 [8] раздел 1, глава 1.15 [17] лекция 13

ТЕМА 9 МЕТОДЫ, ТЕХНОЛОГИИ И КОНЦЕПЦИЯ УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

[3]глава 6 [8] раздел 2, глава 1.15 [17] лекция 14

РАЗДЕЛ 8 Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды

Тема 10 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

[4]глава 6 [8] раздел 1, глава 1.15 [20] лекция 17

ТЕМА 11. Международно-правовой механизм охраны окружающей среды Основные принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды

[3] глава 4 [12] глава 3 [13] глава 2

РАЗДЕЛ 9. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА В РЕШЕНИИ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВА

ТЕМА 12. РЕГИОНАЛЬНАЯ И ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ

АТМОСФЕРЫ

[3] глава 7 [12] глава 1 [13] глава 3

Тема 13 Проблема охраны атмосферы

[3] глава 5 [12] глава 4 [13] глава 2

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная:

1. Аствацатуров А.Е. Инженерная экология и защита окружающей среды: Учеб. пособие./ Ростов н/Д.: ДГТУ, 2001.

2. Арбузов В.В. Экономика природопользования и природоохраны/ В.В. Арбузов, Д.П. Грузин, В.И. Симакин. Пенза: Пенз. Гос. Унив., 2004.

3. Батенков В.А. Охрана биосферы: Учебно-методическое пособие. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002.

4. Бганба В.Р. Социальная экология/ М.: Высшая школа, 2004.

5. Белов Г.В. Экологический менеджмент предприятия/ М.: Логос, 2006.

6. Ахметова И.Г. Экономика природопользования: учебное пособие/ И.Г. Ахметова – Казань: КГЭУ, 2006. – 48с.

7. Фомичева Е.В. Экономика природопользования: учеб. пособие/ Е.В. Фомичева. – М.: Дашков и К, 2003. – 208с.

8. Передельский Л.В. Экология: учебникдля вузов/ Л.В. Передельский, В.И. Коробкин, О.Е. Приходченко. – М.: Проспект, 2007. – 512 с.

9. Экология: учебник для вузов/ под ред. Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. – 2-е изд., перераб и доп.- М.: Логос, 2006. – 504 с.: ил.

10. Ветошкин А.Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды/ Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004.

11. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования направление подготовки дипломированного специалиста 656600 – защита окружающей среды.

12. Бариева Э.Р. Экологическое право: учебное пособие/ Э.Р. Бариева, Л.А. Скобелева. – Казань: КГЭУ, 2004 – 88с.

13. Шамилева И.А. Экология: учебное пособие для вузов/ И.А. Шамилева. – М.: ВЛАДОС, 2004. – 144 с.: ил.

14. Коваленко В.И. Исследование рынка экологических услуг: Учеб. пособие/ В.И. Коваленко, Л.М. Кузнецов. СПб.: СПбГИЭУ, 2007.

15. Калыгин В.Г. Промышленная экология. Курс лекций/ М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.

20. Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды: учебник для вузов/ А.Н. Голицын. – М.: ОНИКС, 2007. – 336 с.: ил.

16. Масленникова И.С. Управление экологической безопасностью и рациональным использованием природных ресурсов: Учеб. пособие/ И.С. Масленникова, В.В. Горбунова. СПб.: СПбГИЭУ, 2007.

17. Масленникова И.С. Экологический менеджмент: учебное пособие/ И.С. Масленникова, Л.М. Кузнецов, В.Н. Пшенин. СПб.: СПбГИЭУ, 2005.

18. Квашнин И.М. Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация: производственно-практическое издание/ И.М. Квашнин. – М. АВОК – ПРЕСС, 2005 – 392 с.

19. Матвеев А. Н. Оценка воздействия на окружающую среду: Учеб. пособие/ А. Н.Матвеев, В.П. Самусенок, А.Л. Юрьев. Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. Ун-та, 2007.

20. Кувыкин Н.А. ,Гриневич В.И.,Бубнов А.Г. Опасные промышленные отходы (лицензирование, нормативы образования и лимиты на размещение): Учебно-метод. пособие / под общ. ред. Кострова В.В. Иваново: Иван. Гос. Хим.-технол. ун-т., 2004.

21. Павлов А.Н. Экология рациональное природопользование и бжд/ М.: Высшая школа, 2005.

22.Ерофеев Б.В. Экологическое право: учебник/ Б.В. Ерофеев – 3-е изд., доп. – ИНФРА-М, 2006 – 384с.

23. Пашкевич М.А. Экологический мониторинг/ М.А. Пашкевич, В.Ф. Шуйский. СПб: Санкт-Петербургский государственный горный институт, 2002.

24. Чубуков Г.В. Природоресурсное право Российской Федерации: учебное пособие для вузов/ Г.В. Чубуков. – 3-е изд., стер. –М.: МГИУ, 2007. – 276с. .

25. Водное хозяйство промышленных предприятий: справочное издание. В з-х кн./ В.И. Аксенов; под ред. В.И. Аксенова.

26. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин и др. – 2-е изд. стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 344с.: ил. .

27. Калыгин В.Г. Промышленная экология: учебное пособие для вузов/ В.Г. Калыгин. – 2-е изд., стер.- М. : Академия, 2006. – 432с.

28. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: учебное пособие для вузов /А.Г. Ветошкин. – М.: Высшая школа, 2008. – 639с.: ил.

29. Юшин В.В. Техника и технология защиты воздушной среды / В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. М.: Высшая школа, 2005.

дополнительная литература

30. Николайкина Н.Е. Промышленная экология: Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта: Учеб. пособие/ Н.Е. Николайкина, Н.И. Николайкин, А.М.Матягина. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.

31. Порядин А.Ф. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды: учебное пособие для инженера эколога/ А.Ф. Порядин, А.Д. Хованский. М.: НУМЦ Минприроды России, издательский дом «Прибой», 1996..

32. Сибикин, Ю. Д. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии : учеб. издание / Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин. – М. : ИП Радио-софт, 2008. – 228 с.

33. Лосюк Ю.А. Нетрадиционные источники энергии: учебное пособие для вузов/ Ю.А. Лосюк, В.В. Кузьмич. – Минск: Технопринт, 2005. – 234 с.

34. Зверева Э.Р. Обзор альтернативных источников энергии: учебное пособие по курсу «Технология топлива и энергетических масел»/ Э.Р. Зверева. – Казань: КГЭУ, 2005. – 100 л.

35. Виссарионов, В. И. Энергетическое оборудование для использования нетрадиционных источников энергии / В. И. Виссарионов. – М.:2004. – 374 с.

36. Грачева Е.И. Экологические аспекты производства и распределения электроэнергии: учебное пособие/ Е.И. Грачева, А.В. Иванова. – Казань: КГЭУ, 2012. – 39с.

37. Найман С.М. Твердые отходы и их переработка: учебное пособие по курсу «Техника и технология переработки и утилизации отходов»/ С. М. Найман. – Казань: КГЭУ, 2006. – 332 с.

38. Ресурсосберегающие технологии переработки твердых отходов жилищно-коммунального хозяйства, обеспечивающие безопасность жизнедеятельности мегаполиса: монография/ В.С. Артамонов и др. – СПб.: Гуманистика, 2008. – 192с.

 

периодические издания (журналы)

39. Экология и промышленность России. М.

40. Известия ВУЗов: Проблемы энергетики. Казань: КГЭУ.

 

 

Методические указания к выполнению практических заданий

Практическое занятие №1

Тема занятия: «Определение количества загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферный воздух от промышленных предприятий»

Цель практического занятия: научиться определять количество образующихся при сжигании топлив шлаков и выбрасываемых в атмосферу аэрозолей; научиться определять количество загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферу при сжигании газообразных топлив; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

 

Теоретическая часть

1. Очень часто превышение норм пылевых выбросов является причиной штрафных санкций, предъявляемых предприятию. Инженер-эколог должен уметь грамотно оценивать масштабы пылевых загрязнений, производимых его предприятием.

Значительное загрязнение атмосферы твердыми частицами происходит в результате работы объектов энергетики. Большие количества пылевых выбросов приходятся и на долю промышленных объектов. Пыль оказывает негативное влияние как на здоровье людей и животных, так и на флору. Оседая на поверхности листьев, пылевые частицы способны нарушать газообмен растений с окружающей средой. Придавая листьям более темную окраску, пыль приводит к более сильному нагреванию листьев на солнце и последующему усыханию растений. Кроме того, пыль является смесью разнообразных солей, которые при растворении способны проникать внутрь растения и повреждать его. По этой причине в городах ежегодно гибнет большое количество зеленых насаждений, что приводит к большому экономическому и экологическому ущербу.

Образование пылевых выбросов в значительной степени связано с наличием в составе топлива минеральной, негорючей составляющей, а также с неполным окислением молекул топлива. Особенно велика доля минеральной негорючей составляющей в твердом топливе, например, каменном угле. Количественно эта составляющая характеризуется величиной зольности топлива, которая является важным показателем его экологичности.

2. В последние десятилетия все большее внимание уделяется газообразному топливу, как наиболее экологически чистому. Оно представляет собой смесь, основными компонентами которой являются горючие газы, такие, как метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен, сероводород и другие, а также углекислый и сернистый газ. В силу хорошей смешиваемости газообразного топлива с воздухом процесс окисления идет практически до конца. Это приводит к образованию безвредных или малотоксичных продуктов. Это является большим преимуществом газообразного топлива перед жидким и твердым. Кроме того, зольность газообразного топлива как правило предельно низка или вообще равна нулю.

