Реферат - Возможность создания технологий, не нарушающих природу - файл n1.doc

Реферат - Возможность создания технологий, не нарушающих природу
скачать (210 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc210kb.08.07.2012 22:21скачать

n1.doc



СОДЕРЖАНИЕ


  1. Основные виды загрязнений окружающей среды 3

  2. Методы определения загрязняющих веществ 5

  3. Очистка выбросов в атмосферу от примесей 7

  4. Очистка сточных вод от примесей 10

  5. Утилизация промышленных отходов. 13

Принципы создания малоотходных производств

  1. Классификация природоохранных мероприятий 18

  2. Список использованной литературы 21

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Источники загрязнения биосферы принято разделять на природные и промышленные.




Рис. 1. Классификация промышленных источников загрязнения биосферы
Непосредственными объектами загрязнения служат основные сферы обитания биотического сообщества: атмосфера, вода, почва. Жертвами загрязнения являются составляющие биоценоза: растения, животные, микроорганизмы. Всякое загрязнение, как правило, не всегда ощущается сразу и часто имеет скрытый харак­тер, причем это может быть и необязательно прямой выброс в природную среду вредных веществ. Например, такой «безобидный» процесс, как отвод воды из водоемов для различных хозяйственных нужд, приводит к изменению естественного режима температуры (тепловое загрязнение), что затрагивает целый ряд взаимосвязанных процессов, характеризующих данную экологическую систему, вплоть до полного ее уничтожения (например, катастрофа Аральского моря). Опасным при изменении любой экологической системы является появление не свойственных ей веществ.

Вещества, воздействующие на организм человека или экосистему, называют вредными веществами. Степень опасности вредных веществ устанавливается в зависимости от различных норм и показателей, и в первую очередь от предельно допустимой концен­трации (ПДК) вредного вещества, под которой понимают концен­трацию, не вызывающую каких-либо болезненных изменений в организме человека.

Процессы загрязнения в широком смысле можно классифици­ровать следующим образом:

Вредные вещества проникают в организм человека чаще всего через дыхательный тракт, реже через пищеварительный тракт или кожу. Ингаляционный путь поступления наиболее опасен, так как огромная всасывающая поверхность легких, усиленно омываемых кровью, позволяет ядам быстро и почти беспрепятственно про­ткнуть к жизненно важным центрам.

Вредные вещества могут оказывать на организм как местное, так и общее действие. Первое – это результат раздражения тканей в месте попадания. Так действуют кислоты, щелочи, некоторые соли и газы (хлор, диоксид серы, хлороводород, аммиак).

При общем действии яды всасываются в кровь, разносятся по организму и отравляют ткани и внутренние органы. К ним можно отнести пары ртути, сероводорода, оксид углерода и др.

Степень ядовитости вещества характеризуют следующие факторы:

Если говорить о веществах, оказывающих наиболее вредное прямое воздействие на человека, то здесь особую опасность представляют канцерогенные вещества, то есть те, которые катализиру­ют процесс развития опухолей, в том числе и злокачественных.

Специфические проявления возникают в основном в городах при загрязнении среды фтором, бериллием, асбестом (с последующим возможным исходом в канцерогенез), марганцем (хронические пневмонии), золой ТЭС и котельных (заболевания легких), мышьяком и свинцом (нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта). В частности, по имеющимся сведениям, в крови со­временных людей содержится свинца в сотни раз больше, чем по предельно допустимой норме. Между тем если раньше полагали, что существует безопасный уровень свинца в организме, то соглас­но современной точке зрения воздействие даже малых его коли­честв непредсказуемо. У беременных женщин возможны по этой причине ранние роды или выкидыши, у женщин пожилого возрас­та свинец нарушает усвоение кальция. В особой же опасности на­ходятся дети в первые четыре года жизни, когда у них развивается головной мозг. Свинец, по оценке медиков, не только нарушает нормальный обмен веществ в организме человека в силу своей вы­сокой токсичности, но и вызывает его повышенную агрессив­ность, что чрезвычайно опасно в нашем социально неустойчивом мире.

