WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

«В.В. БОЛЯТКО, А. И. КСЕНОФОНТОВ, В.В. ХАРИТОНОВ ЭКОЛОГИЯ ЯДЕРНОЙ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Рекомендовано УМО Ядерные физика и технологии в качестве учебного пособия для студентов высших ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

В.В. БОЛЯТКО, А. И. КСЕНОФОНТОВ, В.В. ХАРИТОНОВ

ЭКОЛОГИЯ

ЯДЕРНОЙ И ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ

Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии»

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений Москва 2010 УДК [574.3+574.4+502:628.3+614.7] (076+072) ББК 20.1я73+26.23я73+26.22я73 Б 79 Болятко В.В., Ксенофонтов А.И., Харитонов В.В. Экология ядерной и возобновляемой энергетики: Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 264 с. (+ 28 с. цветная вклейка).

В учебное пособие вошли разделы курсов «Основы экологии и охраны окружающей среды», «Экология: технико-экономические основы», «Экономика отрасли», читаемых студентам НИЯУ МИФИ. Рассмотрены физические принципы работы энергетических установок и возникающие при их эксплуатации экологические проблемы. Основное внимание уделено вопросам экологии ядерной энергетики, гидроэнергетики, солнечной энергетики, ветроэнергетики и установок на биотопливе. Приведены основы фундаментальной науки – экологии, рассмотрены общие вопросы антропогенного воздействия на окружающую среду, взаимодействия общества и природы, экономики и экологии. В конце каждой главы приведены задачи и упражнения для закрепления пройденного материала.

Учебное пособие предназначено для проведения занятий по вышеназванным дисциплинам. Оно может быть полезно студентам, аспирантам и преподавателям обособленных подразделений НИЯУ МИФИ и других вузов.

Подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.

Рецензент доц. НИЯУ МИФИ, канд. физ.-мат. наук А.Б.Колдобский ISBN 978-5-7262-1343-9 © Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Редактор Е.Г. Станкевич Вёрстка С.В. Тялиной Подписано в печать 28.09.2010. Формат 6084 1/ Печ.л. 18,5. Уч. изд. л. 19,0. Изд. № 1/1/15. Тираж 350 экз. Заказ № Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»





115409, Москва, Каширское шоссе, 31.

ООО «Полиграфический комплекс «Курчатовский».

144000, Московская область, г. Электросталь, ул. Красная, д.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Глава 1. Антропогенное загрязнение окружающей среды

1.1. Качество окружающей среды

1.2. Загрязнение атмосферы

1.3. Загрязнение водной среды и почвы

1.3.1. Загрязнение водной среды

1.3.2. Экологические проблемы загрязнения почв

1.4. Обращение с бытовыми отходами

1.5. Экологическое нормирование

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 2. Энергетика и окружающая среда

2.1. Единицы измерения энергии и мощности

2.2. Экспоненциальная динамика потребления энергии человечеством

2.3. Традиционный топливно-энергетический комплекс

2.4. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии

2.5. Пределы роста энергетики и защита климата................ 2.6. Географические и климатические особенности энергетики России

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 3. Основы ядерной энергетики

3.1. Инженерно-физические основы ядерной энергетики

3.1.1. О строении ядра

3.1.2. Реакция деления ядер

3.1.3. Воспроизводство ядерного топлива

3.1.4. Принципы работы ядерных реакторов

3.2. Конструкции ядерных реакторов

3.2.1. Типы ядерных реакторов

3.2.2. Реактор ВВЭР-1000

3.2.3. Развитие реакторов типа ВВЭР в мире

3.2.4. Кипящие реакторы BWR

3.2.5. Канальные реакторы

3.3. Ядерный топливный цикл

3.3.1. Открытый и замкнутый ядерные топливные циклы

3.3.2. Топливная база ядерной энергетики

3.3.3. Обогащение урана

3.3.4. Изготовление твэлов и ТВС

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 4. Экология ядерной энергетики

4.1. Величины, характеризующие радиационное воздействие

4.2. Принципы нормирования и Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009

4.3. Воздействие на окружающую среду предприятий 4.4.1. Источники радиоактивного загрязнения при 4.4.2. Радиоактивные отходы АЭС и дозовые нагрузки на население

4.5. Обращение с отработанным ядерным топливом и радиоактивными отходами

4.5.1. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при переработке ОЯТ

4.5.2. Хранение радиоактивных отходов

4.6. Радиационные аварии

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 5. Экология гидроэнергетики

5.1. Гидроэнергия и гидроэлектростанции

5.1.1. Гидроэлектростанции на реках

5.1.2. Ресурсы тепловой энергии океана

5.1.3. Ресурсы океанических течений

5.1.4. Гидроэнергетические узлы в проливах

5.1.5. Использование энергии волн





5.2. Приливные электростанции

5.3. Использование геотермального тепла

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 6. Экология солнечной энергетики

6.2. Солнечные тепловые электростанции

6.4. Солнечные водонагреватели

6.5. Экологические последствия развития солнечной энергетики

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 7. Экология ветровой энергетики

7.1. Развитие ветровой энергетики

7.2. Ветровые ресурсы, ветровые турбины

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 8. Экология биотопливной энергетики

8.3. Биоэнергетические установки

8.4. Источники биомассы

8.5. Неблагоприятные воздействия биоэнергетики на окружающую среду

Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Глава 9. Экономические основы энергетики и экологии

9.2. Экологическая политика и оценки затрат Контрольные вопросы и задания

Список литературы

Приложение 1. Основные и некоторые производные единицы СИ

Приложение 2. Внесистемные единицы и соотношения с единицами СИ

Приложение 4. Физические постоянные

Приложение 5. Технико-экологические и энергетические термины

Рисунки к главам

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Экология» в переводе с древнегреческого языка – наука о доме.

В каком же доме мы живем, как к нему относимся, насколько он безопасен? Дом – это наша Земля, вся наша планета. Она для нас – среда обитания, которую мы хотим видеть безопасной. Угрозы экологической безопасности, касающиеся населения Земли в целом, стали активно обсуждаться в научных кругах после работ Римского клуба в 1970-х годах. Экономико-математические модели Форрестора и Медоуза показали, что стихийное развитие экономики приводит к истощению запасов полезных ископаемых, резкому спаду промышленности и сельского хозяйства, превращению огромных территорий в свалки, катастрофическому уменьшению численности населения.

В 1992 г. Организация Объединенных Наций (ООН) организовала конференцию в Рио-де-Жанейро, в которой участвовали высшие руководители 150 стран мира. Конференция провозгласила необходимость перехода к «устойчивому развитию» (sustainable development), лозунг которого: «Удовлетворение потребностей настоящего времени не подрывает способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности».

Под влиянием идеи «устойчивого развития» происходит переосмысление основных угроз, способных нанести непоправимый ущерб экологической безопасности. Формируется система всеобъемлющей безопасности, призванная нейтрализовать появляющиеся в условиях глобализации новые вызовы и угрозы, среди которых все возрастающую роль играют экологические факторы, способные в современных условиях влиять на существование всего человечества.

За последние 200 лет душевое энергопотребление в мире увеличилось почти в 5 раз. Это позволило решить такие грандиозные задачи, как увеличение более чем вдвое средней продолжительности жизни людей, сокращение почти вдвое продолжительности рабочей недели, обеспечение продуктами питания возросшего в 7 раз населения Земли. Одновременно с развитием энергетики возросло ее влияние на окружающую среду. Возросли площади карьеров и изъятых из земледелия и лесоразведения земель, выбросы в атмосферу пыли и токсичных газов, твердые отходы, сбросы низкопотенциального тепла, электромагнитные поля линий электропередач и др. На долю топливно-энергетического комплекса приходится около 55 % загрязнения отходами и 70 % теплового загрязнения атмосферы. В золе тепловых электростанций содержатся такие количества токсичных веществ (мышьяка, германия, висмута, бериллия, скандия, кобальта, галлия, урана), которые в десятки раз превышают их промышленное производство. С выбросами в атмосферу двуокиси (диоксида) углерода СО2, окислов серы и азота (и ряда других веществ) связывают развитие таких негативных глобальных экологических явлений, как «закисление осадков», «парниковый эффект» и «истощение озонового слоя Земли».

На протяжении этих 200 лет, т.е. сравнительно короткого периода в истории человечества, наши энергетические потребности удовлетворялись в основном за счет ископаемого топлива. Хотя запасы углеводородов еще значительны, они все же ограничены и постепенно уменьшаются так, что в ближайшее столетие уже не смогут непрерывно поддерживать привычный для нас образ жизни и обеспечивать дальнейший прогресс. Поэтому необходимо постепенно переходить на использование энергетических источников, альтернативных ископаемому топливу, т.е. на возобновляемые источники и ядерную энергию. К возобновляемым (неиссякаемым, постоянно пополняемым) источникам энергии относят энергию Солнца, ветра, рек и приливов, биоорганическое вещество, тепло Земли и некоторые другие.

К сожалению, «возобновляемая энергетика» вовсе не означает «зеленую энергетику», т.е. не загрязняющую окружающую среду.

Неблагоприятные воздействия на окружающую среду возникают при производстве материалов для энергоустановок, их сооружении, эксплуатации и утилизации. На пути масштабного внедрения возобновляемой энергетики стоит главное препятствие – ее стоимость, превышающая затраты на традиционные энергоустановки.