Методика выполнения работы

   

Контрольное задание

1. Определить количества шлаков и аэрозолей, образующихся при сжигании 1 тыс.т.:

Вариант	Топливо	Х	С	Z,%
	Древесины	0.30	0.00	00.60
	Торфа	0.33	0.89	12.50
	Бурого угля	0.35	0.90	34.00
	Каменного угля	0.33	0.97	18.00
	Сланцев	0.30	0.95	50.00
	Мазута	0.33	0,98	00.10

2. Построить материальный баланс веществ при сжигании 1 тыс.т. природного газа со следующим составом:

Вариант	Метан, %	пропан, %	бутан, %	Углекислый газ, %

 

Практическая работа №2

«Теория организации сплошного мониторинга лесов заданного района»

Цель практического занятия: ознакомиться с теорией организации сплошного мониторинга лесных экосистем и средствами его реализации;закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

 

Теоретическая часть

Наиболее распространенными на нашей планете являются лесные экосистемы. Они же наиболее часто повреждаются в результате хозяйственной деятельности человека. Большие площади лесов вырубаются ежегодно при строительстве дорог. Дымовые выбросы автомобилей зачастую являются причиной гибели лесных насаждений вдоль крупных автомагистралей.

Мониторинг - это инструментальный контроль за состоянием живых и неживых объектов, какие-либо изменения которого свидетельствуют о динамике экосистемы под воздействием антропогенного фактора. В зависимости от пространственных параметров рассматриваемых (контролируемых) экосистем следует различать глобальный, региональный и локальный мониторинг. Мониторинг можно осуществлять из космоса или с самолета, но наиболее точные сведения можно получить, обследуя лесной массив силами пеших наблюдателей.

Методика выполнения работы

(1) где H – площадь поля фиксации наблюдательного средства (например, зрения), G –… (2)

Контрольное задание

Рассчитать поисковый потенциал пешего наблюдателя, наблюдателя на велосипеде, на дельтапланах, на вертолетах и на самолетах, время необходимое на обследование заданной площади лесного массива каждым из них. Распределить площадь лесов для мониторинга между различными средствами наблюдений исходя из поискового потенциала и затрачиваемыми средствами на его осуществление.

Таблица 2

. Площадь обследуемого лесного массива.

Вариант
Обследуемая площадь, тыс. га

Таблица 3

Данные о средствах проведения мониторинга.

Наблюдатель	V, км/час	Nшт	l, км	Сi, руб/час
Пеший			0.06
Велосипед			0,07
Легкомоторный			0.10
Вертолетный			0.30
Самолет			0.80

Оформление отчета

В пояснительной записке необходимо:

1. Привести расчетные формулы.

2. На основе произведенных расчетов сделать вывод о наиболее рациональном соотношении различных технических средств осуществления мониторинга лесных экосистемы.

3. Подумать и написать, для чего необходим мониторинг лесных массивов.

4. Дать определение следующим понятиям:

-мониторинг базовый;

-мониторинг глобальный;

-экологическое моделирование;

-биоценоз;

-восстановление леса;

-заказник;

-лесонарушение.

 

Практическая работа №3

Тема занятия: «Расчет эффективности очистки сточных вод»

 

Цель практического занятия: сформировать представление о структуре и составе сточных вод промышленных предприятий; познакомиться с основными принципами очистки сточных вод и основными примерами их конструктивной реализации; научиться рассчитывать эффективность очистки сточных вод по различным загрязняющим веществам.

Теоретическая часть

Очистка сточных вод – обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ. Одно из важных мероприятий охраны природы и окружающей среды от загрязнения. Производится разными способами: механическим (отстаивание, фильтрация, флотация), физико-химическими (коагуляцией, нейтрализацией, обработка хлором и т.д.) и биологическими (на полях орошения, в биофильтрах и т.д.). Выбор метода и соответствующего оборудования определяется характеристиками загрязнений, их концентрацией, физическими и химическими свойствами, а также требованиями эффективности очистки сбросов.

Глубина очистки сточных вод очистными сооружениями и вынос примесей в водные объекты устанавливаются на основе нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) и временно согласованных сбросов (ВСС).

Методика выполнения работы

Показателями качества воды – несущей среды сбросов – являются значения концентраций в ней вредных веществ сi. Необходимая эффективность очистки… (12) где Сст – концентрация вещества в сточной воде поступающей на очистку, мг/л;

Задание

1. Произвести расчет необходимой эффективности очистки сточных вод от загрязняющих веществ (представленных в таблице 5) сбрасываемых предприятием в водные объекты, учитывая его назначение.

2. На основе произведенных расчетов для каждого вещества предложить очистное сооружение из представленных в таблице 4, либо их комбинацию обеспечивающих необходимую степень очистки.

 

Таблица 4

Индивидуальные данные

№	Q м3/с	q м3/с	γ	Назначение водного объекта
		0,6	0,73	Рыбохозяйственное
		0,5	0,66	Рыбохозяйственное
		0,65	0,65	Рыбохозяйственное
		0,75	0,68	Рыбохозяйственное
		0,8	0,67	Рыбохозяйственное
		0,45	0,68	Рыбохозяйственное
		0,65	0,69	Рыбохозяйственное
		0,55	0,70	Рыбохозяйственное
		0,4	0,71	Рыбохозяйственное
		0,7	0,72	Рыбохозяйственное
		0,6	0,73	Хозяйственно-питьевое
		0,5	0,66	Хозяйственно-питьевое
		0,65	0,65	Хозяйственно-питьевое
		0,75	0,68	Хозяйственно-питьевое
		0,8	0,67	Хозяйственно-питьевое
		0,45	0,68	Хозяйственно-питьевое
		0,65	0,69	Хозяйственно-питьевое
		0,6	0,70	Хозяйственно-питьевое
		0,5	0,71	Хозяйственно-питьевое
		0,4	0,72	Хозяйственно-питьевое

 

Таблица 5

Расчетные данные

Наименование ингредиента	Разрешенное увеличение содержания загрязняющего вещества в воде водного объекта в расчетном створе.	Сст, концентрация веществ, поступающая на очистку, мг/л	Сф, концентрация веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л
Хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового назначения	Рыбохозяйственного назначения
Взвешенных веществ	0,25
Медь	0,05	0,03	12,5	0,02
Нефтепродукты	0,05	0,03	12,1	0,09
Фенолы	0,0008	0,0009	4,95	0,01
Цинк	0,8	0,01	79,5	1,2
Свинец	0,05	0,05	9,8	0,1
Кадмий	0,005	0,002	14,5	0,007
Мышьяк	0,009	0,009	7,9	0,005
Сероуглерод	0,8	0,8		0,9

Таблица 6

Очистные сооружения

Наименование технического средства очистки	Используемый принцип	Удаляемые Загрязнители	Эффективность
Флотатор	Флотация	Нефтепродукты, ПАВ	до 0,99
Взвешенные вещества	0,99
Фенолы	0,65
Азот аммонийный	0,25
Фосфаты, медь, мышьяк, сероуглерод	0,65
Железо, кадмий, цинк, свинец	0,7
Гидроциклон	Инерционное разделение	Нефтепродукты	0,5
Взвешенные вещества	0,7
Мышьяк, сероуглерод	0,6
Медь, цинк, свинец, кадмий	0,56
Установка биологической очистки	Биологическая очистка	Нефтепродукты	0,999
Взвешенные вещества, цинк	0,6
Кадмий	0,5
Медь	0,65
Мышьяк, свинец	0,4
Фенолы	0,8
Азот аммонийный	0,35
Скоростной зернистый контактный фильтр	Фильтрация	Нефтепродукты,	0,7
Взвешенные вещества	0,99
Фенолы	0,45
Азот аммонийный	0,25
Фосфаты, медь, мышьяк	0,5
Железо, кадмий, цинк, свинец	0,75

 

Оформление отчета.

1. Произвести необходимые расчеты по варианту. 2. Дать определение следующим понятиям: -остаточное загрязнение воды;

Дополнительная информация

Флотатор.

Флотация – метод отделения коллоидных и диспергированных примесей от воды, основанный на способности частиц прилипать к воздушным (газовым)… Исходная сточная вода по трубопроводу 1 и отверстиям в нем равномерно… Гидроциклон.

Практическая работа №4

Тема занятия: «Оценка ущербов от загрязнения водоемов»

Цель практического занятия: освоение метода оценки экологического ущерба путем расчета платежей за загрязнение водоемов при сбросе сточных вод; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

 

Теоретическая часть

Экологический ущерб – это понижение качества (полезности) окружающей среды вследствие ее загрязнения. Ущерб выражается суммой дополнительных затрат по воспроизводству и восстановлению качества природных ресурсов в данном регионе до уровня, предшествующего осуществлению загрязнения от рассматриваемого объекта. В настоящее время оценка годового экономического ущерба, нанесенного окружающей среде сбросами загрязняющих веществ в водоемы, выбросами в атмосферу или промышленными отходами предприятий осуществляется с учетом платежей за его компенсацию, установленных предприятиям-загрязнителям в соответствии с действующим законодательством.

Платежи не являются ни наказанием за сбросы отходов (штрафом), ни разрешением ухудшать экологическую ситуацию региона в пределах финансовых возможностей промышленного объекта. Основное назначение такой реакции общества – стимулировать усилия предпринимателей на внедрение более совершенных малоотходных и экологически щадящих технологий на основном производстве и более эффективных методов и устройств очистки выбросов и сбросов.

Методика выполнения работы

(15) где ci – среднегодовое значение концентрации i-го вещества, определяемое… V – объем годового сброса сточных вод, тыс. м3.

Контрольное задание

Произвести расчет платежей предприятия осуществляющего сброс загрязненных сточных вод, данные необходимые для расчетов приведены по вариантам в таблице 9, расчеты сводится в таблицу.