Постоянную и основную экологическую опасность для крупных городов России представляет современный автотранспорт. В составе отработанных газов любого бензинового двигателя содер­жится около 200 различных веществ, в том числе 3 % оксида угле­рода, 0,06 % оксида азота, углеводородов и бензопирена. За год при 15 тыс. км пробега автомобиль потребляет 4 т кислорода и вы­брасывает в атмосферу 3 т диоксида углерода, 500 кг оксида углеро­да, 90 кг углеводородов, 30 кг оксида азота. Ежегодно с выхлопны­ми газами автомобилей поступает 0,4 млн т свинца, то есть практически весь выброс свинца в атмосферу. В крупных городах на долю автотранспорта приходится от 50 до 80 % всех загрязнений.

В России вклад в загрязнение воздуха по отраслям промышленности распределяется следующим образом (действующее производство по степени совершенства очистных сооружений):


МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Для решения этой задачи используют инструментальные методы современной аналитической химии, основанные на измерении различных физических свойств определяемых веществ или продуктов химических превращений с помощью физических и физико-химических приборов. Результат измерения, несущий химико-аналитическую информацию, часто называют аналитическим сигналом.

Спектроскопические методы анализа основаны на использовании взаимодействия атомов или молекул определяемых веществ с электромагнитным излучением широкого диапазона энергии. Это могут быть гамма-кванты, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое и видимое инфракрасное и радиоволновое излучение. Сигналом может быть испускание или поглощение излучения. Важнейшими для экологического мониторинга, по-видимому, являются нейтронно-активационный, рентгеноспектральный и атомно-эмиссионный анализы.

Ценную информацию в анализе вод представляют электрохимические методы анализа: потенциометрия, полярографические и кулонометрические методы.

Исключительно мощное средство контроля загрязнения различных объектов окружающей среды - хроматографические методы, позволяющие анализировать сложные смеси компонентов. Наибольшее значение приобрели тонкослойная газожидкостная и ионная хроматография. Будучи несложной по технике выполнения, тонкослойная хроматография хороша при определении пестицидов и других органических соединений-загрязнителей. Газожидкостная хроматография эффективна при анализе многокомпонентных смесей летучих органических веществ. Применение различных детекторов, например малоизбирательного детектора по теплопроводности - катарометра и избирательных – пламенно-ионизационного, электронного захвата позволяет достигать высокой чувствительности при определении высокотоксичных соединений. Высокоэффективную жидкостную хроматографию применяют при анализе смесей многих загрязняющих веществ. Используя высокочувствительные детекторы, спектрофотометрические, флуориметрические, можно определять очень малые количества веществ. При анализе смеси сложного состава особенно эффективно сочетание хроматографии с инфракрасной спектрометрией и особенно с масс-спектрометрией. В последнем случае роль детектора играет подключенный к хроматографу масс-спектрометр. Обычно приборы такого типа оснащены мощным компьютером. Так определяют пестициды, диоксины, нитрозоамины и другие токсичные вещества. Ионная хроматография удобна при анализе катионного и анионного состава вод.

Для определения содержания SO2, NO2, CO и других газов в атмосферном воздухе применяют отечественные газоанализаторы различных типов: «Платон-1» (AsH3); «Гамма-М» (бензол); «Палладий-МЗ» (CO); «Нитрон» (NO2); «Сирена-2» (NH3).

Чтобы контролировать концентрацию загрязнителей меньше ПДК необходимы мощные информативные и чувствительные методы анализа, ибо «отсутствие компонента» еще не означает его действительное отсутствие. Возможно, концентрация настолько мала, что традиционными методами его определить невозможно. Действительно, охрана окружающей среды - вызов аналитической химии.
ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ОТ ПРИМЕСЕЙ
Методы очистки атмосферы определяются природой загряз­нителей. Ряд современных технологических процессов связан с измельчением веществ. При этом часть материалов переходит в пыль, которая вредна для здоровья и наносит значительный материальный ущерб вследствие потери ценных продуктов.

