Воздействие вредного вещества на организм человека; токсичность в канцерогенность элементов и соединений…

     На  долю подземных вод приходится 23,4 млн км2, или 1,69% от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

     Подземные воды – связующее звено для всей гидросферы Земли и находятся в жидком и парообразном состоянии. Снежно-ледовые объекты располагаются на поверхности Земли в твердом состоянии в виде постоянных или временных накоплений. Почвенная влага – малая составляющая гидросферы, но она обеспечивает плодородие.

     Все природные воды представляют собой  единую экологическую систему. Возобновление  воды в реках осуществляется примерно за 16 суток, атмосферная влага возобновляется за 10 суток. Для полного возобновления  огромных объемов в мировом океане требуется около 3 тыс. лет.

     Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и  др. Общий объем пресных вод  на Земле равен 28,25 млн км3, или около 2% общего объема гидросферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км3 воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы.

     Гидросфера  играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты. Весьма активно она влияет и на атмосферные процессы (нагревание и  охлаждение воздушных масс, насыщение  их влагой, и т. д.).

     Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения  и истощения. Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие  попадание в поверхностные водоемы  и реки строительного мусора, твердых  отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. 

     ___________________________

     ²Некрасов С.И., Некрасова Н.А. Философия науки и техники, 2010 г.

     Истощение поверхностных вод предотвращают  путем строгого контроля за минимально допустимым стоком вод.

     Важнейшая и наиболее сложная проблема —  защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматриваются  следующие экозащитные мероприятия:

     - развитие безотходных и безводных  технологий; внедрение систем оборотного  водоснабжения;

     - очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

     - закачка сточных вод в глубокие  водоносные горизонты;

     - очистка и обеззараживание поверхностных  вод, используемых для водоснабжения  и других целей.

     Специальные мероприятия по защите подземных  вод от загрязнения направлены на перехват загрязненных вод с помощью  дренажа, а также на изоляцию источников загрязнения от остальной части  водоносного горизонта. Весьма перспективным  в этом отношении является создание искусственных геохимических барьеров, основанных на переводе загрязняющих веществ в малоподвижные формы. Для ликвидации локальных очагов загрязнения ведут длительные откачки  загрязненных подземных вод из специальных  скважин.

     Мероприятия по защите подземных вод от истощения  и загрязнения проводятся в общем  комплексе природоохранных мер. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Основные методы  очистки воздуха  (механические, физико-химические, биологические)

     Для защиты воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры:

     - экологизацию технологических процессов;

     - очистку газовых выбросов от  вредных примесей;

     - рассеивание газовых выбросов  в атмосфере;

     - устройство санитарно-защитных зон,  архитектурно-планировочные решения и др.

     Наиболее  радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения - экологизация технологических процессов и в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ.

     Экологизация технологических процессов предусматривает, в частности, создание непрерывных технологических процессов производства, замену местных котельных установок на централизованное тепло, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ, применение гидрообеспыливания, перевод на электропривод компрессоров, сваебойных агрегатов, насосов и др. Все шире применяют частичную рециркуляцию, т. е. повторное использование отходящих газов.

     Учитывая  исключительную актуальность охраны атмосферного воздуха от загрязнения отработанными  газами (ОГ) автомобилей, первоочередной проблемой является создание экологически «чистых» видов транспорта. В настоящее  время ведется активный поиск  более «чистого» топлива, чем  бензин. В качестве его заменителя рассматриваются экологически чистое газовое топливо, метиловый спирт (метанол), малотоксичный аммиак и  идеальное топливо — водород. Продолжаются интенсивные разработки по замене карбюраторного двигателя на более экологичные типы — дизельный, паровой, газотурбинный и др.

     В опытно-конструкторских бюро созданы  пробные модели автомобилей, работающих на энергии электрических аккумуляторов  в черте города, а за его пределами  переходящих на работу на обычных  карбюраторных двигателях. Продолжаются работы по созданию идеального с точки  зрения экологических требований вида транспорта — автомобиля на солнечных  элементах.

     К сожалению, нынешний уровень развития экологизации технологических процессов, внедрения замкнутых технологических циклов и т. д. недостаточен для полного предотвращения выбросов токсичных веществ в атмосферу. Поэтому на предприятиях повсеместно используются различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли, золы, сажи) и токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NО2, SО2, SО3 и др.), однако, с точки зрения будущего, аппараты пылегазоочистки по вышеуказанным причинам не имеют перспектив.

     Для очистки выбросов от аэрозолей в  настоящее время применяют различные  типы устройств в зависимости  от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

     Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры) предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы — оседании частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пылегазовый поток вводится в циклон через патрубок.