Таблица 8

Индивидуальная таблица расчетов платежей

 

i	Ингредиенты	ci, мг/л	mi, т/год	ПДКi, мг/л	Нбл.i, руб./т	Пн.i	Псн.i
тыс. руб/год
	Азот аммонийный				6875,8
	Фенолы			0,0018
	Нефтепродукты			0,05
	ПАВ			0,09	5499,4
	Фосфаты			0,29	13751,6
	Взвешенные вещества			6,67
	БПК полн.			3,33	905,2
	Железо
	Медь			0,0018

 

Таблица 9

Исходные данные к практической работе

 

№ вар.	V,тыс.м3 год	Концентрации загрязнителей, мг/л
Азот аммон.	Фенолы	Нефте-продукты	ПАВ	Фосфаты	Взв. Вещ-ва	БПК полн.	Fe	Cu
		2,35	0,064	6,29	0,055	0,15		37,1	1,8	0,061
		0,79	0,094		0,102	0,026	17,3	40,4	1,62	0,055
		1,29	0,16	12,06	0,13	0,53	32,5		2,45	0,24
		5,9	0,08	13,04	0,46	0,61	14,7	95,4		0,064
		2,64	0,072	18,2	0,092	0,34	22,6	51,7	1,53	0,086
	0,9	4,4	0,3	0,09	7,2	0,11	0,58		32,7	1,1
	1,2	1,31	0,048	2,04	0,21	0,22	1,64	17,3	1,64	0,008
	1,5	1,78	0,43	9,82	0,17	0,21		78,3	2,45	0,055
	1,8	5,9	0,07	3,53	1,1	0,6			1,2	0,01
		3,62	0,21	8,37	0,18	0,28	18,5	28,3	1,47	0,038

 

 

Практическая работа №5

Тема занятия: «Оценка ущербов от загрязнения атмосферы котельными предприятий»

Цель практического занятия: оценка ущербов от загрязнения атмосферы выбросами дымовых газов котельными при сжигании различных видов топлива; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

Методика выполнения работы

Выброс твердых частиц (золы) в дымовых газах котельных определяется по формуле: (15) где qт – зольность топлива, %;

Таблица 10

Таблица характеристики топлив

 

Вид топлива	qт, %	Sr, %	Qir, МДж/кг
Мазут:
малосернистый	0,1	0,5	40,3
сернистый	0,1	1,9	39,85
высокосернистый	0,1	4,1	38,89
Уголь:
Черемховский			17,93
Азейский	14,2	0,4	16,96
Канско-Ачинский	6,7	0,2	15,54
Бурятский	16,9	0,7	16,88
Минусинский	17,2	0,5	20,16

Выброс оксида углерода рассчитывается по формуле:

(16)

где q₁ потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %; для мазута q₁ = 0,5, для угля q₁ = 5,5;

С_СО – выход окиси углерода при сжигании топлива, кг/т:

(17)

где q₂ – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания, %; для котельных предприятий железнодорожного транспорта принимается q₂ = 0,5;

R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания: R = 1 для твердого топлива; R = 0,5 для газа; R = 0,65 для мазута;

Q_i^r – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (табл.9).

Выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле:

(18)

где K_NO2 – параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж для различных видов топлива в зависимости от производительности котлоагрегата; для мазута K_NO2 = 0,11; для угля K_NO2 = 0,23;

β - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений. Для котлов производительностью до 30 т/час β = 0.

Выброс оксидов серы, т/год, определяется только для твердого и жидкого топлива по формуле:

(19)

где S^r – содержание серы в топливе, %;

– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей Канско-Ачинского бассейна принимается равной 0,2, экибастузских – 0,02, прочих углей- 0,1; мазута – 0,2;

– доля оксидов серы, улавливаемая в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.

Расчет выбросов пятиокиси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:

(20)

где - количество израсходованного мазута за год, т;

– содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе, г/т; (при отсутствии результатов анализа топлива для мазута с S^r >0,4% определяют по формуле представленной ниже;

– коэффициент оседания пятиокиси ванадия на поверхности нагрева котлов: 0,07 – для котлов с промежуточными паронагревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии; 0,05 – для котлов без промежуточных паронагревателей при тех же условиях очистки (принять при расчетах); 0 – для остальных случаев;

– доля твердых частиц в продуктах сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов (оценивается по средним показателям работы улавливающих устройств за год). В практической работе принимается = 0,85.

Содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле

(21)

Для каждого источника загрязнения воздушной среды устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. ПДВ устанавливаются с учетом ПДК загрязняющих веществ, уровня их фоновых концентраций, гидрологических, гидрохимических, климатологических, геофизических характеристик территорий и природных объектов. Сущность внедрения ПДВ – ограничение разовых выбросов.

Предельно-допустимый выброс (ПДВ) – масса загрязняющих веществ, выброшенная в воздушный бассейн в единицу времени, которая не создает в приземном пространстве уровень загрязнения выше, чем ПДК.

Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, тыс. руб./год, определяются зависимостью

при М_i ≤ М_ПДВi, (22)

где П_уд.нi – ставка платы за выброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах ПДВ, руб.;

М_i – фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества, т/год;

М_ПДВi – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества, т/год.

Ставка платы, руб./т, за нормативный выброс i-го загрязняющего вещества определяется по формуле

(23)

где Н_бл.i базовый норматив платы за выброс i-го загрязняющего вещества, руб./т;

К_э.атм – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы; для К_э.атм = 1,4;

К_и – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается К_и = 90.

При отсутствии нормативов ПДВ для источника выбросов в атмосферу плата за загрязнение считается сверхнормативной и взимается в пятикратном размере. В практической работе требуется определить массы выбросов загрязняющих веществ в зависимости от вида и количества израсходованного топлива (М_i), годовой ущерб от загрязнения атмосферы каждым из загрязняющих веществ (П_i) и суммарные значения этих величин (М, П). Результаты расчетов сводятся в таблицу по типу таблицы 11. Исходные данные к практической работе приведены в таблице 10.

Таблица 11

 

Таблица индивидуальная таблица расчетов ущербов от загрязнения атмосферы

 

i	Ингредиенты загрязнения	Mi, т/год	Нбл.i, руб./т	Пi, тыс.руб./год
уголь	мазут
	Зола		0,17	8,25
	Оксид углерода (CO)		0,005
	Оксиды азота (NOх)		0,42
	Оксиды серы (SOх)		0,33
	Пятиокись ванадия (V2O5)		-	8,25
	Итого	∑		∑

 

Таблица 12

 

Таблица исходные данные по вариантам

№ вар.	Вид топлива	Расход топлива, т/год
	уголь Азейский
	мазут высокосернистый
	уголь Черемховский
	мазут сернистый
	уголь Канско-Ачинский
	мазут малосернистый
	уголь Бурятский
	уголь Минусинский
	уголь Черемховский
	уголь Азейский

Практическая работа №6

Тема занятия: «Понятие о техноценозе, расчет параметров сбалансированного техноценоза»

Цель практического занятия: познакомиться с санитарными функциями лесных экосистем; познакомиться с вариантом расчета сбалансированного техноценоза; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

 

Теоретическая часть

Техноценозом в дальнейшем будем называть совокупность функционирующих на одной территории всех без исключения объектов техники и естественных биогеоценозов, важнейшими из которых являются лесные.

Воздействие хозяйственной деятельности и лесов на окружающую среду и, прежде всего, на атмосферу диаметрально противоположно. Объекты техники представляют собой как бы дополнительный гетеротрофный компонент в общей экосистеме, в результате их функционирования органическое вещество (прежде всего топливо органического происхождения) минерализуется-сжигается, при этом потребляется кислород и выделяется углекислый газ и другие вредные примеси. В лесных экосистемах потоки углекислого газа и кислорода имеют противоположное направление: кислород выделяется, а углекислый газ поглощается. В обобщенном виде потоки CO₂ в техноценозах представлены на нижеследующей схеме.

Из схемы ясно, что если в техноценозе основные газовые потоки не сбалансированы, то такой техноценоз представляет опасность для биосферы Земли. В результате его функционирования будет происходить изменение газового состава атмосферы со всеми вытекающими отсюда глобальными последствиями, включая парниковый эффект. Наоборот, если основные потоки веществ сбалансированы, то такой техноценоз может существовать вечно, без разрушения окружающей среды или каких-либо других неблагоприятных последствий. Таким образом, мы видим, что в составе техноценоза две его составные части (объекты техники и естественные экосистемы) должны находиться в известном закономерном количественном соотношении друг с другом для того, чтобы обеспечивать его стабильное существование. Процессы синтеза органического вещества в техноценозах должны быть достаточны по мощности, чтобы поглотить весь выделившийся при сжигании топлива антропогенный углекислый газ и произвести необходимое количество кислорода.

Методика выполнения работы

M ов. (CO2) = åMCO2/0,44X (24) M ов. (O2) = åMO2/0,32U (25) где X и U - коэффициенты уравнения фотосинтеза для различных видов древесных растений с разным элементным составом; …

Контрольное задание

Рассчитать параметры сбалансированного техноценоза (площадь леса, объем органического вещества, коэффициент урбанизации) при следующих исходных данных

 

№	SМСО2 млн.т	SМО2 млн.т	S Города Тыс. га	Древ. порода	Прирост м3
				Ель	6,2
				Сосна	6,0
				Береза	4,7
				Ель	8,2
				Сосна	7,2
				Береза	6,3

Практическая работа №7

Тема занятия: «Гидрогеологическое обоснование границ зон санитарной охраны водозаборов подземных вод. Методика исчисления размера ущерба от загрязнения подземных вод»

 

Цель практического занятия: сформировать представление о зонах санитарной охраны водозаборов подземных вод, научиться определять их границы; освоить методы исчисления ущерба от загрязнения подземных вод

 

Теоретическая часть

В России 85% сельского населения и почти 60% городского, удовлетворяют потребности в питьевой воде за счет подземных водных источников (в странах Европы доля подземных вод в водоснабжении - в среднем 60%, в США – 75%). Это обуславливает актуальность проблемы обеспечения качества подземных водных источников и необходимость реализации мер по недопущению попадания в них, загрязняющих веществ. Одним из наиболее эффективных методов защиты подземных вод от загрязнений является создание зон санитарной охраны.