Пыль, осевшая в индустриальных городах, преимущественно содержит 20 % оксида железа Fe203, 15 % оксида кремния Si02 и 5 % сажи С. Промышленная пыль включает также оксиды различ­ных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны. Это ок­сиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, мышьяка, теллура. Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли.

Принципы работы пылеулавливающих аппаратов основаны на использовании различных механизмов осаждения частиц: гравитационном осаждении, осаждении под действием центробежной силы, диффузионном осаждении, электрическом (ионизационном) осаждении и некоторых других.

Основным направлением защиты атмосферы от загрязнений является создание малоотходных технологий с замкнутыми цик­лами производства и комплексным использованием сырья. Но это в идеале, в настоящее время очистка газов от загрязнений является пока единственным эффективным методом обезвреживания атмо­сферы. Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические.

Очистка газов от диоксида углерода СО2.

  1. Абсорбция водой. Способ прост и дешев, однако эффективность очистки мала, так как максимальная поглотительная способность воды — 8 кг СО2 на 100 кг воды.

  2. Поглощение растворами этанол-аминов:

2R-NH2 + СО2 + Н2О ? (R-NH3)23.

В качестве поглотителя обычно применяют моноэтаноламин, хотя триэтаноламин обладает большей реакционной способно­стью.

  1. Холодный метанол является хорошим поглотителем СО2 при -35 °С.

  2. Очистка цеолитами типа СаА. Молекулы СО2 очень малы: d=3,1Е, поэтому для извлечения СО2 из природного газа и удале­ния продуктов жизнедеятельности (влаги и СО2) в современных экологически изолированных системах (космические корабли, подводные лодки и т. д.) используются молекулярные сита типа СаА.

Очистка газов от оксида углерода СО.

  1. Дожигание на Pt/Pd-катализаторе:

2СО + О2 ? 2СО2.

  1. Конверсия (адсорбционный метод):

СО + Н2О ? 2СО2+ Н2

Очистка газов от оксидов азота.

В химической промышленности очистка от оксидов азота на 80 % осуществляется за счет превращений на катализаторах.

  1. Окислительные методы основаны на реакции окисления оксидов азота с последующим поглощением водой и образованием HNО3.

2NO + О3 + Н2О ? 2HNО3.

2NO + О2 ? 2NО2.

  1. Восстановительные методы основаны на восстановлении оксидов азота до нейтральных продуктов в присутствии катализаторов или под действием высоких температур в присутствии восстановителей. Процесс восстановления идет по схеме:

N2O5 ? N2O4 ? NO2 ? NO ? N2 + O2.

  1. Сорбционные методы:

Очистка газов от диоксида серы SO2.

  1. Аммиачные методы очистки. Они основаны на взаимодействии SО2 с водным раствором сульфита аммония:

2 + (NH4)33 + Н2О ? 2NH4HS03.

Образовавшийся бисульфит легко разлагается кислотой:

2NH4HSО3 + H24? (NH4)24 + 2Н2О + 2SО2.

  1. Метод нейтрализации SО2. Он основан на поглощении SO2 раствором соды или извести.

а) 2Na23 + SО2 + Н2О ?2NaHCО3 + Na23

б) 2NaHCО3 + SО2 ? Na23 + 2CО2 + H2О

в) Na23 + SО3 + H2О ? 2NaHSО3.

2 + 2Н20 + СаО ? CaSО3·Н20.