Из-за низкой концентрации возобновляемой энергии в пространстве и времени энергоустановки на их основе отличаются высокой капиталоемкостью. Для краткосрочных вложений эти объекты непривлекательны. Однако в долгосрочной перспективе могут принести выгоду. Поэтому многие развитые страны проводят государственную политику поддержки и быстрого развития энергетики на возобновляемых источниках. Так, страны Европейского Сообщества в целях укрепления энергетической безопасности планируют к 2020 г. довести долю электроэнергии, производимой за счет возобновляемых источников (кроме гидроэнергии) до 20 % (вместо 0,5 % в 2000 г.).

В России в 2008 г. подписан Указ Президента Российской Федерации «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики», который предусматривает выделение бюджетных ассигнований на реализацию пилотных проектов в области использования возобновляемых источников энергии и экологически чистых технологий на период до 2020 г. К 2020 г. планируется увеличить долю возобновляемых источников в производстве электроэнергии: до 4,5 % без учёта крупных ГЭС и до 19–20 % с учётом последних.

В 2006 г. Президентом России подписана «Программа развития ядерной отрасли России», в которой поставлена задача довести долю ядерной энергии в производстве электроэнергии до 25–30 % к 2030 г. и разработать инновационную технологическую платформу ядерной энергетики. В Программе показано, что для нашей страны нет другой альтернативы, как ускоренное развитие в ближайшем будущем ядерной энергетики.

В свете сказанного становится актуальной задача изучения физических принципов работы ядерных реакторов и установок на возобновляемых источниках энергии, а также возникающих при их создании и эксплуатации экологических проблем, чему и посвящена данная книга. В учебное пособие вошли разделы курсов «Основы экологии и охраны окружающей среды», «Экология: техникоэкономические основы», «Экономика отрасли», читаемых студентам естественнонаучных и экономических специальностей НИЯУ МИФИ.

В написании учебного пособия приняли участие: доц., канд.

физ.-мат. наук В.В. Болятко (гл. 1, 4, 7), доц., канд. физ.-мат. наук А.И. Ксенофонтов (гл. 5, 8, 9), проф., д-р физ.-мат. наук В.В. Харитонов (гл. 2, 3, 6, 9).

Авторы будут признательны за все замечания и пожелания по содержанию книги.

Глава 1. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1.1. Качество окружающей среды В настоящее время человечество расширяет сферу своего обитания, отвоёвывая у природы новые пространства и источники ресурсов. Проблемы нехватки энергии и минеральных ресурсов, загрязнения воздуха, воды и почвы при существующих темпах потребления будут только возрастать. В последние годы широкое распространение получила концепция устойчивого развития, в основе которой лежит попытка минимизировать воздействие человека на окружающую среду с тем, чтобы биосфера сохранила свои функции вплоть до стабилизации населения Земли. Однако уже сейчас человечество живет в условиях нарастающего экологического кризиса, который, если не принять необходимые меры, может перерасти в кризис цивилизации.

Современное человечество живет в эпоху научно-технического прогресса, сопровождающегося активным воздействием на природную среду, качество которой неуклонно ухудшается. Ежегодно из недр Земли извлекается свыше 100 млрд т полезных ископаемых, в почвы вносится свыше 500 млн т минеральных удобрений, в том числе примерно 3 млн т различных ядохимикатов, треть которых смывается поверхностными стоками в водоёмы или задерживается в атмосфере [1].

Человечество использует для ирригации, промышленного производства и бытового снабжения более 10 % речного стока и сбрасывает в водоёмы ежегодно более 500 млрд м3 промышленных и коммунальных стоков. Сток твёрдого вещества в океан составляет сейчас 17,4 млрд т/год. В целом под воздействием антропогенного фактора снос с суши в последние годы резко возрос и составляет ежегодно 50 млрд т вещества в твёрдой, жидкой и газообразной форме. Опасный характер содержащихся в стоке загрязнителей проявляется в их токсическом, мутагенном или канцерогенном эффектах.

Качество окружающей среды состояние окружающей среды, которое характеризуется физическими, химическими, биологическими и иными показателями и их совокупностью. Для решения вопросов управления и регулирования качества окружающей среды необходимо:

1) иметь представление о том, какое качество (состояние загрязнения) природных сред можно считать приемлемым;

2) обладать информацией о наблюдаемом состоянии окружающей среды и тенденциях его изменения;

3) оценивать соответствие (или несоответствие) наблюдаемого и прогнозируемого состояния окружающей среды приемлемому.

Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Существует три уровня мониторинга окружающей среды для оценки антропогенного воздействия:

1) локальный мониторинг на относительно небольшой территории в зонах высокой интенсивности воздействия (города, промышленные районы);

2) региональный мониторинг включает более обширные области в зонах со средним уровнем воздействия;

3) глобальный мониторинг практически по всей территории земного шара.

Загрязнение окружающей среды поступление в окружающую среду вещества или энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Для снижения негативного воздействия загрязняющих веществ на биосферу в целом и её компоненты – атмосферу, литосферу, гидросферу – необходимо знать их предельные уровни.

В соответствии с законодательством Российской Федерации в области охраны окружающей среды устанавливаются нормативы качества окружающей среды и допустимого воздействия на неё, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальное количество вредного вещества в единице объёма или массы, которое при длительном воздействии не вызывает каких-либо болезненных изменений в организме человека и неблагоприятных наследственных изменений у потомства, обнаруживаемых современными методами.

Определение ПДК основывается на пороговом принципе действия химических соединений. Порог вредного действия – минимальная доза вещества, при превышении которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

Нормативы, введенные таким образом, основаны на принципе антропоцентризма, т.е. приемлемых для человека условий среды, что является основой санитарно-гигиенического нормирования.

Однако человек не самый чувствительный из биологических видов, и нельзя считать, что если он защищен, то защищены и экосистемы.

Экологическое нормирование предполагает учёт допустимой антропогенной нагрузки (ДАН) на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния экосистемы не превышает естественных изменений, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. К настоящему времени известны лишь попытки ввести учет ДАН, например, для почв и водоёмов рыбохозяйственного назначения.

Таким образом, важным вопросом в проблеме загрязнения окружающей среды является определение концентрации веществазагрязнителя в воздухе, воде или почве и последующее сравнение этих значений с ПДК. Этот вопрос может быть решён из рассмотрения баланса вещества. При этом наиболее часто единицами измерений концентраций в воде являются миллиграммы на литр (мг/л) или микрограммы на литр (мкг/л). При загрязнении воздуха газовые концентрации выражаются в миллиграммах на кубический метр (мг/м3), микрограммах на кубический метр (мкг/м3) или в объмных долях (ед./млн).

Согласно закону сохранения массы при протекании химической реакции в замкнутом пространстве вещество не возникает и не исчезает (при ядерной реакции возможно превращение массы в энергию). Этот подход позволяет отслеживать вещества, в частности, загрязнители, находящиеся в разных средах, с помощью уравнений баланса масс [2, 3].

Рассмотрим уравнение баланса для загрязнителей в водной и воздушной среде. Первым шагом при анализе является определение исследуемой области. Область может включать объекты от простой химической колбы до озера, воздушного бассейна над городом или всего земного шара. Изобразив воображаемую границу вокруг выделенного объёма (рис. 1.1), можно фиксировать поток вещества (загрязнителя) через границу и накопление его внутри области. При этом загрязнитель может покинуть область в неизменном виде, частично накопиться в ней и превратиться в другое вещество (за счет окисления, радиоактивного или бактериального распада и т.д.). Учитывая все эти возможности, можно, как это показано на рис. 1.1, записать следующее уравнение баланса массы для любого интересующего вещества (загрязнителя):

накопления = проникновения вывода распада. (1.1) В уравнении (1.1) слагаемое «скорость проникновения» включает в себя источники загрязнителя как вне, так и внутри исследуемой области. Часто уравнение (1.1) может быть упрощено, например тогда, когда наблюдается стационарное (равновесное) состояние, и концентрация загрязнителя не меняется во времени. В этом случае правая часть уравнения обращается в нуль. Следующее упрощение имеет место, когда вещество сохраняется внутри интересующей области, что означает отсутствие радиоактивного распада, химических реакций или бактериального разложения.

Для такого консервативного случая слагаемое «скорость распада» также обращается в нуль. Примерами консервативных веществ служат растворённые в воде твёрдые вещества или углекислый газ в воздухе.

Простейшими для анализа будут системы, находящиеся в стационарном состоянии, а интересующее нас вещество является консервативным. В таких случаях уравнение (1.1) переходит в более простое:

Рассмотрим отдельные слагаемые уравнения (1.1). Пусть проникающим компонентом будет поток воды или воздуха мощностью QS (объём/время) с концентрацией загрязнителя CS (масса/объем).

Тогда выражение для «скорости проникновения» будет иметь вид (QS CS + S ), где S – мощность источника или (скорость образования) загрязнения внутри исследуемой области. Если имеется несколько источников проникновения, то вместо произведения QS CS следует рассматривать сумму по числу источников n QS CS. Тогда, в качестве примера, для (1.2) можно записать полагая при этом полное перемешивание загрязнённого потока в рассматриваемом объеме V.

Чаще всего вещества являются неконсервативными. Распад неконсервативных веществ обычно рассматривается как реакция первого порядка, т.е. предполагается, что скорость убывания концентрации подчиняется уравнению где K – коэффициент скорости реакции.