Зона санитарной охраны источников водоснабжения - территория и (или) акватория, в пределах которых устанавливается особый режим хозяйственной и иной деятельности в целях защиты источника питьевого водоснабжения водопроводных сооружений и питьевой воды от загрязнения. Зона санитарной охраны источника водоснабжения в месте забора воды должна состоять из трех поясов: первого — строгого режима, второго и третьего — режимов ограничения. На территории первого пояса зоны санитарной охраны водозаборов, использующих подземные источники питьевого водоснабжения, устанавливаются ограничения на любой вид хозяйственной и иной деятельности.

Методика выполнения работы

На территории второго и третьего пояса зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водозаборов, использующих подземные источники питьевого… 2 и 3 зоны санитарной охраны находят расчетным путем. Границы второго пояса зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водозаборов, использующих подземные источники…

Контрольное задание

Задание №1.

Используя значения представленные в таблице 15 и приведенные выше формулы по вариантам рассчитать 2 и 3 зону санитарной охраны подземного источника водоснабжения для 1 и 2 скважины.

Таблица 15

Скважина №1

№ варианта	m0	n0	k	Q	m	n
		0.4	0.01	246,7	9,51	0,04
		0.45	0.15			0,05
		0.3	0.02		10,2	0,06
		0.35	0.05	268,9	9,1	0,04
		0.15	0.01	176,8	8,99	0,05
		0.35	0.09	237,5	11,4	0,08
		0.5	0.01	321,4	10,2	0,07
		0.35	0.09			0,06
		0.25	0.04	190,7	8,79	0,04
		0.3	0.05	258,4	9,64	0,05

 

Скважина №2

№ варианта	m0	n0	K	Q	m	n
		0.2	0.001	356,7		0,05
		0.2	0.015		10.4	0,07
		0.35	0.002		9.2	0,04
		0.4	0.005		8,2	0,05
		0.4	0.002	118,44	7.4	0,06
		0.3	0.009	337,5	10.4	0,07
		0.3	0.004	221,4	10.8	0,06
		0.5	0.007		9.5	0,04
		0.45	0.006	210,7	8,39	0,05
		0.2	0.005	170,5	9,14	0,03

 

Задание №2.Предположим, что, на расстоянии около 10 км от скважины водозабора №1 и около 7,5 км от скважины водозабора №2 был построен химический завод. Через 3 - 4 года после начала производства на заводе, по данным проводимых наблюдений за режимом подземных вод, образовался очаг нитритно-нитратного загрязнения с многократным превышением ПДК. Еще через 3 года повышение содержания нитратов в подземных водах было обнаружено на участке действующих водозаборов. Это содержание было ниже ПДК, но существенно превышало фоновое значение. В связи с указанными обстоятельствами были проведены детальные разведочные работы по изучению очагов загрязнения и прогноза их возможного влияния на качество подземных вод действующих водозаборов. Общая стоимость проведенных гидрогеологических исследований дана в таблицы 3 по варианту. По результатам проведенных работ были сделаны следующие выводы: а) при непринятии эффективных мер содержание нитратов в подземных водах в районе водозаборов в ближайшие два года превысит ПДК, и будет возрастать в дальнейшем до 10 - 15 ПДК через 5 лет, что сделает невозможным использование подземных вод без соответствующей их очистки;б) во избежание дальнейшего развития очагов загрязнения необходимо провести ряд мероприятий, сокращающих проникновение вредных веществ в почву и подземные воды: устранение протечек, асфальтирование территории, улучшение канализации, строительство станции очистки сточных вод, ремонт коллектора для сброса "условно чистых" сточных вод в реку.Используя значения данные в приложении 1 и по приведенным ниже формулам, необходимо вычислить суммарное выражение ущерба от загрязнения подземных водоисточников скважин №1 и №2. В общем случае ущерб (В_р) как суммарное стоимостное выражение всей совокупности затрат, ущерба подземным водам и убытков, вызванных экологическим правонарушением, определяется по формуле: (33)где: З_гр - затраты на изучение объекта загрязнения подземных вод, прогноз дальнейшего развития этого процесса и выработку решения по ликвидации загрязнения или компенсации его последствий, значения приведены в прил. 1; Ущ₁ - ущерб подземным водам как полезному ископаемому, использование которого в связи с загрязнением должно быть ограничено или невозможно; Уб₁ - убытки, которые несут недропользователи, эксплуатирующие подземные воды, в связи с их загрязнением, включая упущенную выгоду, которые находятся по формуле: (34)где: К - капиталовложения в создание новой или реконструкцию существующей системы эксплуатации подземных вод, включающие в общем случае:С_н - С_с - дополнительные эксплуатационные затраты, тыс. руб.; Q - плановая производительность системы водоснабжения, подлежащей ликвидации или реконструкции, м³/год, значения даны в таблице 2; Е - минимальный норматив эффективности капиталовложений, принимаемый равным 0,08 - 0,12, в нашем случае Е = 0,12.Величина ущерба Ущ₁ определяется по формуле: (35) где: Ущ_(рес) - ущерб собственника ресурса; Зс - затраты на санацию очага загрязнения (36)где: К - капиталовложения в сооружение и оборудование для ликвидации очага загрязнения , руб.;С_t - текущие издержки (без амортизации) на проведение мероприятий по ликвидации очага загрязнения в t-м году, (руб./год);П_t - сумма, полученная от реализации попутной товарной продукции в t-м году (в случае ее возникновения), (руб/год.);t - плановый срок работ по ликвидации очага загрязнения, в нашем случае 1 год.Величину среднегодового ущерба собственника ресурса Ущ_(рес) определяют по формуле: (37)т.к. Q₂=0, то (38)где: Ц - средняя для данного региона отпускная цена на тот или иной тип подземных вод (без налога на добавленную стоимость и платы за пользование водным объектом), руб/м³, условно примем равной 100 руб/м³;Q₁ и Q₂ - эксплуатационные запасы подземных вод на рассматриваемом участке соответственно до и после загрязнения подземных вод, м³/сут;n₁ и n₂ - ставки регулярных платежей за пользование недрами для добычи подземных вод, дифференцированные в зависимости от их качества и условий эксплуатации, соответственно до и после загрязнения, % от цены.

 

Оформление отчета

 

В пояснительной записке необходимо:

1. Привести расчетные формулы, используемые для обоснования границ зон санитарной охраны водозаборов подземных вод, а также необходимые для расчета ущерба от загрязнения подземных водоисточников.

2. На основе заданного преподавателем варианта: рассчитать 2 и 3 зоны санитарной охраны водозаборных скважин; найти суммарный ущерб от загрязнения подземных вод.

3. Дать определение следующим понятиям:

-подземные воды;

-эксплуатационные запасы подземных вод;

-инженерно-экологические изыскания;

-загрязнение подземных вод;

-условия загрязнения подземных вод;

-опосредованное загрязнение подземных вод;

-санитарная охрана водоёмов;

-природно-ресурсный потенциал территории;

-использование водных объектов.

Практическая работа №8

Цель практического занятия: освоение метода расчета выбросов тяжелых металлов в атмосферу от ТЭЦ и мусоросжигательных заводов; знакомство с…

Теоретическая часть

Один из распространенных видов загрязнения окружающий среды является поступление в различные среды тяжелых металлов (ТМ) - большой группы химических элементов с атомным весом более 50 (Hg, Pb, W, Sn, Cd, Mo, Cu, Co, Mn, Cr и др.). Тяжелые металлы, загрязняющие почву, могут поглощаться растениями и по пищевой цепи попадать в организмы животных и человека. Следует отметить, что ТМ могут являться причиной заболеваний человека. Среди них сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии. Они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия. К основным источникам эмиссии ТМ в окружающую среду относят: ТЭЦ, автомобильный транспорт, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, производство стали и т.д.

 

Методика выполнения работы

(39) где q1i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива; m1 - расход угля на ТЭЦ, т/сут;

Контрольное задание

 

1. Используя исходные данные, оцените суммарную эмиссию токсикантов по трем классам опасности за расчетный период. (при этом необходимо учитывать единицы измерений) образующихся при сжигании угля на ТЭЦ и мусора на мусоросжигательном заводе.

Таблица 16

Классы опасности различных химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов

Класс опасности	Химическое вещество
I	Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен
II	Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
III	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофен

 

2. Используя исходные данные, рассчитайте максимальную приземную концентрацию вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из одной трубы мусоросжигательного завода.