     Очищенный газ далее он совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса; частицы  пыли отбрасываются к стенкам  циклона и затем падают вниз в  сборник пыли (бункер), откуда периодически удаляются. Для повышения эффективности  работы применяют групповые (батарейные) циклоны.

     Мокрые  пылеуловители (скрубберы, турбулентные, газопромыватели и др.) требуют  подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли па поверхность  капель под действием сил инерции  и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы  Вентури, которые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм и, как все мокрые пылеуловители, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих газов.

     Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать  мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. Особенно эффективны рукавные фильтры с тканями из синтетических  волокон повышенной термостойкости (250-300°С) типа «сульфон-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800°С), а также фильтры из тканей типа ФГШ и ФПА, дающие высокую степень очистки.

     Электрофильтры — наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99,0 - 99,5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пыле-газового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии — это их основной недостаток.

     Наиболее  эффективны комбинированные методы очистки от пыли. Например, отличные результаты дает очистка агломерационных  газов в батарейных циклонах с  последующей доочисткой в скрубберах Вентури³, а также в электрофильтрах.

     __________________________

     ³Скруббер Вентури является наиболее распространенным типом мокрого пылеуловителя, обеспечивающим эффективную очистку газов от частиц пыли практически любого дисперсного состава.

     Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2 и  др.) подразделяют на три основные группы:

• поглощение примесей путем применения каталитического превращения;
• промывка выбросов растворителями примеси (абсорбционный метод);
• поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультрамикропористой структурой (адсорбционный метод).

     Каталитические  методы отличаются универсальностью. С их помощью можно освобождать газы от различных органических соединений, монооксида углерода и других токсичных примесейпреобразовывая при этом вредные примеси в безвредные, менее вредные.  Широко применяют палладий содержащие и ванадиевые катализаторы. С их помощью происходит каталитическое досжигание оксида углерода до диоксида и диоксида серы до оксида. Возможно также восстановление оксидов азота аммиаком до элементарного азота. Одна из разновидностей этого метода — дожигание вредных примесей с помощью газовых горелок (факельное сжигание), широко используется на нефтеперерабатывающих заводах.

     Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, растворы щелочей (соды), аммиака и др. Газообразные цианистые соединения абсорбируют, например, 5%-ным раствором железного купороса. Устройство, в котором осуществляют процесс абсорбции, называют абсорбером.

     Адсорбционный метод- применяется при невысоких концентрациях компонентов. Первая стадия адсорбции – перенос молекул к внешней границе твердого тела; вторая – проникновение молекул газа в поры твердого тела, третья – собственно адсорбция. При этом достигается достаточно высокая степень очистки, газы не охлаждаются и жидкость отсутствует. Недостаток метода заключается в том, что газы должны быть сухими и незапыленными. Адсорбционную очистку производят в аппаратах адсорберах с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоями в установке периодичного и непрерывного действия,⁴ позволяет извлекать вредные компоненты из промышленных выбросов с помощью адсорбентов — твердых тел с ультрамикропористой структурой (активированный уголь и глинозем, силикагель, цеолиты, сланцевая зола и другие вещества).         Рассеивание газовых примесей в атмосфере используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня соответствующего ПДК. Как показывает опыт, в приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС) и других предприятий концентрация вредных веществ в отходящих газах может превышать предельно допустимые нормы, несмотря на все применяемые меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов.

     Рассеивание вредных веществ в атмосфере  — это временное, вынужденное  мероприятие, которое осуществляется вследствие того, что существующие очистные устройства не обеспечивают полной очистки выбросов от вредных  веществ.

     Защита  атмосферного воздуха от вредных  выбросов предприятии в значительной степени связана с устройством санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочными решениями. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ____________________________________

     ⁴Экология Амирханова Н.А., Минченкова Н.Х., Сабуров И.С. Учебное электронное издание локального доступа Уфа, УГАТУ, 2005 

     4. Техносфера и основные ее границы

     На  смену человечеству идет техносфера, которая выступит в недалеком будущем новой лидирующей общепланетарной структурой. Это вовсе не означает автоматического приговора человеку и всей человеческой цивилизации, которая уже на современном этапе характеризуется как техногенная. Подобные представления, пронизанные технофобией, в принципе не верны, т.к. планетарные процессы представляют собой коэволюцию, что означает сосуществование и взаимообусловленное развитие земных систем, находящиеся на различных уровнях (ступенях) эволюции. Так геосфера никуда не исчезает с появлением живой планетарной материи, организованной в биосферу. А сама биосфера, уступая историческое лидерство человеческой цивилизации, объединенной в антропосферу, также остается и развивается совместно с ней.