Тогда решение этого уравнения будет имеет вид где С (0) – начальная концентрация при t = 0.

Поскольку полная масса неконсервативного загрязнителя равномерно распределённого в объёме равна C V, то можно написать выражение для «скорости распада»:

В нестационарном случае член «скорость накопления» в уравнении (1.1) отличен от нуля, и для равномерно распределенного по объёму загрязнителя массой C V уравнение принимает вид Решение для стационарного случая (равновесного состояния) легко найти, положив dC dt = 0 :

Уравнение (1.7) можно решить с помощью перехода к новой переменной:

где C () есть концентрация загрязнителя для равновесного состояния. Тогда решение уравнения (1.7) будет иметь вид где C (0) – начальная концентрация. Изложенный подход рассматривает так называемую однокамерную модель, включающую всю исследуемую область.

1.2. Загрязнение атмосферы Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Загрязнение атмосферы – поступление в атмосферный воздух или образование в нём вредных веществ (загрязнителей) в концентрациях, превышающих установленные государственным органом гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха.

Человек загрязняет атмосферу уже сотни лет, в основном за счёт сжигания топлива, однако масштабы и последствия ранее были незначительными, вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последнее время бурное развитие промышленности, рост городов привели к масштабным явлениям. Мощным загрязнителем атмосферы становится транспорт, особенно автомобильный. Его вклад в загрязнение атмосферы в крупных городах достигает 70 %.

Существует два вида загрязнения атмосферы: естественный и искусственный. Их источники различаются по мощности и высоте выброса, составу загрязнителей и температуре.

К естественным источникам относятся земные процессы, приводящие к образованию вулканической пыли и газов, продуктов выветривания, продуктов сгорания при пожарах, а также образованию органических соединений растительного и животного происхождения, например метана, выделяющегося из болот. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы газами и аэрозолями.

К искусственному загрязнению относятся аэрозоли и газы, образующиеся в промышленности и сельском хозяйстве, при работе транспорта, добыче полезных ископаемых.

Загрязнение воздушной среды обычно связывают либо с промышленными выбросами, либо с фотохимическим смогом. В первом случае в воздух выбрасывается большое количество оксидов серы, азота, углерода, сероводород, техногенные радионуклиды.

Фотохимический смог обусловлен выбросами окиси углерода, оксидов азота и различных углеводородов, которые реагируют друг с другом в воздухе под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

Следует отметить, что концентрации ряда химических соединений антропогенного происхождения по своим масштабам становятся сопоставимыми с природными и часто даже превышают их.

Кроме того, в последние годы привлекает большое внимание радиационно-опасный загрязнитель – газ радон.

Наиболее опасны широко распространённые в воздушном бассейне (особенно в городах) диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод и тяжёлые металлы.

Основной вклад в общее загрязнение воздуха вносят четыре главных загрязнителя: диоксид серы, оксиды азота, оксиды углерода, твёрдые частицы аэрозоли. Вклад каждого из них резко различается в зависимости от сезона, местности. Наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство: ТЭС, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, химические и цементные заводы.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом преобразования первичных в результате различных физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы.

К основным вредным примесям относятся следующие:

• Оксиды углерода, образующиеся при сгорании углеродсодержащих веществ и попадающиеся в атмосферу в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Среди них оксид углерода (СО), или угарный газ, являющийся продуктом неполного сгорания, диоксид углерода (СО2), или углекислый газ, который даёт основной вклад в парниковый эффект.

• Сернистый ангидрид (SO2), выделяющийся в процессе сгорания органического топлива, содержащего серу, или переработки сернистых руд, и серный ангидрид (SO3), образующийся на воздухе при окислении SO2. Конечным продуктом реакции является раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву.

• Сероводород (H2S), поступающий в атмосферу с нефтеперерабатывающих заводов и нефтепромыслов. В атмосфере подвергается медленному окислению до серного ангидрида.

• Оксиды азота (NOx), поступающие в атмосферу в основном с предприятий, производящих азотные удобрения.

• Соединения фтора, поступающие в атмосферу в виде газа фтороводорода. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, стекла, фосфорных удобрений.

• Соединения хлора, поступающие в атмосферу от химических предприятий.

• Хлорфторуглероды (ХФУ), проникающие в тропосферу и разрушающие озоновый слой. ХФУ широко используются в качестве хладоагентов, распылителей, растворителей и др.

• Аэрозоли: загрязнение атмосферы происходит твёрдыми или жидкими мелкими частицами (аэрозолями), находящимися во взвешенном состоянии в воздухе. В атмосфере аэрозольные загрязнения присутствуют в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Ежегодно в атмосферу Земли поступает около 1 км3 пылевидных частиц искусственного происхождения. Время пребывания аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком диапазоне (от 13 мин до нескольких месяцев).

Рост концентрации в атмосфере Земли парниковых газов (CO2, CH4, N2O, ХФУ, водяной пар) и аэрозолей в результате деятельности человека продолжает изменять атмосферу таким образом, что это может неблагоприятно повлиять на климат.

Солнечную энергию, аккумулированную в ископаемом топливе, человек интенсивно высвобождает при его сжигании, при этом в атмосферу поступает огромное количество СО2. В настоящее время количество углерода, поступающего в атмосферу при сжигании топлива, превышает 20 % от его естественного оборота между атмосферой и биотой Земли. В результате за последнюю треть прошлого века объёмная концентрация СО2 в атмосфере возросла с 0,029 до 0,036 % (почти на 25 %).

Накопление СО2 в атмосфере учёные в настоящий момент связывают с «парниковым эффектом», т.е. с постоянным повышением температуры на земной поверхности. Этому росту температуры в меньшей степени способствует накопление и других парниковых газов – метана, оксидов азота, хлорфторуглеродов (ХФУ). Углекислый газ почти не поглощает видимую и ультрафиолетовую области спектра солнечного излучения, проникающего на поверхность Земли через атмосферу. В то же время инфракрасное излучение от разогретой земной поверхности интенсивно поглощается СО2 в атмосфере.

На тепловых электростанциях, вырабатывающих электроэнергию путём сжигания газа, нефти, мазута, угля, сланцев и торфа, кроме золы и сажи, в атмосферу выбрасываются элементы, активно участвующие в жизненном цикле человека.

Кроме углекислого газа, выбрасываются токсичные газы (оксиды углерода, серы, азота и ванадия), вызывающие кислотные дожди и кислотные отравления, углеводороды канцерогенного воздействия (бензопирен, формальдегид), пары соляной и плавиковой кислот. Вещества, характерные для выбросов ТЭС, относятся к числу токсических примесей в воздухе многих городов мира. Подсчитано, что при сжигании 1 кг угля расходуется 2,67 кг кислорода.

Всё это приводит к нарушению энергобаланса Земли, повышению температуры вблизи её поверхности. Многие климатологи рассматривают длительную жару в последние годы как последствия парникового эффекта. Хотя задерживание тепла вблизи поверхности Земли является очень важным процессом для поддержания жизни на планете, перспективы быстрого повышения температуры (глобальное потепление) очень опасны, так как приведут к росту уровня Мирового океана за счёт таяния ледников и целому ряду других нежелательных для человеческой цивилизации эффектов. Поэтому, в 1997 г. был принят Киотский протокол, по которому большинство стран согласились снизить свои антропогенные выбросы парниковых газов, по меньшей мере, на 5 % по сравнению с уровнями 1990 г. в период действия обязательств с 2008 по 2012 г.

В последнее время появляются новые технологии по уменьшению выбросов парникового газа на предприятиях. Широкое использование атомной энергетики также будет способствовать сокращению выбросов. В настоящее время во всем мире атомная энергетика позволяет уменьшить выброс углекислого газа почти на 4 млрд т/год, из них более 200 млн т – вклад действующих российских АЭС.

Другой глобальной проблемой является разрушение озонового слоя атмосферы, вызывающее повышение на поверхности Земли интенсивности жёсткого ультрафиолетового излучения. Озон – это газообразный компонент атмосферы, имеющий исключительно важное значение для поддержания радиационного баланса стратосферы (всего около 10 % озона находится в тропосфере).

Роль озона в приземном слое тропосферы (где он, кстати, является парниковым газом) и в стратосфере различна. Озон в приземном слое тропосферы делят на озон чистого воздуха, возникающий в лесных массивах и горах, и смоговый озон, способствующий образованию фотохимического смога. Термином «фотохимический смог» обозначают вредную для организма смесь газов, образующихся при воздействии солнечного излучения на антропогенные газообразные примеси. Содержание озона в фотохимическом смоге может составлять до 99 %. Таким образом, в стратосфере Земли, где сосредоточено 90 % атмосферного озона, он играет положительную роль, а тропосферный смоговый озон оказывает вредное воздействие на живые организмы.

Механизм защитного действия стратосферного озона основан на резком ослаблении солнечной радиации при длинах волн меньше 0,32 мкм. Постоянство концентрации озона определяется равенством скоростей его образования и распада. На равновесие между образованием и распадом озона влияют стратосферные концентрации хлора, азота, водорода и брома.

К важному типу озоноразрушающих газов относятся производимые человеком ХФУ, которым принадлежит также важная роль в создании парникового эффекта. Под действием ультрафиолетового излучения молекулы ХФУ могут разрушаться, высвобождая хлор, который служит катализатором в реакциях разрушения озона.