MgO + SО2 + 6Н2О ? MgSО3·6Н2О

ZnO + SО2 + 2,5Н2О ? ZnSО2·2,5Н2О

ZnO + 2SО2 + Н2О > Zn(HSО3)2

  1. Каталитические методы. Основаны на химических превра­щениях токсичных компонентов в нетоксичные на поверхности катализаторов:

4МnO2 + 3O2 ? 2МnО

Мn2O7 + 6SO2 + O2 + ЗН2O ? Mn2(SO4)3 + 3H2SO4

MnSO4 + 3SO2 + 3H2O ? 3H2SO4 + Mn2(SO3)3

O3 + 2MnSO3 + H2SO4 ? Mn2(SO4)3 + Н2O
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ПРИМЕСЕЙ
Любой вид сточных вод (бытовые, промышленные, атмосферные) должен быть подвержен очистке до состояния, чтобы их сброс не нарушал нормативов качества воды в водном объекте. Сточные воды очищают от примесей механическими, химически­ми, физико-химическими, биологическими и термическими методами. Все эти методы могут работать в режиме рекуперации или деструкции. Первый режим предусматривает извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку ценных веществ. Второе разрушение загрязняющих веществ путем окисления или восстановления и последующее удаление этих продуктов из воды в вид газов или осадков.

Очищенную сточную воду перед выпуском в водоем подвергают дезинфекции для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Технология очистки сточных вод развивается в направле­нии интенсификации процессов биологической очистки, сочетания биологической очистки с физико-химической доочисткой что дает глубоко очищенные сточные воды.

В результате механической очистки, которая может быть ло­кальной или в составе общих сооружений, из сточной воды удаля­ются нерастворимые – взвешенные и плавающие – коллоидные загрязнения. Крупные загрязнения задерживаются решетками, минеральные (песок, шлак) – мелкоячеистыми сетками, основ­ная масса нерастворимых загрязнителей задерживается в отстой­никах. Для удаления плавающих загрязнителей применяют жиро­ловки, нефтеловушки, маслоотделители и др., а также флотаторы, в которых пузырьки воздуха поднимают флотируемые вещества на поверхность и удаляют их

Химические методы очистки применяют для удаления из сточ­ных вод растворимых примесей. Наиболее распространенные ме­тоды нейтрализации, осаждения и окисления.

Нейтрализация это химическая реакция, ведущая к уничто­жению кислотных свойств раствора с помощью щелочей, а щелоч­ных свойств раствора – с помощью кислот. Поскольку химиче­ская природа отходов может быть различной, то для нейтрализа­ции одного вида отходов необходимо уменьшить кислотные свой­ства раствора, а для другого вида отходов — щелочные свойства.

Для выделения из сточных вод ценных или загрязняющих веществ используются реакции осаждения.

  1. Осаждение алюмината, образующегося в результате травления или анодирования:

2Na[Al(OH)4] + H2S03 ? Na2S04 + 2AI(OH)2 + 2H2O

  1. Осаждение соединений железа, образующихся при травлении стали:

6FeCl2 + O2 + 6Ca(OH)2 ? 2Fe3O4 + 6CaCl2 + 6H2O

FeSO4 + Ca(OH)2 ? Fe(OH)3 + CaSO4

  1. Осаждение фосфатов, образующихся в городских сточных водах:

2РО43- + Al2(SO4)3 ? 2AlPO4 + 3SO42-

3PO43- + FeCl3 ? FePO4 + ЗСl-

Любая реакция окисления-восстановления есть окисление одних компонентов и восстановление других. Наиболее распростра­ненными окислителями являются: кислород, озон, хлор, перекись водорода; восстановителями – хлорид, диоксид серы, серо­водород. Окислительно-восстановительные реакции используют­ся для превращения токсичных веществ в безвредные например Сu2+ ? Сu по реакции:

3Cu2+ + 2Fe ? 3Cu + 2Fe3+

Реакция может осуществляться, например, пропускани­ем выщелочных вод, образовавшихся при извлечении меди из руды, через железный лом. Образовавшаяся элементарная медь осаждается, фильтруется и извлекается.

Биохимические методы считаются основными для обезвреживания органических примесей, которые окисляются микроорга­низмами, то есть происходит минерализация органического веще­ства в процессе использования его в качестве питания микроорга­низмами (аэробные процессы). Эти процессы могут проходить в естественных условиях, например на полях фильтрации, где со­держится микробная масса (например, активный ил).