 

Таблица 17

Исходные данные

 

№ вар.	Расчетный период, t мес.	Расход угля на ТЭЦ, m1 тыс. т/сут.	Масса сжигаемого мусора, m2, т/сут.	Безразмерный коэффициент, F	Диаметр устья источника выброса, D, м
			1.6		0,45
		7.5	1.7	2,5	0,5
			1.8		0,55
		5.5	1.9		0,6
				2,5	0,65
		5.5	2.1		0,7
			2.2		0,75
			2.3	2,5	0,8
			2.4		0,85
			2.5		0,9
№.	Количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с	Средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, , м/с	Температура выбрасываемой газо-воздушной смеси, Т1 град.	Температура окружающего атмосферного воздуха, Т2, град.	Высота источника выброса над уровнем земли, H, м
Кадмий	свинец	ртуть	медь
	0,0065	0,015	0,001	0,0067	1,5
	0,009	0,021	0,002	0,0087	2,1
	0,008	0,03	0,0012	0,0084	2,2
	0,0075	0,027	0,0011	0,0083	2,3
	0,0082	0,02	0,0013	0,0082	2,4
	0,0083	0,04	0,0014	0,0079	2,5
	0,0091	0,22	0,0009	0,0064	2,6
	0,01	0,018	0,0007	0,0035	2,9
	0,12	0,016	0,0018	0,0049
	0,073	0,019	0,0019	0,0054	3,2

Таблица 18

Значение коэффициента А (С^2/3 *мг*град^1/3)

Регион	Значение коэффициента	Вариант
Субтропические зоны Средней Азии		1,2
Нижнее Поволжье, Кавказ, Сибирь, Дальний Восток		3,4
Север и Северо-Запад европейской территории России, Среднее Поволжье, Урал		5,6,7,8
Центральная часть европейской территории РФ		9,10

Таблица 19

 

Удельный выброс тяжелых металлов с золой при сжигании угля на ТЭЦ и мусора на мусоросжигательном заводе, мг/кг топлива

№ вар.	Мышьяк	Барий	Бериллий	Кадмий	Хром	Кобальт	Источник выбросов
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
№ вар.	Свинец	Ртуть	Стронций	Ванадий	Цинк	Медь	Источник выбросов
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод
							ТЭЦ
							Мусоросжигательный завод

 

Оформление отчета

 

1. Привести расчетные формулы.

2. Рассчитать количество выбросов тяжелых металлов ТЭЦ и мусоросжигательного завода, а также максимальную приземную концентрацию вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из трубы мусоросжигательного завода.

3. Сделать вывод о соответствии максимальной приземной концентрации ПДК_м.р..

4. Дать определение следующим понятиям:

- загрязнение атмосферы;

- максимально разовая предельно допустимая концентрация;

- предельно допустимый выброс;

- индекс загрязнения;

- поллютант;

- токсическая концентрация;

- фоновая концентрация;

- экологический мониторинг.

Практическая работа №9

Тема занятия: «Расчёт количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании твердого и газообразного топлива»

Цель практического занятия: определить наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

 

Теоретическая часть

Основные направления воздухоохранных мероприятий для действующих производств включают технологические и специальные мероприятия, направленные на сокращение объемов выбросов и снижение их приземных концентраций.

Технологические мероприятия включают:

· использование более прогрессивной технологии по сравнению с применяющейся на других предприятиях для получения той же продукции;

· увеличение единичной мощности агрегатов при одинаковой суммарной производительности;

· применение в производстве более "чистого" вида топлива;

· применение рециркуляции дымовых газов;

· внедрение наиболее совершенной структуры газового баланса предприятия.

К специальным мероприятиям, направленным на сокращение объемов и токсичности выбросов объекта и снижение приземных концентраций загрязняющих веществ, относятся:

· сокращение неорганизованных выбросов;

· очистка и обезвреживание вредных веществ из отходящих газов;

· улучшение условий рассеивания выбросов.

Методика выполнения работы

При сгорании топлива выделяются различные вредные вещества: количество твердых частиц определяется по формуле: nв=0,01*В*Аr*f, (т) (44)

Контрольное задание

Характеристика топлив:

№	Угольный бассейн, объединение, шахта	Ar, %	Sr, %	V0 при α=1	Q1, МДж/кг
	Подмосконый, Скопинское, ш. №57	36,5	6,8	3,15	10,80
	Подмосконый, Новомосковскуголь, ш. Зубовская	41,6	3,7	2,57	9,29
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский	14,6	0,5	7,07	24,40
	Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский	15,6	0,3	7,21	25,87
	Печерский, Интауголь		3,2	5,62	14,54

 

 

Результаты расчетов и выводы заносятся в таблицу:

Рассматриваемые сорта углей
Затраты на топливо, руб.
Годовая потребность в натуральном исчислении В,т.	55,55	45,85	45,9	31,93	42,07
Выброс вредных веществ, т/год - твердые частицы Птв - оксиды серы Пso - оксид углерода Псо - оксиды азота Пno
Выброс вредных веществ в пределах лимитов, т/год. - твердые частицы - оксиды серы - оксид углерода - оксиды азота
Выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год. - твердые частицы - оксиды серы - оксид углерода - оксиды азота
Плата за выброс вредных веществ в пределах лимитов, т/год. - твердые частицы - оксиды серы - оксид углерода - оксиды азота
Плата за выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год. - твердые частицы - оксиды серы - оксид углерода - оксиды азота
Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.
Полные расходы предприятия по вариантам, руб.
Сорт наиболее выгодного для предприятия угля
Уменьшение расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант, руб.
Сорт наиболее невыгодного(дорого- го) варианта(№ по табл. хар-к углей).
Разница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам, руб.

 

Практическая работа №10

Тема занятия: «Влияние электромагнитных полей на природные экосистемы. Расчет частот электромагнитного поля используемых в производственных условиях»

Цель практического занятия: Цель работы: провести расчет электромагнитных полей, часто используемых в производственных условиях и сравнить их с допустимыми величинами для разработки мероприятий по защите от воздействия ЭМП.

Теоретическая часть

Законом РФ об охране окружающей природной среды (1991г.) предусмотрены меры по предупреждению и устранению вредных физических воздействий, включая и электромагнитные поля.

На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли, являясь первичным периодическим экологическим фактором, постоянно воздействовало на состояние экосистем. В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону. Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности, когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик. Этот явление, получившее название магнитных бурь, неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем, включая и организм человека. В этот период отмечается ухудшение состояние больных, страдающих сердечно-сосудистыми, нервно-соматическими и другими заболеваниями. Влияет магнитное поле и на животных, в особенности на птиц и насекомых.

На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия. Основные источники этого воздействия – электромагнитные поля от линий электропередачи (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций.

На территории СНГ общая протяженность только ЛЭП-500 кВ превышает 20000 км (помимо ЛЭП-150 ЛЭП-300 ЛЭП-750). Линии электропередачи и некоторые другие энергетические установки создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни раз выше среднего уровня естественных полей. Напряженность поля под ЛЭП может достигать десятков тысяч В/М.

Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в пяти метрах от неё кнаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП-330 кВ – 3,5 – 5,0 кВ/м, для ЛЭП – 500 кВ – 7,6 – 8 кВ/м, для ЛЭП-750 кВ – 10,0 – 15,0 кВ/м.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорционально мощности поля и времени облучения. Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП, проявляется уже при напряженности поля, равной 1000 В/м. У человека нарушаются эндокринная система, обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.

Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных вблизи мощных излучающих теле- и радиоантенн заметно повышается заболевание катарактой глаз. Медико-биологическое негативное воздействие электромагнитных излучений возрастает с повышением частоты, то есть с уменьшением длины волн.

Неионизирующие электромагнитные излучения радиодиапазона от радиотелевизионных средств связи, радиолокаторов и других объектов приводят к значительным нарушениям физиологических функций человека и животных. Вредное воздействие на человеческий организм невидимого, но очень опасного электромагнитного загрязнения окружающей среды идет гораздо более быстрыми темпами, чем прогресс в электронике.

 

Методика выполнения работы

1.1. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП) В соответствии с выданным преподавателем заданием оценка уровня воздействия… - Произведите расчет предельно допустимого уровня напряженности электростатического поля при воздействии на персонал…

Защита от воздействия электромагнитного поля

В целях предупреждения неблагоприятного влияния на состояние здоровья производственного персонала объектов и населения ЭМП используют комплекс мер,… Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия ЭМП ЛЭП –… · выделение зон воздействия ЭМП (с уровнем, превышающим ПДУ с ограждением и обозначением соответствующими…

Порядок выполнения задания

1.Выбрать вариант

2. Ознакомится с методикой расчета.

3. В соответствии с данными варианта дать оценку уровня воздействия электростатического поля (ЭСП), определить допустимое время пребывания в ЭСП. По полученным расчетам сделайте вывод о времени работы персонала в ЭСП, в том числе с использованием средств защиты.

4. Дать оценку уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов промышленных частот согласно данным варианта:

- ЭМП промышленной частоты. Рассчитать время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП.

- ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц. Рассчитать энергетическую экспозицию в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц (в соответствии с заданием). Рассчитать энергетическую экспозицию по плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц. Определить предельно допустимый уровень ЭМП для средств связи и телевизионного вещания. Рассчитать предельно допустимый уровень плотности потока энергии при локальном облучении кистей рук при работе с микрополосовыми устройствами. Рассчитать предельно допустимую плотность потока энергии при облучении лиц от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования. Определить предельно допустимое значение интенсивности ЭМИ в диапазоне 60 кГц – 300 МГц (Е_ПДУ, Н_ПДУ, ППЭ_ПДУ) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены).

5. Пописать отчет и сдать преподавателю.