Хлорфторуглероды (ХФУ) или фреоны, использующиеся в промышленности с 1930 г. как хладагенты, растворители и т.д., оказались недорогими в производстве и, казалось, безвредными для окружающей среды. В 80-х годах прошлого столетия их ежегодное производство достигло 1 млн т. Долгое время считалось, что они – самые полезные и экономически выгодные вещества, изобретённые человечеством в XX столетии.

Однако в последние десятилетия установлено разрушительное влияние ХФУ на стратосферный озон. Всё это привело к истощению озонового слоя и образованию «озоновых дыр», наиболее крупная из которых была обнаружена над Антарктидой. Затем было отмечено также общее снижение концентрации озона над протяжёнными областями в Северном полушарии, включая США, Канаду и европейские страны. Был принят ряд международных документов, которые регулирует потребление и производство хлорфторуглеродных соединений, разрушающих озоновый слой.

В рамках санитарно-гигиенического нормирования основные критерии вредности атмосферного загрязнения формулируются следующим образом.

1. Допустимой может быть признана только такая концентрация или интенсивность воздействующего фактора, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного воздействия, не снижает его работоспособности, не влияет на самочувствие и настроение.

2. Привыкание к вредным веществам должно рассматриваться как неблагоприятный момент и являться доказательством недопустимости данного уровня воздействия.

3. Недопустимы такие концентрации вредных веществ, которые неблагоприятно влияют на растительность, климат местности и бытовые условия жизни населения.

Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух населенных пунктов, установлены два норматива:

1) максимальная разовая ПДК за 20 мин измерения (осреднения), мг/м3;

2) среднесуточная ПДК, осредненная за длительный промежуток времени (вплоть до года), мг/м3.

Нормируется также ПДК для рабочей зоны предприятия, а также ПДК для крупных городов и курортов, значения которых значительно ниже остальных нормативов.

ПДК вредного вещества в атмосфере – максимальная концентрация, отнесенная к определённому периоду времени (2030 мин, сутки, месяц, год), которая не оказывает ни прямого, ни вредного косвенного воздействия на человека и санитарно-гигиенические условия жизни. При длительном воздействии малых концентраций атмосферных загрязнений в организме, прежде всего, развиваются неспецифические изменения со стороны центральной нервной системы, крови, ферментных систем и др.

При действии на организм одновременно нескольких вредных веществ, обладающих суммарным действием, сумма отношений фактических концентраций каждого вещества (С1, С2, …, Сi) в воздухе к их пороговым значениям (ПДК1, ПДК2, …, ПДКi) не должна превышать единицы:

При такой ситуации характер сочетанного воздействия оценивается как проявление аддитивности, т.е. общий эффект оценивается как независимое суммирование эффектов отдельных загрязнителей.

Обнаружение порогового эффекта при сумме указанных отношений меньше единицы (1.11) свидетельствует об усилении действия одного загрязнителя другим (эффект синергизма). При значениях суммы больших единицы происходит ослабление действия одного загрязнителя другим (эффект антагонизма). Гигиенические нормативы установлены в России примерно для 700 веществ и их комбинаций.

Основываясь в качестве базовых значений на значениях ПДК, оценивают санитарно-гигиеническое и экологическое состояние окружающей среды. Контроль над источниками вредного воздействия и регулирование его функционирования выполняют применением нормативов предельно допустимого выброса (ПДВ) для атмосферного воздуха или предельно допустимого сброса (ПДС) вредных веществ для водных объектов.

ПДВ определяют по каждому источнику выбросов или сбросов, которых может быть несколько на одном предприятии. При этом должно соблюдаться правило: выбросы вредных веществ от источника, а при наличии других источников – от их совокупности не создадут приземную концентрацию, превышающую ПДК.

Для оценки качества воздуха в помещении можно применить ранее рассмотренную простую модель (см. рис. 1.1). Однокамерная модель распространения загрязнённого воздуха в помещении показана на рис. 1.2.

Пусть проникновение воздуха в помещение и его вывод характеризуются величиной I V, где I – скорость воздухообмена. Тогда уравнение (1.7) примет следующий вид:

где CS и С – концентрации загрязнителя вне и внутри помещения соответственно. Решение этого уравнения для стационарного состояния имеет вид Решение для нестационарного случая имеет вид (1.10), где Q = I V. Такие загрязнители воздуха, как CO и NO, могут считаться консервативными (K = 0). Тогда, если начальная концентрация в помещении C (0) = 0, и можно пренебречь концентрацией загрязнителя вне помещения CS = 0, то нестационарное решение примет вид Это решение может быть использовано, в частности, для определения концентрации угарного газа (CO) в помещении при использовании различных нагревателей.

1.3. Загрязнение водной среды и почвы 1.3.1. Загрязнение водной среды Вода играет важную роль в нашей жизни. Вода покрывает около 70 % территории планеты и обладает физическими и химическими свойствами, которые резко отличают её от других известных жидкостей. Например, она увеличивается в объёме при охлаждении, имеет максимальную плотность при температуре 4 °С, что означает уменьшение её массы при другой температуре. Значения температуры замерзания и кипения имеет высокую разницу, поэтому вода остается жидкой в большинстве областей Земли.

Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью, составляющей 4,18 кДж/(кг·К). Это предопределяет её большое влияние на климат. Основным терморегулятором климата являются воды океанов и морей: накапливая тепло летом, они отдают его зимой. Отсутствие водоёмов на местности обычно приводит к образованию резко континентального климата. Благодаря влиянию океанов на значительной части земного шара обеспечивается перевес осадков на суше над испарением, и организмы растений и животных получают нужное им для жизни количество воды.

Вода является богатейшим источником энергии – это гидроэнергия рек, энергия приливов, геотермальная и термоядерная энергия. Водные ресурсы планеты распределяются крайне неравномерно, усиливается конкуренция за воду для ирригации, промышленности, производства электроэнергии, бытовых целей. Солёные воды океанов сильно ограничивают возможность ее хозяйственного использования, а опреснение океанской воды достаточно трудоёмкое и дорогостоящее занятие. К счастью, Солнце выполняет за нас эту работу, испаряя воду и оставляя соли в океане (88 % влаги поступает именно из океанов).

Согласно определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), воду следует считать загрязнённой, если в результате изменения её состава или состояния она становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в природном состоянии она соответствовала предъявляемым требованиям. Это определение включает физические, химические и биологические свойства воды, а также наличие в ней посторонних жидких, газообразных, твёрдых и растворённых примесей [1].

Россия обладает одним из самых больших водных ресурсов в мире: на каждого жителя приходится свыше 30 тыс. м3/год пресной воды. Тем не менее снабжение питьевой водой становится для России одной из наиболее острых экологических проблем. Около 70 % поверхностных водоёмов в России либо загрязнены, либо непригодны для использования в качестве источников питьевой воды, в результате чего почти половина населения потребляет загрязнённую воду.

Основными источниками загрязнения поверхностных водных бассейнов является регулярный сброс в водоёмы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством, а также с поверхностным дренажным стоком с сельскохозяйственных угодий. Последний источник является наиболее значимым в связи с ростом применения удобрений, пестицидов, строительством ирригационных сооружений, в то время как промышленные и коммунальные стоки всё более эффективно очищаются и более тщательно контролируются.

Загрязнению, как правило, подвергаются поверхностные воды.

Подземные воды более чистые, поскольку почва является хорошим биологическим и химическим фильтром.

Установлено, что более 400 типов веществ могут вызвать загрязнение вод. Вода считается загрязненной, если хотя бы по одному из трёх показателей – санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому (запах, привкус, цветность, мутность) – превышены допустимые нормы.

Важная роль, обусловливающая загрязнение воды, принадлежит микроэлементам, главным образом, тяжёлым металлам, которые являются продуктами техногенного происхождения. Перечень приоритетных загрязнителей при изучении мониторинга природных сред включает постоянно расширяющийся список элементов, среди которых наиболее вредными считаются As, Hg, Cd, Pb, Cu и др.

Для загрязняющих веществ, поступающих в водную среду, существует две группы нормативов.

1. Нормативы содержания, при которых охраняемые свойства водоёма не нарушаются, предельно допустимая концентрация (ПДК).

2. Нормативы поступления загрязняющих веществ, при которых сохраняются охраняемые данным нормативом свойства водоёмов, предельно допустимый сброс (ПДС).

Значения ПДК устанавливаются по наименьшей пороговой концентрации с учётом стойкости вредных веществ в воде, способности водоёмов к самоочищению, влияния на органолептические свойства воды, а также влияния на здоровье населения, использующего воду. Данные показатели относятся к санитарногигиеническим.

Но не только значениями концентрации различных загрязнителей определяется качество воды. Одним из основных параметров является количество растворённого в ней кислорода, концентрация которого обычно составляет СК = 8 – 15 мг/л, значение СК = 3 мг/л является минимально необходимым для существования популяции рыб. Этот показатель уменьшается с ростом температуры воды, а также с повышением концентрации загрязнителей.

Важнейшим показателем по микробиологическим и паразитологическим свойствам воды является величина БПК – биологическая потребность в кислороде, необходимом микроорганизмам для разложения примесей, определяющая количество бактерий в объёме воды.