Для успешного протекания реакции биохимического синтеза необходимо присутствие в сточных водах соединений биогенных элементов и микроэлементов. Основными из них являются N, S,Р, К. Их содержание в сточных водах нормировано. При их нехватке в сточные воды вносят различные азотные, фосфорные, калийные удобрения. Эти элементы в достаточных количествах содержатся в бытовых стоках, поэтому при совместной очистке бытовых промышленных сточных вод добавлять биогенные вещества не надо.

Бактерии, входящие в состав активного ила, способны перерабатывать только те сточные воды, из которых сформировался этот активный ил, поэтому если в состав очищаемых промышленных стоков будут введены новые вещества, то потребуется время, чтобы бактерии, способные окислить именно эти вещества, размножились в достаточном количестве и смогли обеспечить наилучшую очистку. Иногда даже приходится завозить на вновь создавав мое предприятие активный ил с другого предприятия, где очищаются аналогичные по составу воды и где в активном иле наиболее распространены нужные виды бактерий.

К сожалению, не всякие сточные воды могут быть очищены биохимическими методами. Нормы на содержание вредных веществ в сточных водах, поступающих на биологические очистные сооружения: А13+ — 5 мг/л; Fe3+— 5 мг/л; Сг6+ — 0,1 мг/л; Mg2+ — 1000 мг/л. Не все органические вещества разлагаются на станциях биохимической очистки. Так, практически не разрушаются бен­зин, мазут, красители и др.

После биологической очистки могут остаться органические вещества, плохо усваиваемые микробами. Лучший способ их удаления — адсорбция активированным углем. Активированный уголь регенерируется при нагревании. Обычно сточные воды пропускают через колонки с активированным углем, где обеспечен контакт с ним в течение 20-40 мин. Этот метод весьма эффективен и имеет сравнительно простое аппаратур­ное оформление.

Адсорбция активированным углем эффективна для большин­ства органических соединений и используется для очистки быто­вых стоков, жидких отходов перегонки нефти, фенолов, ксилола, ароматических углеводородов. Биогенные элементы — азот и фосфор, вызывающие гибель водоемов, удаляют из сточных вод: азот — физико-химическим методом (ионным обменом) в сочета­нии с биологическим методом, а фосфор — химическим осаждением с применением солей железа и алюминия или извести.

Биологическая очистка не может обеспечить обессоливание сточных вод. Вода питьевого качества должна содержать не более 1000 мг/л солей; из них хлоридов — 350 мг/л, сульфатов – 500 мг/л.

Основные методы выделения солей из сточных и природных засоленных вод следующие.

  1. Дистилляция (выпаривание) — это хорошо освоенный и широко применяющийся метод. Мощность выпарных установок составляет 15—30 тыс. м3/сутки.

  2. Вымораживание. При медленном охлаждении соленой воды из нее в первую очередь выделяются кристаллики льда, практически не содержащие солей. По сравнению с дистилляцией у вымораживания имеются определенные преимущества: энергетические, технологические, конструкционные.

  3. Электродиализ. Современный прогрессивный метод деми­нерализации и концентрирования растворов. Он основан на направленном переносе ионов диссоциированных солей в поле постоянного тока через ионоселективную мембрану из естественно­го или синтетического материала. Этот метод является основным для приготовления глубоко обессоленной воды для АЭС и ТЭС с котлами сверхвысокого и критического давления.


УТИЛИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ.

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ МАЛООТХОДНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Назовем основные направления в создании высоких технологий.

1) Разработка и внедрение новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу. Например, бескоксовый, бездоменный процесс получения железа прямым восстановлением железной руды, о котором говорил еще в 1871 г. Д. И. Менделеев.На Старо-Оскольском металлургическом комбинате почти полностью исключены выбросы в атмосферу и твердые отходы, втрое уменьшилось потребление воды при синтезе NH3 по реакции:

N2 + 3H2 ?(катилизатор) 2NH3.

Неизрасходовавшаяся смесь примерно 20 % возвращается в каталитический реактор, т. е. применяется замкнутая система.

2) Создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод.

3) Самым распространенным способом уменьшения промышленных выбросов является переработка отходов в производствах в качестве вторичного сырья. Так, фосфогипс (CaSO4 • 2H2O, H3PO4)-отходы используются в производстве цемента и других строительных материалов. Его частично перерабатывают на цемент и H2SO4. Например, использование пиритного огарка Уваровского химического завода. Другие приемы - захоронение под землей в скважинах или шахтах -загрязнение почвы и проникновение токсичных веществ в подземные воды. Перспективы: термохимическая обработка используется для получения тепловой энергии и биотехнология - для превращения отходов под действием микроорганизмов в кормовые белки.

4) Создание территориально-промышленных комплексов (ТПК) с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов. Их создают на базе природных ресурсов, специфичных для данного региона, где отходы одного предприятия являются сырьем другого.

Рассматривая методы очистки, следует учитывать, что наряду с очищенной средой (водой, почвой, воздухом) имеется определен­ный «остаток» с высоким содержанием различных веществ. Эти концентрированные среды должны быть переработаны. Их необходимо либо утилизировать, либо перевести в твердое состояние и использовать, либо захоронить. Под утилизацией отходов следует понимать их комплексную переработку с целью получения полезной продукции, то есть утилизация отходов является основным звеном в ресурсосберегающей технологии.

Методы утилизации основаны на физико-химических исследованиях свойств и структуры отходов, позволяющих определить принципиальную возможность (или невозможность) их использования в том или ином производстве.

Например, утилизация использованной для дистилляции воды («остатка») дает возможность получить хлорид кальция, поваренную соль, известковую муку, строительную известь, сухой молотый мел. Кислотный шлам служит сырьем для производства селена, используемого в приборостроительной, радиотехнической, медицинской промышленности. Шламы газопылеочистки используют для химической мелиорации кислых почв в сельском хозяйстве.

Строительство комбинированных производств и отдельных технологических установок по переработке отходов целесообразно в промышленных районах с большой потребностью в строи­тельных материалах, изделиях и конструкциях.

Например, методом катализированной кристаллизации стекла на основе доменных шлаков получают шлакоситаллы. Высокие физико-механические и физико-химические свойства шлакоситаллов, в первую очередь их износостойкость и химическая устойчивость, в сочетании с декоративностью делают их ценнейшим строительным материалом. Только в Москве шлакоситалл нашел применение при строительстве таких известных объектов, как аэ­ропорт Шереметьево, универмаг «Москва», Центральный город­ской аэровокзал и др.

В США в результате анаэробной очистки вод животноводче­ского комплекса (500 голов свиней) за счет сжигания возникаю­щего метана СН4 получают электроэнергию. Комплекс не только обеспечивает себя электроэнергией, но иногда в летнее время мо­жет даже продавать ее. Образующиеся после анаэробной очистки сточные воды можно использовать для биологической очистки и выращивания специальных одноклеточных водорослей типа хло­реллы, которые в дальнейшем могут быть использованы на корм скоту. При этом цикл оказывается замкнутым.

В последнее время развивается новое направление — ускорен­ное обезвреживание отходов в течение одной — трех недель вместо традиционных нескольких месяцев. Суть метода — температурная активизация анаэробных процессов органических веществ с обра­зованием подвижных форм хорошо усвояемого азота. При этом мусор преобразуется в гомогенную гумусированную массу, то есть в ценные азотные удобрения.

К сожалению, многие отходы пока не находят применения, по­этому значительная часть неутилизируемых отходов подлежит за­хоронению по разработанным правилам в грунтах или складируется на специально отведенных полигонах. Полигон представляет собой крупное предприятие с рядом лабораторий, контролирую­щих отходы.