 

 

Таблица 25. Варианты заданий к лабораторной работе по теме «РАСЧЕТ ЧАСТОТ ЭЛЕКТОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИ»

Вариант	Время воздействия,	Ефакт., кВ/м	Е1., кВ/м	Е2., кВ/м	Е3 ., кВ/м	TE	TE	TE	Е, В/м	Н, А/м	ППЭ, Вт/м2	F, МГц	ЭЭЕпду, (В/м)2ч	ЭЭнПДУ ,(А/м)2ч
						1,5	1,3	2,2	0,5	0,1			20 000
	7,5					0,9	0,7	0,5		0,2			7 000	0,72
						0,8	0,6	1,7	1,5	0,3
	6,5					1,6	0,8	1,2		0,4				0,72
						1,0	0,9	0,6	2,5	0,5			7 000
	5,5					0,2	0,5	0,8		0,6			20 000	0,72
						0,8	1,7	1,0		0,15			20 000
	4,5					0,6	1.6	1,2	4,5	0,25			7 000	0,72
						1,5	2,2	0,7	3,5	0,35
	3.5					0,8	1,7	0,9	4,5	0,45				0,72
						1,3	0,9	0,5		0,55	9,5		7 000
	2,5					1,2	1,0	0,7	5,5	0,2	8,5		20 000	0,72
						0,5	1,4	0,8	4,5	0,3	7,5		20 000
	1,5					0,6	0,8	1,3		0,4	6,5		7 000	0,72
						1,7	1,6	0,8		0,5	5,5
	2,5					1,2	1,0	0,9	3,5	0,6	4,5			0,72
	1,5					0,3	0,2	0,5		0,1	3,5		7 000
						0,7	0,9	2,1	2,5	0,15	2,5		20 000	0,72
						1,3	1,5	0,8	1,5	0,2	1,5		20 000
	3,5					0,9	0,3	0,2		0,25			7 000	0,72
						2,2	0,8	1,7	5,5	0,3
						1,6	1,2	0,9	4,5	0,35				0,72
						0,6	1,7	0,8	3,5	0,4			7 000
	6,5					1,5	2,4	1,2	3,0	0,45			20 000	0,72
						1,7	0,9	0,5	2,5	0,5			7 000
	6,5					1,6	0,8	1,2		0,4				0,72
						1,0	0,9	0,6	2,5	0,5			7 000
	5,5					0,2	0,5	0,8		0,6			20 000	0,72
						0,8	0,7	1,0		0,15			20 000
	4,5					0,6	1.6	1,2	4,5	0,25			7 000	0,72

 

Пример выполнения практической работы

«РАСЧЕТ ЧАСТОТ ЭЛЕКТОМАГНИТНОГО ПОЛЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЗАЩИТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИ»

 

1. Исходные данные:

Вариант

Время воздействия

Ефакт., кВ/м

Е1., кВ/м

Е 2., кВ/м

Е 3 ., кВ/м

TE1

TE2

TE3

Е, В/м

Н, А/м

ППЭ, Вт/м2

F, МГц

ЭЭЕпду, (В/м)2ч

ЭЭнПДУ (А/м)2ч

Емакс, КВ/м

tфр, нс

Tимп, нс

0,8

1,7

1,0

0,15

20 000

4,0

Ход работы:

В настоящее время установлено влияние электромагнитных полей и излучений на все органы человеческого организма. Отрицательное воздействие ЭМП на человека и на те или иные компоненты экосистем прямо пропорциональны мощности поля и времени облучения. Длительное воздействие сильных ЭМП вызывает у человека нарушения эндокринной системы, обменных процессов, функции головного и спинного мозга, повышает склонность к депрессиям и даже самоубийству и увеличивает вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний и раковых опухолей.

1. Оценка уровня воздействия электростатического поля (ЭСП):

Предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля при воздействии на персонал более одного часа за смену определим по формуле:

EПДУ = 60 / √ t (59)   В нашем случае: EПДУ = 60 / √ 5 = 26,7 (кВ/м),

где E_ПДУ – предельно допустимый уровень напряженности поля, кВ/м; t = 5 – время воздействия, ч. Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности электростатического поля (Е_ПДУ) устанавливается равным 60 кВ/м в течение 1 часа.

Определим допустимое время пребывания в ЭСП по формуле:

tдоп = (60 / Eфакт.)2 В нашем случае: tдоп = (60 / 35.)2 = 2,9 (ч)

где Е_факт – фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

 

2. Оценка уровня воздействия электромагнитных полей (ЭМП) различных диапазонов частот

2.1. ЭМП промышленной частоты

Допустимое временя пребывания персонала в ЭП при напряженностях от 5 до 20 кВ/м определяем по формуле :

Т_Е1 = (50 / Е) – 2

В нашем случае: Т_Е1 = (50 / Е₁) – 2 = (50 / 11) – 2 = 2,5 (ч)

Т_Е2 = (50 / Е₂) – 2 = (50 / 12) – 2 = 2,2 (ч) (60)

Т_Е3 = (50 / Е₃) – 2 = (50 /13) – 2 = 1,8 (ч),

где Е – напряженность электрического поля в контролируемой зоне (Е₁, Е₂, Е₃), кВ/м;

Т – допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

2.1.2. Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП по формуле:

Тпр. = 8·( tE1/T E1 + tE2/T E2 + tE3/T E3 +… + tEn/T En ) В нашем случае:   Тпр. = 8 · ( 0,8 /2,5 + 1,7 / 2,2 + 1,0 / 1,8) = 8 · (0,32 + 0,77 + 0,56) = 13,2 (ч)

 

 

(61)
где Т_пр – приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребывания в ЭП нижней границы нормируемой напряженности, ч; t_E1, t_E2 , t_E4 , t_En – время пребывания в контролируемых зонах напряженностями Е₁, Е₂, Е₃, Е_n, ч; T_E1 , T_E2 , T_E3 , T_En – допустимое время пребывания для соответствующих зон, ч.

ЭМП диапазона частот 30 кГц – 300 ГГц

Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц определяется следующим образом: ЭЭ Е = Е2 · Т, (62) ЭЭн = Н2 · Т … где Е = 4 В/м – напряженность электрического поля; Н = 0,15 А/м –… Энергетическая экспозиция по плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц определяется по формуле: …

Практическая работа №11

Тема занятия: «Материальный баланс веществ при сжигании основных видов топлива»

 

Цель практического занятия: познакомиться с методом построения материальных балансов; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

 

Теоретическая часть

Все промышленные предприятия являются крупными потребителями энергии в различных ее формах. Для получения этой энергии необходимо сжигание определенного количества топлива. Даже если предприятие получает только электрическую энергию, топливо все равно расходуется на электростанции. В результате сжигания топлива на окружающую среду оказывается негативное воздействие в форме выбросов загрязняющих веществ.

Инженер-эколог должен владеть основными методами оценки воздействия предприятия на окружающую среду.

Объекты энергетики в наибольшей степени оказывают воздействие на состав атмосферы.

Оценивать степень воздействия предприятий на атмосферу возможно различными способами. Среди них наиболее распространены три:

– определение состава атмосферного воздуха при помощи приборов;

– приблизительная оценка по количествам вредных примесей, выбрасываемых в атмосферу;

– биоиндикация.

Второй способ является менее точным, но не требует значительных трудозатрат на проведение исследований. Для приблизительной оценки необходимо лишь знать массу сжигаемого топлива и его химический состав.

Методика выполнения работы

  На этой блок-схеме, описывающей потоки веществ при сжигании топлива, масса… Для расчетов материальных потоков веществ при сжигании органического топлива используются реакции горения основных его…

Контрольное задание

Построить материальные балансы веществ при сжигании 1 тыс.т. приведенных в табл.26 видов органического топлива.

.

Вариант	Вид топлива	Состав горючей массы, %
Углерод	водород	кислород	азот	сера
	Древесина			42,5	0,5
	Торф			33,0	2,5	0,5
	Бурый уголь			20,4	1,0	0,6
	Антрацит		4,0	3,2	1,5	1,3
	Сланцы		8,0	16,0	1,0	5,0
	Мазут		10,0	0,5	0,5	1,0
	Торф			34,0	2,5	0,5
	Бурый уголь		8,1	20,1	1,1	0,7
	Антрацит		5,0	4,2	1,5	1,3
	Сланцы		6,0	17,0	1,0	4,0

Домашняя работа

1.Проанализируйте, какие загрязняющие вещества поступают в атмосферный воздух при сжигании угля, нефтепродуктов, природного газа на ТЭЦ.

2.Назовите основные направления по снижению загрязнения атмосферного воздуха на ТЭЦ.

3.Назовите роль инженера-эколога в снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Практическая работа №12

Тема занятия: «Экспертная оценка планирования природоохранных мероприятий»

 

Цель работы: освоение метода экспертных оценок в природоохранной деятельности; установление очередности реализации заданного набора природоохранных мероприятий; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

Теоретическая часть

Природоохранные мероприятия призваны обеспечить комплексную защиту всех компонентов окружающей среды (атмосферы, литосферы, гидросферы, растительного и животного мира) от отрицательного антропогенного воздействия.

В условиях ограниченного финансирования программ реализации природоохранных мероприятий, зачастую возникает необходимость выбора наиболее важных, приоритетных задач в области охраны окружающей среды, наиболее актуальных на данный момент времени для данного региона. Решения о приоритетности природоохранных мероприятий принимается либо на основе объективных данных (в том числе с помощью оптимизационных методов и вероятностно-статистических моделей), либо на основе мнений специалистов (экспертов). В задачах управления природопользованием и охраны окружающей природной среды широкое применение в отечественной и зарубежной практике нашел метод экспертной оценки. Этот метод позволяет получить исходные данные для программно-целевого комплексного планирования и планового управления региональными системами.

Методы экспертных оценок - выработка управленческих решений в различных отраслях на основе мнения квалифицированных экспертов. Задача эксперта состоит в том, чтобы, используя специальные знания в той или иной области, прошлый опыт и интуицию, применить общие законы и частные закономерности для разработки конкретных управленческих решений. В роли экспертов, как правило, выступают опытные руководители и специалисты, имеющие опыт и специализированные знания, а также владеющие методами исследования.

Для установления очередности реализации мероприятий требуется:

- составить перечень необходимых природоохранных мероприятий и рабочую анкету;

- выбрать достаточно представительную группу экспертов, компетентных в решении поставленных задач;

- распространить рабочую анкету среди экспертов, обработать полученные результаты;

- обобщить полученные оценки, определить степень согласованности мнений экспертов;

- произвести ранжирование мероприятий по доле вклада в решение проблемы.

Методика выполнения работы

  Таблица 27 Перечень природоохранных мероприятий для первой группы экспертов. № Наименование мероприятия …

Оформление отчета

1. Привести расчетные формулы, используемые при планировании природоохранных мероприятий. 2. На основе заданной преподавателем рабочей анкеты подсчитать суммы рангов по… 3. Сделать вывод о согласованности мнений экспертов.

Практическая работа № 13

Тема занятия: «Расчет биоэнергетических установок»   Цель работы - закрепление полученных теоретических знаний по дисциплине возобновляемые источники энергии¤, овладение…

Теоретическая часть

 

В последние годы значительно возросла заинтересованность к процессам производства биогаза. Это проявляется не только в возрастающем количестве планирующихся и строящихся биогазовых установок, но и в заинтересованности все большего числа фермеров, коммунальных хозяйств, предприятий, политиков и частных хозяйств, которые внимательно наблюдают за развитием этого сектора.

Энергетическая отрасль уже также не относится с такой осторожностью к децентрализации производства электроэнергии благодаря строительству биогазовых установок. Для пищевой промышленности, гастрономии, больших ресторанов, учреждений общественного питания и предприятий по переработке пищевых отходов технология производства биогаза предоставляет шанс дешевой утилизации органических отходов и остатков продуктов питания в биогазовых установках с пользой для сельского хозяйства. Эта технология завоевывает также все больше сторонников среди людей, лично убедившихся в ее пользе для окружающей среды.

Для фермеров биогазовые технологии приобретают все большее значение по следующим причинам: используя биогаз на своем предприятии можно не только сэкономить деньги, но и во многих случаях, можно также получить дополнительную прибыль на производстве электроэнергии и побочных продуктах¤ биогазовой технологии. В первую очередь здесь имеется в виду уменьшение эмиссии неприятных запахов от жидкого и твердого навоза, избежание потерь питательных веществ, экономя тем самым на минеральных удобрениях, уменьшение агрессивного влияния на растения при использовании навоза после биогазовой установки на полях, улучшение гомогенных свойств и возможность более легкого смешивания, перекачивания и распределения навоза.

Таким образом, возрастает спрос на информацию об этой старой и в то же время такой актуальной технологии производства биогаза. Тематические конференции, семинары, учебные поездки пользуются повышенным спросом, как и литература на эту тематику, и соответствующие специалисты. Вызвана эта ситуация следующими факторами:

– На биогазе могут работать двигатели мощностью от нескольких десятков до сотен киловатт. По сравнению с ними производство электроэнергии из древесины, соломы и других видов сухой биомассы имеет смысл лишь на мегаваттных (свыше 1000 кВт) установках с паровыми турбинами.

– Сегодня возможно строительство биогазовых установок дешевле и надежнее и таким образом рентабельнее, чем это было раньше. Здесь в первую очередь стоит назвать накопительные биогазовые установки с пленочным покрытием, но также улучшенные проточные и комбинированные установки. Значительное развитие пережили также комплектующие к установкам (мешалки, системы отопления, насосы, шнеки).

– Наличие наработок в отношении эксплуатации биогазовых

установок, а соответственно и большое количество специалистов, занимающихся планированием и строительством установок.

– Все чаще практикуется коферментация – это переработка органических веществ несельскохозяйственного происхождения с добавлением жидкого или твердого навоза.

Такая технология интересна как для фермеров, так и для пищевой промышленности и народного хозяйства. Это придает новые импульсы использованию технологии и улучшает рентабельность установок.

– Улучшение свойств удобрения как одного из побочных эффектов при производстве биогаза.

– Анаэробная переработка навоза в биогазовых установках

является практически реализованной и предотвращает выбросы метана и аммиака при переработке и хранении жидкого и твердого навоза. Фермеры, эксплуатирующие биогазовые установки, одновременно занимаются активной защитой окружающей среды и улучшают несколько подпортившийся в последнее время имидж сельского хозяйства.

Анаэробные процессы могут применяться для переработки ила, органических отходов, отходов от цехов по забою скота, отходов растительного происхождения и др.

Кроме обеззараживания, переработка органических отходов метановым сбраживанием обеспечивает получение локального энергоносителя – биогаза. Биогаз – это смесь 55...85 % метана и 20...45 % двуокиси углерода (табл. 29).

Таблица 29

Сравнение биогаза с природным газом

 

Компонент	Единица измерения	Природный газ	Биогаз
СН4	%	85-95	55 - 85
СО2	%	< 1,0	20 - 45
N2	%	4 - 12	-
O2	%	< 0,5	-
H2	%	-	<1,0
H2S	%	< 5	<3
NH3	мг/м3	-	< 450
Плотность	мг/м3	0,82	1,0 - 1,2
Калорийность	МДж/м3	32-35	21 - 28

 

По табл. 1 видно, что калорийность биогаза определяется

концентрацией метана и составляет от 21 до 28 тыс. кДж/м³. Поэтому при концентрации метана свыше 60 % биогаз считается ценным топливом.

Биогаз может использоваться для сжигания в водогрейных котлах, в бытовых приборах, работающих на газе, в двигателях внутреннего сгорания, его можно накапливать в емкостях высокого давления или поставлять в сети природного газа.

Технических вариантов реализации метаногенеза биомассы достаточно много, начиная с конструктивно простых и заканчивая технологически совершенными установками долговременного непрерывного действия с использованием прогрессивных и автоматизированных систем.

Схема биогазовой энергетической установки (БГЭУ) для животноводческих комплексов и птицефабрик, адаптированная к условиям Сибирского региона, представлена на рис. 1.

 

Рис. 2. Технологическая схема биогазовой установки

 

Работает БГЭУ следующим образом. Отходы жизнедеятельности животных (навоз, несъеденный корм, подстилка) в течение суток накапливаются в навозосборнике. Затем с помощью насоса закачиваются в метантенк. Навозная масса предварительно проходит через измельчитель, который перемалывает крупные фракции навоза, солому и другие волокнистые частицы, затем через теплообменник, где происходит подогрев навозной массы, и только потом попадает в метантенк (биореактор).

В метантенке навозная масса подвергается процессу метанового брожения, который может протекать при средних 33…37.С(мезофильное) или высоких 43…52 .С (термофильное) температурах. Наибольшая производительность достигается при термофильном метановом брожении.

При перемешивании сбраживаемая масса проходит через

теплообменник (рис. 1), где нагревается до необходимой температуры. Выбор такого способа нагрева обусловлен его эксплуатационной эффективностью.

Выделяющийся в процессе брожения газ по трубопроводу поступает в газгольдер для выравнивания колебаний в производительности БГЭУ (временные нарушения, аварии и т.п.) и для компенсации потребности газа в моменты пиковой нагрузки.

В качестве энергетической установки рекомендуется ис пользовать газопоршневой двигатель когенераторного типа. Эти установки являются альтернативой привычным теплоэлектростанциям, но преимущество когенератора состоит в том, что преобразование энергии здесь происходит с наибольшей эффективностью. На каждый киловатт выработанной электрической энергии в когенераторных газопоршневых установках производится 1,2…1,3 кВт тепловой энергии; потери тепла в таких установках не превышают 10 %.

В качестве источника электрической энергии рекомендуется использовать асинхронный генератор, обладающий рядом преимуществ по сравнению с синхронным, т.е. меньшей стоимостью, простотой обслуживания и ремонта, стабильной работой при несимметричной нагрузке; нет необходимости в установке устройства защитного отключения; возможность параллельной работы как между с собой, так и с синхронным генератором без дополнительных устройств и др.

Кроме этого, использование асинхронных генераторов в качестве источника электрической энергии дает возможность создавать установки БГЭУ для мелких фермерских хозяйств малой мощности 2,5…15 кВт.

Оценим эффективность использования БГЭУ в качестве резервного источника электрической энергии для животноводческих ферм КРС молочного направления на 480 голов.

Согласно представленной схеме БГЭУ на рис. 1 произведен расчет энергетического баланса системы автономного энергообеспечения животноводческой фермы крупного рогатого скота (КРС) за счет собственных энергетических ресурсов (табл. 30).

 

Таблица 30

 

Энергетический баланс животноводческого комплекса КРС

молочного направления при различном поголовье

 

Поголовье
Объем навоза, т/сут	6,6	13,2	26,4
Объем метантенка, м3	2х44	2х88	4х88
Температура сбраживания, °С
Объем биогаза, м3/сут
Электрическая мощность БГЭУ, кВт·ч/сут	600,6
Тепловая мощность БГЭУ, кВт·ч/сут	774,8
Мощность генератора, кВт
Количество тепла на нужды БГЭУ, кВт·ч/сут	94,5
Потребность фермы в тепловой энергии, кВт·ч/сут
Температура содержания КРС, °С
Температура окружающей среды, °С	-15	-150	-15
Баланс тепловой мощности, кВт·ч/сут	-248,9	-390	-707
Потребление электроэнергии БГЭУ, кВт·ч/сут
Потребление электроэнергии на КРС, кВт·ч/сут	255,4
Баланс электрической мощности, кВт·ч/сут	297,2
Суммарный энергетический баланс, кВт·ч/сут	48,3

 

Выполняемое задание

 

Рассчитать объем биогазовой установки для фермерского хозяйства и выход биогаза при сбраживании навоза от животных. Процесс брожения – мезофильный, загрузка биомассы – из помещения с температурой t_о.с.. = 15 °С. Определить потенциальный запас энергии биогаза и количество теплоты для поддержания процесса брожения биомассы в метантенке. Определить, какой объем природного газа, нефти и дизельного топлива может заменить полученный объем биогаза. Исходные данные для расчета по вариантам взять в приложении, табл. П.1.