На практике часто используется величина БПК5 – общее количество кислорода, потребляемое микроорганизмами за первые пять суток разложения при температуре 20 °С. По санитарным нормам значение этой величины для природных водоёмов не должно превышать 36 мг/л, в сточных водах это значение составляет уже от 200 до 3000 мг/л, и поэтому такие воды необходимо очищать или сильно разбавлять. Для определения величины БПК5 используется следующее соотношение:

где С К1 и СК2 – начальное и конечное содержание кислорода в разбавленной загрязнённой воде, для которой P – фактор разбавления, отношение объёма загрязнённой воды к объёму воды с учетом разбавления. В случае если в воде для разбавления содержатся микроорганизмы, то БПКW загрязнённой воды определяется из соотношения:

где БПК m – определяется для смеси загрязнённой и разбавленной воды; БПКW – для загрязнённой воды; БПК d – для разбавителя, а Vm = Vw + Vd – объем смешанной воды.

Распад органических отходов обычно рассматривается как реакция первого порядка, т.е. скорость распада пропорциональна количеству отходов:

где Lt – значение БПК, остающееся через время t, а k – коэффициент скорости БПК реакции, зависящий от различных параметров среды. Решение имеет вид где L0 – предельное значение БПК, необходимое микроорганизмам полное количество кислорода для окисления органических отходов (рис. 1.3). Тогда можно записать:

а также легко получить Таким образом, коэффициент k является индикатором скорости биоразложения загрязнителей.

Другую опасность для водоёмов составляет тепловое загрязнение, вызванное сбросом нагретой воды в результате производственной деятельности человечества. Коэффициент скорости реакции в зависимости от температуры T (°C) можно описать следующим выражением:

где k20 – скорость реакции при комнатной температуре 20 °С, а 1, 047.

В табл. 1.1 приведена часть требований к качеству питьевой воды и водоснабжение населённых мест, взятые из санитарных правил, устанавливающих критерии безопасности для человека факторов среды его обитания и требования к обеспечению благоприятных условий его жизнедеятельности, по наличию органических и неорганических веществ.

Другим нормируемым показателем, используемым для охраны водной среды от загрязнения, является предельно допустимый сброс (ПДС). ПДС – 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 пункте.

ПДС разрабатывается и утверждается для предприятий и организаций, имеющих самостоятельные выпуски сточных вод в водные объекты, прежде всего в зонах повышенного загрязнения в целях соблюдения ПДК в контрольных створах водопользования.

1.3.2. Экологические проблемы загрязнения почв Почвенный покров представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Главное значение почв состоит в накоплении органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет также функции биологического поглотителя и разрушителя различных видов загрязнения.

Почва обеспечивает человечеству 9597 % продовольственных ресурсов. Площадь земельных ресурсов мира составляет почти 129 млн км2, или 86,5 % площади суши, а пригодных для ведения сельского хозяйства до 32 млн км2.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, изменении их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования – рельеф, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы.

Аридизация суши – уменьшение влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем под действием примитивного земледелия и нерационального использования пастбищ, в результате чего почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв – разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота. Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники. Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии.

Засоление почв, в основном, связано с ирригационной эрозией.

За последние десятилетия 50 млн га стали непригодными для любого вида сельскохозяйственных культур по причине засоления, из них не менее 50 % площади орошаемых земель.

Особое место занимают пахотные угодья, т.е. земли, обеспечивающие питание человека. Пахотные земли неуклонно сокращаются в результате нарушения и деградации почвенного покрова, отвода земель под застройку городов, посёлков и промышленных предприятий.

Процессы почвообразования протекают очень медленно, со скоростью примерно 0,1 мм в год. Глубина почвенного покрова невелика: в среднем от 20 см в тундре до 100 см в чернозёмах. Естественное плодородие формируется очень длительное время, а его уничтожение может происходить всего за 510 лет. Поэтому почвы можно считать невозобновляемым ресурсом и должны рассматриваться как мировая ценность, которую необходимо охранять.

Интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, приводят к изменению содержания микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами и другими токсичными веществами, оседающими или вымываемыми осадками из атмосферы (рис. 1.4). Повышенное содержание свинца в почве происходит за счёт выхлопных газов автомобилей; пестициды, фунгициды и инсектициды представляют угрозу для птиц, животных и для людей.

Почвы настолько разнообразны, что не существует даже их единой классификации. Поэтому нормирование загрязнений почв является очень сложной задачей. Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами является предельно допустимая концентрация химических веществ в почве.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в пахотном слое почвы концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на контактирующие среды (воду, воздух), и на здоровье человека, а также на способность почвы к самоочищению.

Нормативные значения ПДК разработаны для веществ, которые могут попасть в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.

Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по разработанным показателям, которыми являются коэффициент концентрации химического элемента Kc и суммарный показатель загрязнения Zc [1].

Коэффициент концентрации Kc определяется как отношение реального содержания элемента в почве С к фоновому значению Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими веществами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения Zc, отражающий суммарный эффект воздействия:

где Kci – коэффициент концентрации i-го вещества в пробе из n учитываемых веществ.

Оценка опасности загрязнения почв (см. рис. 1.4) группой веществ по показателю Zc проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв (табл. 1.2).

Kатегория Величина Изменение показателей здоровья загрязнения почв населения в очагах загрязнения Допустимая До 16 Наиболее низкий уровень заболеваемости Умеренно пасная Увеличение общего уровня заболеваемости Опасная Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей;

детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечнососудистой системы Чрезвычайно Более Увеличение заболеваемости детей; наруопасная 128 шение репродуктивной функции женщин 1.4. Обращение с бытовыми отходами В XIIIXIV вв. в Англии и во Франции появились первые законы, обязывающие содержать дом и улицу перед ним в чистоте.

Появилась профессия мусорщика. Стали использоваться специальные повозки. Однако проблема бытовых отходов со временем приобретала всё большую остроту, так как горожане не выполняли предписания, а городские власти не контролировали этот процесс.

Уже к концу XIX в. в крупных городах вошли в практику фильтрация для очистки сточных вод, сжигание отходов, контролируемое размещение отходов на свалках и закапывание отходов.

В середине XX в. проблема отходов признана одной из наиболее серьёзных, требующих применения сложных технологий.

В настоящее время в развитых странах производится от 1 до 3 кг бытовых отходов на душу населения в день. По данным Американского агентства по защите окружающей среды, общий годовой объём твёрдых бытовых отходов (ТБО) в США за период 1960– 2005 гг. вырос почти в 3 раза и составил около 250 млн т. На сегодняшний день бльшую часть ТБО составляют тара и упаковка.

В России ежегодно накапливается примерно 130 млн т ТБО, из них промышленной переработке подвергается только 3,5 %, остальные размещаются на свалках. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд т только ТБО.

На полигоны под размещение отходов в России ежегодно отчуждается примерно 10 тыс. га земель. Дефицит свободных земель приводит к тому, что свалки удаляются от города на 50100 км, что приводит к удорожанию перевозки отходов.

Свалки являются источником загрязнения окружающей среды:

атмосферы, почвы, поверхностных и подземных вод, однако часто они просто засыпаются слоем земли и используются затем для строительства и других нужд.

Хранение и переработка отходов приводит к загрязнению природной среды самыми разнообразными соединениями, находящимися в различных агрегатных состояниях.

ТБО современного города содержат более 100 различных токсичных и канцерогенных соединений, среди них красители, растворители, пестициды, соединения ртути, свинца, кадмия, мышьяка, лекарственные препараты и др.

Примерное время жизни различных отходов в окружающей среде может варьироваться от нескольких месяцев до тысяч лет в зависимости от состава отходов, типа почв, климата и др.

Традиционные методы обращения с отходами ориентированы на уменьшение опасного влияния на окружающую среду путём изоляции свалок от воздействия на грунтовые воды, очистку выбросов мусоросжигательных заводов. Иной взгляд на проблему ориентирован на то, что гораздо проще контролировать то, что попадает на свалку, а не со свалки в окружающую среду. Что касается жидких стоков, их прямой сброс в природные водоемы запрещён без очистки до предельно допустимых уровней, при этом вредные вещества из водной среды фактически переходят в категорию твёрдых отходов.

Обращение с отходами включает организацию сбора отходов, их утилизацию (включая переработку, извлечение энергии, захоронение остатков), а также меры по уменьшению количества отходов и их вторичному использованию.

При правильно разработанной и осуществляемой системе утилизации отходов уменьшается ущерб, наносимый окружающей среде, сохраняются ресурсы и производится энергия. Промышленные отходы, как правило, менее разнообразны по составу, более четко классифицируются и контролируются. Очевидно, что полностью свести отходы к нулю невозможно, но значительно уменьшить их количество и объём человечеству по силам.

Для осуществления качественного управления отходами необходимо выполнить ряд условий в порядке приоритета.

1. Использовать все возможности для предотвращения образования отходов.

2. Вторично использовать все полезные фракции отходов.

3. Сжигать с соблюдением мер экологической безопасности все горючие неутилизируемые фракции отходов.

4. Проводить экологически безопасное захоронение остатков, шлаков и других неутилизируемых продуктов их переработки.

5. Развивать рынок вторичных ресурсов.

6. Осуществлять жёсткий контроль за нелегальным захоронением отходов.

7. Следовать принципу «загрязнитель платит». На утилизации отходов можно зарабатывать, а также извлекать из них вторичное сырье, перерабатывая и продавая его. Некоторые крупные свалки в США имеют обороты в сотни тысяч долларов в день.