Идеальная хозяйственная деятельность человека должна строиться по принципу природных экосистем, которые оптимально расходуют вещество и энергию и в которых отходы одних организмов служат средой обитания для других, то есть осуществляется кругооброт. Этот принцип лежит в основе «чистых», или «безотходных», технологий. Необходимость рационального комплекс­ного промышленного использования сырья диктуется, с одной стороны, увеличивающимися темпами роста объемов производств, а с другой — ограниченными запасами сырья и непрерывно возрастающими ценами. Отходы производства любой продукции (промышленной, сельскохозяйственной, пищевой) — это не использованная (недоиспользованная) по разным причинам часть сырья. По расчетам профессора Г. Хоберга (Германия), каждая тонна только бытовых отходов может принести доход в 27 евро. Если в ФРГ ежегодно выбрасывается 25 млн т отходов, то обща сумма дохода составляет 67,5 млн евро. Эти деньги можно было бы заработать, не только не нанеся вреда окружающей среде, но напротив, улучшив ее состояние.

Поиск возможностей использования отходов производства или отслуживших свой срок продуктов производства иногда дает целый спектр неожиданных полезных применений. Вот один из примеров.

В последнее время найдены новые возможности для использо­вания старых шин. Одна из них, особенно ценная в периоды роста цен на нефть,— пиролиз шин. При высокой температуре резина шин разлагается на горючий газ, жидкое горючее, сталь и сажу, а эти материалы могут быть полезными. Шины можно использовать и как горючее, например в цементной промышленности, где они заменяют дорогостоящее топливо. Старые шины пригодны и для многих других целей, например: для строительства дамб, из них можно делать основание дорог, шумозащитные стены вдоль шос­се. Их опускают связками в море, чтобы в качестве искусственных рифов они служили местом размножения рыб. Из старых шин по­лучают гранулы резины, используемые для покрытия полов и со­оружения беговых дорожек на стадионах, для прессования звуко­изоляционных плит и резинотехнических изделий. Эти гранулы вводят в состав бетона и битума при строительстве дорог.

Груды старых шин от автомобилей самых различных марок на территории чеховского регенераторного завода под Москвой уже не свалка, а склад исходного сырья для производства резиновой крошки и регенерата — пластичного материала, частично заме­няющего каучук в различных резиновых изделиях, в том числе и в новых шинах. Одна тонна регенерата — продукта переработку старых покрышек — позволяет сэкономить 400 кг синтетически каучука.

В большинстве случаев отходы одного производства действительно являются сырьем для других производств. В связи с этим целесообразно термин «отходы» заменить на «продукты незавершенного производства». Следовательно, дело состоит в основном в изыскании возможностей для применения продуктов незавершенного производства или отраслях хозяйства, которые могли бы строить свою деятельность на них как на вторичных материальных ресурсах. Например, в Бразилии из отходов переработки сахарного тростника получают этиловый спирт С2Н5ОН, используемый в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания.

В России в настоящее время начата большая работа по систематизации отходов различных отраслей промышленности и по созданию так называемых «банков отходов», используемых для получения полезной продукции.

Например, на кафедре «Экологии и безопасности жизнедея­тельности» МТУ СИ на основе отходов порошкообразного поли­этилена, высокого давления и отходов металлообработки в виде окалины (FejOj) получен композитный материал, который может применяться в качестве основы разнопрофильных нагреватель­ных элементов бытового и промышленного назначения.

Основные преимущества такого материала — стабильность те­пловыделения и работоспособность в ряде агрессивных сред. По­лиэтиленовый порошок использовался в виде фракции со средним размером частиц ~ 300 мкм. Окалина подвергалась магнитной об­работке для очистки от корундовой пыли, шламов и т. д. и затем просеивалась через сито с ячейкой 500 мкм. Совмещение осущест­вляли в следующем порядке: в смеситель засыпали навеску поли­этилена, затем порошок окалины и перемешивали в течение 1 ч. Полученную однородную смесь засыпали в пресс-форму и уплот­няли. По полученным впоследствии эксплуатационным данным, оптимальным по составу оказался материал, содержащий 6 % по­лиэтилена.