 

Методика выполнения работы

1. Определяется выход навоза от каждого вида животных с учетом подстилки: КПi = 1,5Mсутi n, кг/сут, (72)

Исходные данные

  Номер варианта Вид животных Количество голов, n коровы быки …    

Исходные данные для расчета биогазовых установок

 

Пример расчета

 

Исходные данные для расчета:

Вид животных: коровы – 20 гол.; свиньи – 10 гол.

1. Выход навоза с учетом подстилки:

– для коров:

К_П1= 1,5 ·М_сут1· n = 1,5·40·20 = 1200 кг/сут;

- для свиней:

К_П2= 1,5 ·М_сут2· n = 1,5·2·10 = 30 кг/сут;

2. Суммарная доля сухого вещества:

- в навозе коров:

М_СВ1 = К_П1(1 – W) = 1200(1 - 0,87) = 156 кг/сут;

- для свиней:

М_СВ2 = К_П2(1 – W) = 30(1 - 0,9) = 3 кг/сут;

3. Объём метантенка БГЭУ для двух видов животных:

V_М = = = 26,5 м³/сут.

4. Доля СОВ в навозе:

- для коров:

М_СОВ1 = М_СВ1·Р = 156·0,8 = 124,8 кг/сут;

- для свиней:

М_СОВ2 = М_СВ2·Р = 3·0,8 = 2,4 кг/сут;

5. Выход биогаза при полном разложении сухого органического вещества:

– для коров:

V_П1 = m_H ·М_СОВ1 = 0,365 · 124,8 = 45,5 м³;

- для свиней:

V_П2 = m_H ·М_СОВ2 = 0,365 · 2,4 = 0,87 м³;

6. Суммарный выход биогаза при сбраживании:

V_Б = å (V_Пi ·m_Бi) = 45,55·0,4 + 0,87·0,5 = 18,65 м³;

7. Объём метантенка при полной загрузке:

 

V_П.З. = = = 20,9 м³,

8. Соотношение V_П.З./ V_М = 20,9 / 26,5 = 0,76, что соответствует рекомендуемой загрузке метантенка.

9. Потенциальный запас энергии биогаза, вырабатываемого в течение суток:

 

П_Э = V_Бå·С_Б = 18,65 ·22 = 410,3 МДж.

 

10. Количество теплоты для поддержания режима брожения биомассы:

 

Q = K_Пå·С (t_Б – t_З)·= 1230·4,18·10^-3(32-15)·1,4 = 122,4 МДж/сут

 

11. Эквивалент полученного объёма биогаза другим видам топлива:

V_Б = 18,65 м³ ≈ 11,2 м³ природного газа ≈ 13,8м³ нефти ≈ 12,3 л дизельного топлива.

Домашняя работа:

 

1. Что называется биомассой?

2. Каковы основные источники потенциала биоэнергетики?

3. Какими способами можно получить электрическую энергию из биомассы?

4. В чем преимущества биомассы как топлива в отличии от ископаемого топлива?

5. Что такое биогаз?

6. Каковы преимущества и недостатки получения электроэнергии из биомассы?

7. Какова технология получения биогаза?

8. Что такое первичные и вторичные отходы?

9. Какова методика оценки валового потенциала энергии древесной биомассы?

10. Утилизация отходов лесного и сельскохозяйственного производства.

11. Назовите основные источники биомассы?

12. Назовите основные способы переработки биомассы?

13. В чём сущность анаэробного сбраживания?

14. Как работает установка для анаэробного сбраживания.

15. Какова эффективность анаэробной переработки навоза?

 

Практическая работа №14

Тема занятия: «Просмотр фильма «Международные организации по охране окружающей среды»   Контрольные вопросы:

Практическая работа №15

Тема занятия: «Методика расчета ПДС для конкретного предприятия»

Цель работы - закрепление полученных теоретических знаний, овладение методикой расчета предельно-допустисых сбросов предприятий.

 

Теоретическая часть

 

Правовые основы установления, достижения и контроля величины предельно-допустимых сбросов (ПДС) поступающих со сточными водами в накопители, регламентируются следующими документами;

· - Законом «Об охране окружающей природной среды Российской Федерации»;

· - Водным Кодексом Российской Федерации;

· - Правилами охраны поверхностных вод;

· - Инструкцией по отбору проб поверхностных и сточных вод на химический анализ ;

· - Обобщенным перечнем предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбо-хозяйственных водоемов ;

· - Санитарными правилами и нормами. Охрана поверхностных вод от загрязнения. и Дополнениями к ним.

В Методике рассмотрены варианты накопителей сточных вод замкнутого и проточного типа. В накопителях проточного типа воды частично разгружаются отведением стоков в реки и использованием стоков на орошение сельскохозяйственных культур.

Условия отведения СВ на поля фильтрации в данной Методике не предусматривается.

Под предельно-допустимым сбросом (ПДС) вещества в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе.

Если фоновая загрязненность накопителя по каким-либо показателям не позволяет обеспечить нормативное качество в контрольном створе, то ПДС по этим показателям устанавливается, исходя из соблюдения природного фонового качества воды в месте отбора проб. Для взвешенных веществ, для которых нормируется приращение к природному естественному фону, ПДС должны устанавливаться с учетом этих допустимых приращений к природному естественному фону.

Если фактический сброс действующего предприятия меньше расчетного ПДС принимается фактический сброс или по согласованию с местными органами экологии могут быть установлены нормативы качества воды конечного водоприемника ПДКрыб или ПДКгиг.

Методика предназначена для установления лимитов сбросов (ПДС) веществ только в существующие накопители сточных вод и не регламентирует условия СВ во вновь проектируемые или строящиеся (если таковые будут иметь место).

Величины ПДС являются обязательной частью разрешения на специальное водопользование и утверждается одновременно с выдачей последнего. Величины ПДС подлежат предварительному согласованию с региональными органами Государственного санитарного надзора Минздрава Р.К.

Для согласования и утверждения нормативов ПДС предприятие - водопользователь или организация - разработчик представляет проект ПДС, включающий пояснительную записку, методический раздел, результаты расчета, нормы ПДС, план мероприятий по достижению лимитов и пакет информационных приложений, характеризующий:

· - объемы и составы отводимых СВ:

· - специфические условия водопользования (если таковые имеются);

· - технические, морфологические, гидрологические, гидро-динамические и другие параметры водоприемника-накопителя СВ (согласно проектным данным или материалам текущей инвентаризации).

Нормирование качества сточных вод состоит в установлении совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды водоприемников (накопителей), в пределах значений показателей состава и свойств воды водоприемников (накопителей), в пределах которых обеспечиваются благоприятные условия водопользования.

Предприятие - водопользователь или организация - разработчик в случае установления сверхлимитных сбросов (превышения ПДС) обязаны вместе с проектом ПДС представить, согласованный с органами охраны природы план мероприятий по достижению норм ПДС с указанием сроков их выполнения и планируемой ориентировочной оценочной стоимости. В период реализации указанных планов или их отдельных этапов, соответствующих нормативам, срокам промышленной реконструкции и ввода в эксплуатацию водоохранных сооружений, предприятия осуществляют сброс сточных вод на основании лимитов временно согласованного сброса (ВСС), которые являются средством поэтапного достижения ПДС.

При выполнении водоохранных мероприятий в нормативные сроки и в установленном объеме при условии соблюдения лимитов временно согласованного сброса сточных вод на предприятие не налагается каких-либо штрафных или иных санкций, за исключением других причин.

Методика выполнения работы

ПДС=qст х Cpc Для установления предельно-допустимой концентрации - Спдс в настоящем… Первый метод основан на нормативах качества воды конечного водоприемника с учетом ассимилирующей, испарительной,…

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современных условиях при активном воздействии человека на природу охрана окружающей среды является одной из актуальных проблем и носит глобальный… Под воздействием человека на окружающую среду понимается его антропогенная… В России с территорией 17 млн. км и населением около 150 млн. человек сложилась неблагополучная обстановка с точки…

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие…………………………………………………………………….3

Общие рекомендации по работе над дисциплиной «Введение в специальность «Инженерная защита окружающей среды»……………………………………………………………………………4

Рабочая программа дисциплины «Введение в специальность: Инженерная защита окружающей среды»………………………………………………........6

Структура и содержание дисциплины «Введение в специальность»………...8

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины………21

Раздел 1. Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога…………………………………………………………………………..24

Раздел 2. Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога………………………………………………………………54

Раздел 3. Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием………………………………………..57

Раздел 4. Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения окружающей среды………………………………………………63

Раздел 5. Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды……………………………………………………………………………74

Раздел 6. Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога………………………………………………77

Раздел 7. Перспективные способы переработки отходов различных отраслей…………………………………………………………………………88

Раздел 8. Международное сотрудничество в области защиты окружающей среды…………………………………………………………………………...117

Раздел 9. Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем окружающей среды и обеспечении устойчивого развития общества……………………………………………………………………….129

Методические указания по изучению курса «Введение в специальность: Инженерная защита окружающей среды»…………………………………..136

Практические занятия по дисциплине «Введение в специальность»……..151

Заключение……………………………………………………………………231

Оглавление…………………………………………………………………….232

 

 

Учебное издание

ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

«ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

Учебно-методический комплекс

Для студентов очной формы обучения

Составитель: Дыганова Роза Яхиевна

Егорова Елена Сергеевна

Ситдикова Рамиля Рафаиловна

Юманова Надежда Владимировна

 

 

Кафедра инженерной экологии и рационального природопользования КГЭУ