Для твердых бытовых отходов экономически наиболее привлекательным могла бы быть сортировка смешанного мусора, в том числе на автоматизированных сортировочных комплексах, с последующим возвращением значительной части составляющих в производство. Этот чрезвычайно трудоёмкий процесс позволяет отсортировать только около 30 % мусора.

Однако при исходном разделении мусора в местах его образования можно отобрать до 80 % полезного продукта. Но уровень отбора (сортировки) в значительной степени зависит от общей культуры и дисциплинированности населения. В разных странах доля повторного использования отходов колеблется от 20 (Япония) до 32 (США) %.

Можно предположить, что в ближайшее время роль мусорных свалок не уменьшится. В этой связи такой технологический подход к обезвреживанию отходов, как санитарная земляная засыпка, позволяющая получение биогаза, будет весьма актуальным, хотя для этого требуются несколько лет после создания свалки и достаточно большой объем мусора.

Сжигание не может рассматриваться и как экологически безопасный, экономически оправданный или ресурсосберегающий процесс, поскольку многие органические вещества, которые могли бы быть использованы, сжигаются с дополнительными затратами энергии. К тому же существующие мусоросжигательные установки образуют вторичные чрезвычайно токсичные отходы, выделяемые в окружающую среду с дымовыми газами. К подобным веществам относятся диоксины крайне устойчивые хлорорганические соединения, входящие в группу из 12 наиболее опасных веществ.

В шлаках и золе после сжигания содержание тяжёлых металлов, как правило, на 23 порядка выше, чем в сжигаемых отходах, поэтому использовать его для утилизации или захоронения без дополнительной переработки нельзя.

Наиболее полная деструкция продуктов, содержащихся в мусоре, осуществляется в процессе высокотемпературного пиролиза или газификации при температуре 16501950 °С. В последнее время начала развиваться технология переработки отходов на основе низкотемпературной плазмы (20009000 °С). Необходимо заметить, что недостатками методов является их высокая стоимость.

Таким образом, проблема загрязнения городов отходами своей жизнедеятельности и её решение оказались чрезвычайно сложными научно-техническими и социально-экономическими задачами.

1.5. Экологическое нормирование Центральная методологическая проблема экологического нормирования – вопрос о норме экосистем и критериях нормальности.

Можно выделить два основных понимания нормы – статистическое (оценка тенденции изменения доминирующего показателя за некоторый период времени) и функциональное (выполнение системой определенных функций). Принятая в настоящее время позиция – антропоцентризм, при котором ищется область состояний экосистемы, удовлетворяющих существующие представления человека о высоком качестве среды обитания.

Норма детерминирована конкретным регионом и временем. Однако это не означает, что формулирование критериев нормальности произвольно. Только эксперты в области экологии могут задавать критерии качества, поскольку они обладают знанием о закономерностях функционирования и устойчивости экосистем.

Объектами экологического нормирования могут быть и вся биосфера, и небольшой участок леса, и территория города, и среда обитания человека в узком смысле (жилище, производственные помещения).

Внешняя по отношению к объекту нормирования среда представляется как совокупность агентов воздействия на объект, например промышленные выбросы, глобальные атмосферные выпадения, транспортные средства, приводящие к механическим нарушениям почвы или растительного покрова, люди (охотники и собиратели), изымающие определенную долю популяций охотничьих животных или лекарственных растений.

Любое изменение внешней среды, осуществляемое субъектом управления (преднамеренно или непреднамеренно) и приводящее к изменению состояния объекта нормирования, носит название управляющего воздействия.

Нормальное состояние объекта нормирования – часть области пространства возможных состояний, в пределах которой реализуется удовлетворительное качество объекта. Когда это не достигается, имеет место патологическое состояние объекта.

Под экологической нагрузкой понимается изменение внешней среды, приводящее к ухудшению качества объекта.

Экологическое нормирование – нахождение граничных значений экологических нагрузок для того, чтобы можно было установить ограничения для управляющих воздействий на объект нормирования и достигнуть целей нормирования.

Как известно, основой экологического нормирования является допустимая антропогенная нагрузка (ДАН) – максимальная нагрузка, которая не вызывает ухудшения качества объекта нормирования.

Таким образом, экологическое нормирование является частным случаем регулирования управляющих воздействий, касающихся только определенного класса воздействий, которые могут снизить качество объекта. Другой случай регуляции управляющих воздействий – оптимизация, цель которой – улучшить качество объекта управления.

Нормировать можно только индуцируемые субъектом управления изменения внешней среды, а естественно обусловленные нормировать бессмысленно.

В общем виде решение задачи нахождения экологических нормативов можно представить в виде системы двух уравнений:

где Z – качество экосистемы; X, Y – наборы параметров, описывающих состояние и нагрузки на экосистемы соответственно; f1 – функция, описывающая связь качества экосистемы с ее состоянием; f 2 – функция, связывающая нагрузки и состояние экосистемы.

Следует обратить внимание на то, что качество экосистемы – величина с небольшим числом градаций (от 3 до 7) на шкале «хорошо – плохо», тогда как состояние экосистемы и нагрузки на нее описываются многомерным (до 1000) набором переменных.

Установить величину ДАН – значит найти такой набор нагрузок, при котором сохраняется определенное фиксированное значение оценки качества экосистемы Z («хорошее» или «удовлетворительное»).

Государственная экологическая экспертиза является обязательной мерой охраны окружающей среды и направлена на реализацию конституционного права граждан России на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду.

Экологическая экспертиза – установление соответствия документов, обосновывающих намечаемую хозяйственную и иную деятельность, экологическим требованиям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.

Экологическая экспертиза основывается на следующих принципах:

• презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;

• обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;

• комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;

• независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;

• гласности, участия общественных организаций, учета общественного мнения.

Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) вид деятельности по выявлению, анализу и учёту прямых, косвенных и иных последствий воздействия на окружающую среду планируемой хозяйственной и иной деятельности в целях принятия решения о возможности или невозможности её осуществления.

В отличие от экологической экспертизы ОВОС – процедура учёта экологических требований на стадии проектирования. ОВОС является процессом исследования воздействия проектируемой деятельности и прогноза его последствий для окружающей среды и здоровья человека.

ОВОС разрабатывается, как правило, в рамках проекта и состоит из совокупности оценок по видам объектов воздействия (атмосфера, вода, почва, биота, человек), сводимых к итоговой интегральной оценке.

1. Чем отличаются уравнения баланса массы для консервативного и неконсервативного вещества? Приведите примеры консервативных веществ 2. Как будет зависеть от времени t концентрация консервативного загрязнителя в помещении, где находится источник загрязнения, если скорость воздухообмена равна I?

3. Какова доля доступной для использования человеком пресной воды в мировом водном ресурсе? Где она сосредоточена?

4. Назовите основные источники поступления диоксида углерода в атмосферу.

5. Какова роль диоксида углерода в парниковом эффекте? Какие ещё находящиеся в атмосфере газы относят к парниковым?

6. Назовите основные виды загрязнения водной среды.

7. Что такое мониторинг окружающей среды?

8. Чем отличается экологическое нормирование от санитарногигиенического?

9. Какие экологические факторы принимаются во внимание при составлении ОВОС?

10. Чем ОВОС отличается от экологической экспертизы?

1. Болятко В.В., Демин В.М., Евланов В.В., Ксенофонтов А.И. Скотникова О.Г. Основы экологии и охраны окружающей среды: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2008.

2. Болятко В.В., Ксенофонтов А.И. Сборник задач по курсу «Основы экологии и охраны окружающей среды». М.: МИФИ, 2007.

3. Masters G.M. Introduction to Environmental Engineering and Science.

Prentice-Hall Inc., New Jersey, 1991.

Глава 2. ЭНЕРГЕТИКА И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА 2.1. Единицы измерения энергии и мощности Слово «энергия» происходит от греческого energeia – действие, деятельность. В физике энергией называют общую количественную меру различных форм движения материи. Соответственно различным формам движения материи (физическим процессам) различают энергию механическую, тепловую, электрическую, химическую, гравитационную, ядерную и т.д. Благодаря открытию в середине XIX в. закона сохранения и преобразования энергии понятие энергии связывает воедино все явления природы.

Среди различных видов (форм) энергии наиболее удобной оказалась электрическая, которая легко преобразуется в свет, тепло, механическую энергию и др. Расход электроэнергии сравнительно легко и точно контролируется и измеряется. Некоторые специалисты склонны судить об «уровне цивилизованности страны» по душевому потреблению именно электроэнергии, несмотря на большие потери при ее производстве. Изучению законов преобразования энергии уделяется большое внимание в физике, химии и других естественных науках. Особую роль здесь играет научная дисциплина «Термодинамика».