Образцы в виде прямоугольных брусков 35 х 22 х 5 мм3 с впрессованными на расстоянии 15 мм друг от друга медными электродами получали путем прямого прессования расплава получен­ной шихты в обогреваемой пресс-форме. Формование осуществ­ляли при температуре 240 °С под давлением 8 МПа и длительности выдержки при температуре под давлением 10 мин. Охлаждение образца до комнатной температуры осуществляли вместе с пресс-формой под давлением. Затем образец извлекали из пресс-формы.

В результате проведенных исследований получен композитный материал, имеющий между электродами токопроводящие каналы или цепочные структуры за счет предварительного распределения наполнителя по поверхности частиц неэлектрического полимерного связующего. Механизм проводимости, по-видимому, близок к «скачковой» проводимости, свойственной полупроводникам, однако экспериментальные оценки по тепловыделению на поверхности образцов хорошо укладываются в представления классической металлической проводимости.

Например, полученный образец имел активное сопротивление 7,5 Ом при потребляемой мощности 5 Вт (U=6 В), учитывая, что
, получим р = 1,6 Ом·см. Электрическая мощность, преобразуемая в слое проводящей среды в тепловую мощность, с учетом теплового эквивалента электрической мощности дает величину 13 600 кал х см2/ч. Масса образца т ~ ?стV= 20,475 г. С другой стороны Q = cрm(tкон - tнач). Взяв за основу ср = 11 кал/г·К (удельная теп­лоемкость стали), получим tкон = 80 °С. Практически измеренная температура на поверхности образца составляла 78 °С.

Учитывая, что нагрев образца до равновесной температуры осуществляется за 30 с, на основе полученного композитного ма­териала предложена конструктивная разработка предварительно­го подогрева картера двигателя автомобиля, эксплуатируемого в холодный период года.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Промышленные предприятия и трудовые коллективы экономически не заинтересованы в осуществлении активной природоохранной деятельности, в осуществлении мероприятий по рациональному природопользованию. Оценка эффективности по хозяйственной деятельности осуществляется на основе системы экономических показателей. Важнейшими из них являются объем выпуска продукции, прибыль. Однако, без учета эффективности природоохранных мероприятий не может быть достигнута народнохозяйственная эффективность промышленных предприятий.

Природоохранные мероприятия – это все виды хозяйственной деятельности, направленные на снижение отрицательного антропогенного воздействия на окружающую среду, на сохранение, улучшение и рациональное использование природно-ресурсного потенциала страны. Они достаточно разнообразны и по своему назначению объединяются в 3 группы.

  1. Одноцелевые. Их цель - полное исключение или уменьшение промышленного загрязнения окружающей среды. Природоохранный эффект таких мероприятий обусловлен установкой на предприятиях стандартной природоохранной техники; разработкой и внедрением новых более эффективных методов очистки; внесением определенных изменений в технологию, приводящих к уменьшению загрязнения.

  2. Вторая группа природоохранных мероприятий объединяет одноцелевые ресурсосберегающие исследования, цель которых экономия сырья, топлива и энергии. Это достигается внедрением новых технологий, позволяющих снижать нормы расхода сырья и энергии, уменьшить потери при транспортировке и хранении продуктов труда.

  3. Мероприятия третьей группы – многоцелевые. Природоохранные задачи решаются наряду с проблемами повышения качества продукции; улучшения использования природных ресурсов, технологического оборудования, рабочей силы и других элементов материального производства. Это разработки по созданию систем замкнутого водоснабжения промышленных предприятий; исследования по утилизации отходов вместо их захоронения; разработки по созданию малоотходных, безотходных, ресурсосберегающих технологий.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Лебедева М. Н., Анкудимова И. А. Экология: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. – 80с.

  2. Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. Учеб. пособие / А.Н. Павлов. – М.: Высш. шк., 2005. – 343с.: ил.

  3. «Экология». Учебное пособие, под ред. С.А.Боголюбова - М., «Знание», 1997.

  4. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. «Экология, здоровье и природопользование в России» - М., «Финансы и статистика», 1995.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации