Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Частина І. Основні екологічні проблеми
Короткий нарис історії екології. Українська екологічна школа. Екологія на межі ХХ і ХХІ століть
Українська екологічна школа
Історія розвитку екології як „синтетичної” наукової дисципліни порівняно нетривала. Одним із перших, хто на межі XVIII та XIX ст. усвідомив необхідність цілісної оцінки природних комплексів, був німецький натураліст А.Гумбольдт. Його наукова спадщина величезна — понад 600 робіт, а також чудові монографії з історії Південної Америки. Можливо, А.Гумбольдт одним із перших став на шлях вияву глибинних зв'язків між людством та природним середовищем. У своїй книзі «Картини природи», що вийшла в 1808 р., він писав: «Я скрізь помічаю той вплив, який постійно здійснює фізична природа на моральний стан та долю людства».
Ці праці послужили поштовхом до синтезу даних геології, геоботаніки, гідрології, ґрунтознавства, кліматології багатьма наступними вченими. Протягом XIX та початку ХХ ст. розвиток спеціальних аналітичних наук сприяв накопиченню фактичних даних, без яких було б неможливим формування екології як сучасної синтетичної науки. Було встановлено, що живі організми своїм існуванням та розвитком дуже тісно залежать від природного середовища. Аутекологія тварин та рослин у першій половині XX ст. стала повноправною науковою дисципліною.
Засновником екології в її сучасному вигляді можна вважати німецького вченого Е.Геккеля, який визначив екологію як науку про загальну «економіку природи». Він же запропонував і сам термін «екологія». У становленні екології корисну роль зіграли праці К. Мьобіуса (1877) і, зокрема, запропоноване ним поняття біоценозу, або біому як сукупності організмів, що існують разом. Ф.Даль (1890), у свою чергу, запропонував термін біотоп, що означав комплекс абіотичних факторів, які визначають життєдіяльність організмів. У наш час його частіше замінюють синонімом — екотоп. К.Фрідерікс доповнив цей підхід ідеєю про «голоцен» як про цілісну одиницю, що включає в себе біоценоз та його екотоп.
Синтетичному погляду на природні комплекси сприяли праці Г.Ф. Морозова (1912), засновника вчення про ліс як цілісну природну систему. Видатний вчений В.В. Докучаєв у першій половині нашого століття створив вчення про ґрунт як особливе біокосне природне тіло, яке є результатом взаємодії материнських гірських порід та живих організмів. Прогресивну роль в історії екології зіграло поняття екосистеми, що було введене англійським вченимА.Тенслі (1948).
Особливе місце в історії екології посідають відкриття всесвітньо відомого вченого В.І. Вернадського (1930 — 1945), автора вчення про біосферу. Він довів наявність широкомасштабного впливу живих організмів на абіотичне середовище. У той період, коли наукова громадськість вже була підготовлена до цілісного бачення природи, він своєчасно запропонував вчення про біосферу як про одну з оболонок Землі, що визначається присутністю живої речовини. В.І. Вернадський вперше ввів у вивчення біосфери кількісний підхід, що дозволило об'єктивно оцінити масштаби біогеохімічного кругообігу речовин. Вчення В.І. Вернадського про ноосферу додатково узагальнило численні дані про нерозривність зв'язку людини з природним середовищем. Найбільшу роль у становленні сучасної екології відіграла публікація монографій з цієї наукової дисципліни американського вченого Ю.Одума в 1970 – 90 рр.
Середина та друга половина XX ст. ознаменувалися виникненням широкого фронту екологічних досліджень, у яких помітну роль відіграють також екологи України. Перший науковий центр екологічних досліджень в Україні був створений у 1930 р. Це був сектор екології при Інституті зоології та ботаніки Харківського державного університету. Дослідження в галузі екології, виконані в цьому центрі В.В. Станчинським (1930 — 1940), були з багатьох поглядів піонерськими й оригінальними. Він за 10 років раніше від В.Н.Сукачова підійшов до ідеї біогеоценозу як функціональної єдності біоценозу та біотичних факторів. Праця В.В. Станчинського «До розуміння біоценозу» (1933) є класичною в області вивчення зв'язків між організмами в ценотичних системах.
Світове визнання отримали дослідження українських вчених І.Г. Підоплічка, Ф.А. Гриня, С.М. Стойка, П.С. Погребняка, Д.В. Воробйова і багатьох інших у 1940 — 1980 рр. (принципи раціонального природокористування, типологія лісів на основі едафічних мереж, роботи в екології ландшафтів та ін).
Широко відомі дослідження штучних лісів України, виконані О.Л. Бельгардтом (1971). А.П. Травлєєв (1980 – 1985) є засновником вчення про лісові підстилки та їх екологічну значущість.
Великою оригінальністю характеризувалися праці академіка М.Г. Холодного — в екології залізобактерій, які зробили значний внесок до концепції про біогеохімічні цикли. Ним же були вперше знайдені фітогенні речовини в атмосфері та закладений фундамент майбутньої нової науки — алелопатії.
У наш час в Україні широке визнання мають екологічні роботи академіків М.А.Голубця, К.М.Ситника, Ю.Р.Шеляг-Сосонка. У головних наукових центрах України в Києві, Львові, Дніпропетровську ведуться активні розробки складних екологічних проблем. У працях М.А.Голубця та Ю.Р.Шеляг-Сосонка розвинуто методологічні та концептуальні основи сучасної екології. Особливо важливими для розвитку екології стали монографія М.А.Голубця «Актуальні питання екології» та «Методологія геоботаніки» (автори Ю.Р.Шеляг-Сосонко, В.С. Крисаченко та Я.І. Мовчан). Є.М. Кондратюк (1970 — 1980) розробив оригінальні методи рекультивації териконів Донбасу. Вони склали новий концептуальний етап у промисловій екології. Перспективні роботи розпочаті у нещодавно відкритому Інституті екології Карпат.