Для количественных расчетов необходимо принять единицу измерения энергии. В международной системе единиц СИ (System International) за единицу энергии принят джоуль (Дж). Камень массой в 2 кг, летящий со скоростью 1 м/с, имеет кинетическую энергию 1 Дж. Для расчетов, связанных с тепловой и биологической энергией, часто используют старую (внесистемную) единицу энергии калорию (кал) или килокалорию (ккал): 1 ккал = 1000 кал. Калория – это такое количество тепловой энергии, которое необходимо подвести к массе воды в 1 грамм, чтобы нагреть ее на 1 градус Цельсия (Кельвина). Джоуль и калория связаны соотношением (с точностью до четырех значащих цифр):

Для глобальных оценок используют единицу измерения энергии 1 Q = 1,055·1021 Дж (то есть 1Q 1021 Дж). Это очень большая энергия: в год население Земли потребляет около 0,3 Q энергии. За все время существования человечества израсходовано около 10 Q энергии. В литературе встречается также энергетическая единица эксаджоуль (ЭДж): 1 ЭДж = 1018 Дж, 1 Q 1000 ЭДж.

Для сравнения различных видов топлива, отличающихся калорийностью, используют понятие условное топливо – это топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг = 29,3 МДж/кг (МДж = = мегаджоуль = 106 Дж). То есть при сгорании 1 тонны условного топлива (т у.т.) выделяется энергия 29,3 ГДж (ГДж = гигаджоуль = = 109 Дж = 1000 МДж): 1 т у.т. = 29,3 ГДж. Теплотворная способность угля, нефти и газа связана с теплотворной способностью условного топлива так, что выполняются приближенные соотношения:

В литературе часто используют единицу измерения объема нефти 1 баррель (буквально – бочка): 1 баррель (американский нефтяной) = 159 л. При средней плотности нефти 900 кг/м3 один баррель нефти содержит приблизительно 0,2 т у.т. = 5,9 ГДж энергии. В связи с большой ролью нефти в мировой экономике для сравнения различных видов топлива применяется и такая единица энергии как «тонна нефтяного эквивалента» (ТНЭ): 1 ТНЭ = 1,4 т у.т. 41 ГДж (на английском TOE – Ton of Oil Equivalent, во множественном числе – Tonnes of Oil Equivalent). В зарубежной литературе встречается внесистемная единица «британская тепловая единица» (БТЕ, в оригинале BTU – British Thermal Unit): 1 БТЕ = 252 кал = 1055 Дж.

В энергетике наряду с энергией наиболее важными понятиями являются теплота, работа и мощность. Теплота и работа – это две различные формы передачи энергии от одного тела к другому.

Теплота и работа измеряются в тех же единицах, что и энергия (энергию можно рассматривать как меру способности производить работу. Поэтому единицы измерения энергии и работы одни и те же).

Скорость передачи (преобразования) энергии называют мощностью. Единицей измерения мощности в международной системе единиц СИ определен 1 ватт: 1 Вт = 1 Дж/с (джоуль за секунду).

Так, электрическая мощность одного блока современной атомной электростанции равна 1 ГВт = 109 Вт. Исторически одной из первых единиц измерения энергии была лошадиная сила (л.с.):

1 кВт = 1,341 л.с. Оценивая годовой расход условного топлива, можно приближенно считать 1 т у.т./год 1 кВт (точнее 1 кВт = = 1,076 т у.т./год).

Электрическую энергию обычно измеряют в киловатт-часах:

1 кВт·ч = 3600 кДж = 3,6 МДж или 1 т у.т. = 8139 кВт·ч. При подведении годовых энергетических балансов иногда используют величину 1 кВт·год = 8760 кВт·ч = 31,5 ГДж = 1,08 т у.т. Это то количество энергии, которое производится за год при непрерывной работе генератора с постоянной мощностью 1 кВт.

2.2. Экспоненциальная динамика потребления энергии человечеством Ведущая роль в развитии всех отраслей народного хозяйства, в росте благосостояния людей принадлежит энергетике. Надежность и стабильность снабжения энергией лежат в основе национальной безопасности, экономического процветания и глобальной стабильности.

Биологическая (мускульная) мощность человека составляет 2– 3 тыс. ккал/сут 100–150 Вт, т.е. находится на уровне мощности средней электрической лампочки. Благодаря развитию энергетики среднее годовое потребление энергии на душу населения в мире составляет приблизительно 3 т у.т./годчел. 3 кВт/чел. Потребление энергии на душу населения иногда называют «энерговооруженностью». В экономически наиболее развитых странах энерговооруженность составляет 6–12 кВт/чел. (около 6–12 т у.т./год, или около 190–380 ГДж/год·чел) при годовом валовом национальном продукте (ВВП) 20–40 тыс. дол./год·чел. (рис. 2.1). В странах с меньшим производством энергии и ВВП меньше, и меньше продолжительность жизни людей (рис. 2.2).

Потребление энергии в мире весьма неравномерно: 1 млрд чел.

(из 6) потребляет 80 % энергии, остальные 5 млрд – только 20 %.

Энерговооруженность людей в разных странах отличается более чем в 50 раз. Человек индустриального общества потребляет в 100 раз больше энергии, чем первобытный человек, и живет в четыре раза дольше.

После энергетического кризиса 1973–1979 гг., когда цена на нефть возросла почти в шесть раз, в странах с большим энергопотреблением начались активные работы по энергосбережению. В итоге существенно (на 20–30 %) уменьшились затраты энергии на производство единицы ВВП (см. рис. 2.1).

За последние 200 лет годовое энергопотребление в мире выросло почти в 30 раз с ежегодным приростом около 3 %, а душевое энергопотребление в мире увеличилось почти в пять раз. Это позволило решить такие грандиозные задачи, как увеличение более чем вдвое средней продолжительности жизни людей, сокращение почти вдвое продолжительности рабочей недели, обеспечение продуктами питания возросшего в семь раз населения Земли.

Одновременно с развитием энергетики возросло ее влияние на окружающую среду. Возросли площади карьеров и изъятых из земледелия и лесоразведения земель, выбросы в атмосферу пыли и токсичных газов, твердые отходы, сбросы низкопотенциального тепла, электромагнитные поля линий электропередач и др.

Если предположить, что для поддержания высокого уровня жизни, присущего сегодня населению высокоразвитых стран, в будущем понадобится увеличить потребление первичной энергии (энерговооруженность) во всех странах до 10–20 кВт на одного человека, то при ожидаемой численности населения Земли к концу ХХI в. 10–12 млрд чел. годовое производство энергии в мире должно быть на уровне 10 Q. Такое количество энергии (10 Q) человечество израсходовало за все время своего существования до 2000 г. По оценкам ряда специалистов, Земля не выдержит антропогенного производства энергии более 10 Q в год.

Рост потребления энергии человечеством обусловлен одновременным действием трех факторов: 1) увеличением численности населения, 2) повышением эффективности использования освоенных энергоресурсов (развитие технологий) и 3) освоением более калорийных и технологичных видов топлива.

В России с 1913 г. добыча угля возросла в 80 раз, добыча нефти – в 270, добыча газа – более чем в 30 тыс. раз (табл. 2.1). Данные этой таблицы, свидетельствующие о почти экспоненциальном росте добычи топлива на начальных этапах развития, представлены также на рис. 2.3. Затем наступает стагнация или даже уменьшение добычи.

Динамика годовой добычи топлива в России Максимальный объем добычи нефти в России был достигнут в 1987 г. – 570 млн т (23,4 млрд ГДж). Затем начался быстрый спад добычи, а с 2000 г.

благодаря значительному повышению мировых цен на нефть начался подъем ее добычи.

В 2009 г. «Газпром» пережил рекордное падение добычи газа – она сократилась на 16 %, опустившись до уровня 25-летней давности. «Газпром» обладает монополией на экспорт газа из России и контролирует три четверти его внутреннего производства.

Весь исторический отрезок времени в 100 лет можно разбить на три характерных периода: период угля – до 1965 г., период нефти – 1965–1985 гг., период газа – с 1985 г. по настоящее время. Иначе говоря, с начала 60-х годов начался процесс вытеснения угля нефтью, а с начала 80-х – газом. Этому способствовали соответственно открытие и освоение крупнейшего в мире Самотлорского месторождения нефти (1965 г.) и природного газа на севере Тюменской области (1975 г.).

Тот факт, что зависимость энергопотребления от времени в полулогарифмических координатах представляет собой почти прямую линию, означает, что эта зависимость экспоненциальная. В экономике часто встречаются экспоненциальные зависимости.

Пять основных характеристик мировой системы – численность населения, производство продуктов питания, индустриализация, загрязнение окружающей среды и потребление невозобновляемых природных ресурсов – возрастали практически по экспоненциальному закону.

Исследуем некоторые важные закономерности экспоненциального роста энергопотребления. Обозначим через W установленную суммарную мощность энергетических установок (в мире, в отдельной стране или регионе). Если скорость наращивания мощностей dW/dt пропорциональна установленной в данный момент времени t мощности W(t), то дифференциальное уравнение, описывающее изменение установленной мощности с течением времени, имеет вид где k – темп роста, Te = 1 k – характерное время (период времени, постоянная времени), в течение которого установленная мощность энергоустановок увеличивается в e = 2,72 раза.

Темп роста k = 1 Te называют также эффективностью развития энергетики (экономики). Чем больше величина k, тем быстрее растет величина W(t) (установленная мощность, ВВП и т.п.). Пусть в начальный момент времени (t = 0) установленная мощность равнялась W0. После интегрирования уравнения (2.1) получим закон изменения установленной мощности с течением времени:

Экспонента является быстро возрастающей функцией, логарифмируя предыдущее выражение, получаем Часто в литературе встречается такой параметр, как время (или период) удвоения Т2. Это такой период времени, за который установленная мощность возрастает в два раза, т.е. W(t + Т2) = 2W(t) или с учетом формулы (2.2) Поскольку по определению времени удвоения exp(kТ2) = 2, то находим искомую связь периода удвоения с темпом роста Как видно, период удвоения меньше периода Te : T2 0,7Te.

Найдем теперь связь этих параметров с относительным приростом величины W за некоторый период времени t. Увеличение (абсолютный прирост) мощностей W за произвольный период времени t согласно выражению (2.2) составляет Отсюда находим относительный прирост мощностей за период Как видно, относительный прирост не зависит от текущего момента времени t, а только от периода t наблюдения за изменением. Из последнего выражения находим искомую взаимосвязь При малом относительном приросте W/W 1, разлагая логарифм в ряд и ограничиваясь первыми членами разложения, получим Здесь учтено, что ln(1 + x) x x 2 2 + x3 3 +... при x = 1.

Обычно рассматривается изменение экономических характеристик за один календарный год. Полагая t = 1 год, находим относительный ежегодный прирост установленной мощности W/W k.

Так, при ежегодном приросте 1 % период удвоения мощностей равен Т2 = 69 лет, при W/W = 10 % в год получаем Т2 = 6,9 лет. Периоду удвоения 10 лет соответствует ежегодный семипроцентный прирост.

Из (2.8) следует, что произведение «ежегодного темпа роста» на «время удвоения» составляет величину около 69 (% · год):

Эту закономерность эмпирически обнаружил отечественный ученый-экономист Побиск Георгиевич Кузнецов (1924–2000 гг.).

Определим теперь суммарное количество произведенной энергии Е за некоторый период времени Т. При мощности энергоустановок W(t) за малое время dt они выработают количество энергии dE = Wdt. Суммарное количество произведенной энергии Е за период времени Т определяется интегрированием функции W(t) по времени t от 0 до Т. При экспоненциальном росте установленных мощностей энергоустановок получаем искомую функцию Е(Т):

На графике W(t) эта величина численно равна площади под кривой W(t) (рис. 2.4). При достаточно большом времени наблюдения, когда T Те, т.е. kT 1, можно пренебречь экспонентой в последней скобке по сравнению с единицей. Тогда Е Те · W(T), т.е.

величина Е практически не зависит от начальной мощности W0 и целиком определяется конечной мощностью и темпом развития.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА Кафедра менеджмента и маркетинга А. С. Большаков ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для студентов...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра промышленной теплоэнергетики Германова Т.В.. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Часть 1. Расчет выбросов загрязняющих веществ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ для студентов специальности 140104 Промышленная...»

«Федеральное агентство по образованию Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Н.А. Гладкова РАЗРАБОТКА ВЫПУСКНЫХ КВАЛИФИКАЦИОННЫХ РАБОТ Для технических специальностей вузов Учебное пособие Рекомендовано Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный морской технический университет в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ СЕВЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ М.Д.Носков ДОБЫЧА УРАНА МЕТОДОМ СКВАЖИННОГО ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ Учебное пособие Северск 2010 УДК 622.775 ББК 65.9(2)304.11 Н 844 Носков М.Д. Добыча урана методом скважинного подземного выщелачивания: учебное пособие/ М.Д.Носков. Северск: Изд-во СТИ НИЯУ МИФИ,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина Кафедра теоретических основ теплотехники ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В ТРУБЕ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Методические указания к выполнению лабораторной работы Иваново 2014 Составители: В.В. БУХМИРОВ Д.В. РАКУТИНА Редактор Т.Е....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Кафедра ПТ Методические указания к курсовому проекту: Промышленная котельная с паровыми котлами для студентов очного отделения специальности 140104 Промышленная теплоэнергетика Часть IV: Выбор и расчет системы подготовки воды Тюмень-2004 1 Методическое пособие к курсовому проекту Промышленная котельная с паровыми котлами для студентов очного отделения специальности 140104...»

«Министерство Образования и Науки Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА Факультет экономики и управления Кафедра Международный нефтегазовый бизнес А.А. Конопляник Россия и Энергетическая Хартия Учебное пособие по курсу Эволюция международных рынков нефти и газа Москва 2010 1 УДК 620.9 (470) А.А.Конопляник. Россия и Энергетическая Хартия. Учебное пособие. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2010. - 80 с. В пособии изложены особенности...»

«Утверждены Приказом Председателя Комитета по атомной энергетике Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан № 88-пр. от 05 ноября 2008 г. Методические указания по информированию, расследованию и учету нарушений в работе исследовательских ядерных установок Общие положения 1. Настоящие Методические указания по информированию, 1. расследованию и учету нарушений в работе исследовательских ядерных установок (далее - Методические указания) разработаны на основании законов...»

«CАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ И. М. Хайкович, С. В. Лебедев ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ Учебное пособие Под редакцией проф. В. В. Куриленко Санкт-Петербург 2013 УДК 504.05+504.5+550.3 ББК 26.2+20.1 Х-16 Р е ц е н з е н т: докт. геол.-минер. наук, проф. К. В. Титов (С.-Петерб. гос. ун-т) Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета геологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета И. М. Хайкович,...»

«СЕВЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Национального исследовательского ядерного университета МИФИ В.Л. Софронов, Е.В. Сидоров МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЕВЕРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ В.Л. Софронов, Е.В. Сидоров МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Часть II Учебное пособие...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо – Западный государственный заочный технический университет Кафедра теплотехники и теплоэнергетики КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Методические указания к выполнению курсового проекта Факультет энергетический Направление и специальности подготовки дипломированного специалиста: 650800 – теплоэнергетика 100500 – тепловые электрические станции 100700 – промышленная...»

«Министерство образования Российской Федерации Дальневосточный государственный технический университет им. В.В. Куйбышева НАСОСЫ И ТЯГОДУТЬЕВЫЕ МАШИНЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Учебное пособие Владивосток 2002 BOOKS.PROEKTANT.ORG БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОННЫХ КОПИЙ КНИГ для проектировщиков УДК 621.184.85 и технических специалистов С47 Слесаренко В.В. Насосы и тягодутьевые машины тепловых электростанций: Учебное пособие. - Владивосток: Издательство ДВГТУ, 2002. - с. Учебное пособие предназначено для...»

«Б.М. Хрусталев Ю.Я. Кувшинов В.М. Копко И ВЕНТИЛЯЦИЯ БИТУ, ББК 31,38я7 Т34 У Д К 697^34.001 Авторы: Б.М. Хрусталев, Ю.Я. Кувшинов, В.М. Копко, А. А. Михалевич, П. И. Дячек, В. В. Покотилов, Э. В. Сенькевич, Л. В. Борухова, В. П. Пилюшенко|, Г. И. Базыленко, О. И. Юрков, В. В. Артихович, М. Г. Пшоник Рецензенты: Кафедра энергетики Белорусского аграрно-технического университета, доктор технических наук, профессор Б. В. Яковлев Т 34 Т е п л о с н а б ж е н и е н в е н т и л я ц и я. Курсовое...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра экономики отраслевых производств Посвящается 60-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми Н. Г. Кокшарова ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИНВЕСТИЦИЙ Учебное пособие Утверждено...»

«БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Н.Б. Карницкий Б.М. Руденков В.А. Чиж МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ к курсовому проекту Теплогенерирующие установки для студентов дневного и заочного отделений специальности 70.04.02 Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна специализации 70.04.02.01 Системы теплогазоснабжения и вентиляции Минск 2005 УДК 621.181.001.24 (675.8) ББК 31.38я7 К-24 Рецензенты: зав. кафедрой Промышленная теплоэнергетика и теплотехника, кандидат технических...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина С.А. Андреев, Ю.А. Судник АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов факультета заочного образования Москва, 2007 УДК 731.3 - 52 : 338.436 (075.8) Рецензент: д.т.н., профессор А. М. Башилов (ФГОУ ВПО МГАУ) С. А....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина Кафедра теоретических основ теплотехники ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ТВЕРДОГО ТЕЛА МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМА Методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине Тепломассообмен Иваново 2014 Составители: В.В.БУХМИРОВ, Ю.С. СОЛНЫШКОВА, М.В....»

«ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЕТЕВАЯ КОМПАНИЯ ЕДИНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СТО 56947007ОАО ФСК ЕЭС 29.240.02.001-2008 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЗАЩИТЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,4-10 кВ ОТ ГРОЗОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Стандарт организации Дата введения: 01.12.2004 ОАО ФСК ЕЭС 2008 Предисловие Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ О техническом регулировании,...»

«РОСАТОМ Северская государственная технологическая академия В.Л. Софронов МАШИНЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Часть I Учебное пособие Северск 2009 УДК 66.01.001 ББК 35.11 С-683 Софронов В.Л. Машины и аппараты химических производста.Ч. I: учебное пособие.–Северск: Изд-во СГТА, 2009.– 122 с. В учебном пособии кратко изложен курс лекций по дисциплине Машины и аппараты химических производств. Пособие предназначено для студентов СГТА специальности 240801 – Машины и аппараты химических...»

«В. Г. ЛАБЕЙШ НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Санкт-Петербург 2003 1 ББК 20.1я121 УДК 620.9 (075) В.Г.Лабейш. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учеб. пособие. - СПб.: СЗТУ, 2003.-79 с. Учебное пособие по дисциплине Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии составлено в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 650800 –...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.