Екологи України зробили вагомий внесок у розробку методів оцінки рівня радіоактивного забруднення великих територій та обґрунтування заходів зниження екологічних збитків від наслідків аварії на Чорнобильській АЕС. Українським екологам завжди був притаманний інтерес до філософських проблем, що виникають при аналізі системи «людина — природне середовище». У цьому напрямку позитивну роль зіграла серія публікацій В.С. Крисаченка.
Екологія на межі ХХ і ХХІ століть
Розвиток екологічної науки в останні десятиріччя XX ст. характеризується двома особливостями.
Перша особливість полягає в ідеологізації екології, у використанні її даних як інструменту політичної боротьби тих чи інших соціальних угруповань. У 60 — 80-х роках в умовах холодної війни й протистояння капіталістичної та соціалістичної суспільних формацій екологічні проблеми та екологічна криза, що насувалася, розглядалися не як об'єктивні наслідки глобального антропогенезу і технічного «прогресу», а як наслідок відповідно капіталістичного, чи соціалістичного способів господарювання. Під таким кутом зору друкувалася велика кількість робіт як в Радянському Союзі і країнах РЕВ, так і в країнах Західної Європи та США. Автори намагалися довести, що екологічні труднощі є результатом політичної системи.
Друга особливість сучасного статусу екології полягає в широкому застосуванні екологічної інформації різними громадськими рухами. Само собою, це принесло та приносить екології певну користь, привертаючи увагу урядів щодо екологічної кризи та погіршення якості природного середовища. Позитивний вплив на громадську свідомість мали в США та країнах Західної Європи різноманітні рухи «зелених».
Сучасна екологія досить об'єктивно підходить до вирішення питань щодо місця людського суспільства в природі. Людське суспільство взагалі не можна розглядати як частину біосфери, як її компонент. Це різні форми буття: біотична та соціальна. Сучасне людське суспільство до певної міри відчужене від природного середовища і виступає щодо нього як зовнішня перетворююча сила, що вносить до біосфери ті чи інші збурення.
На сьогодні актуальною проблемою є не оцінка рівня детермінованості людського суспільства природним середовищем — це очевидно, а визначення того, до якої міри може бути перетворене природне середовище в ході його аграрного та промислового освоєння. Можна побачити, що намагання стати незалежним від навколишнього середовища є внутрішньою якістю людства. Але де лежить об'єктивна межа цієї незалежності щодо до природного середовища? Відповідь на це запитання може дати тільки екологія.
Сучасна екологія намагається вирішити проблему «людина — природне середовище» незалежно від політичних ситуацій, що мають місце. Екологічна криза з точки зору науки екології — це глобальне явище, що є результатом зростання технічних можливостей людини. Конфлікт між суспільними формаціями — капіталізмом та соціалізмом вже став фактом історії, але екологічні проблеми залишилися. Сучасне людське суспільство — високо інтегрована цілісність. Досить велика залежність кожного з нас один від одного, щоб ізольовано вирішувати проблеми єдиного за своїм змістом природного середовища. Одна тільки Чорнобильська аварія наочно показала, які ми близькі сусіди, який невеликий у цілому наш європейський дім.
Стимулом для прогресу екологічної науки на межі XXI ст. виявився загальний громадський інтерес до неї. У 1992 році Міжнародний Інститут Геллопа провів опитування у 22 країнах світу за комплексною анкетою «Здоров'я планети». Аналіз даних опитування показав, що екологію як проблему номер один оцінили 39% населення Нідерландів, 29% населення Мексики, 28 % населення Фінляндії, 18% населення Туреччини, і т.д. Населення
15 країн з 22, в яких проводилося опитування, вважає, що екологічний стан навколишнього середовища є складовою частиною трьох головних проблем, які має вирішити сучасне людство.
Це опитування показало, що більшість населення світу справедливо пов'язує погіршення свого власного здоров'я зі станом природного середовища, а серед причин деградації природних комплексів послідовно називає індустрію, погані технології, марнотратство та екологічне неуцтво. У 20 країнах з 22, де проводилося опитування, населення віддає перевагу екології над економікою.
На сучасному етапі спостерігається підвищена увага громадськості та фахівців до проблем навколишнього середовища. Свій внесок додають учені, фахівці-практики, проектувальники, містобудівники. У проектних документах на різних рівнях містобудівного проектування вирішуються завдання з оцінки впливу об’єктів на навколишнє середовище в різних масштабах, з різним ступенем деталізації – обов’язково розробляється розділ ОВНС. При всьому тому головна мета такої діяльності – забезпечення найсприятливіших умов життєдіяльності людини і збереження екологічної рівноваги.
Частина ІІ. Законодавчі обмеження забруднень навколишнього середовища
Нормування кількості шкідливих речовин і повітрі та воді. Поняття про граничнодопустимі концентрації, граничнодопустимі викиди, граничнодопустимі скиди. Класи поділу шкідливих речовин за ступенем їх дії на людину
Нормування кількості шкідливих речовин у повітрі та воді
У практиці контролю за забрудненням окремих компонентів біосфери використовуються такі нормативні показники - ГДК, ГДВ, ГДС та ін. Найпоширенішим серед них є гранична допустима концентрація (ГДК) це концентрація, що при щоденній (крім вихідних днів) роботі протягом 8 годин чи іншої тривалості, але не більше 41 години на тиждень, протягом усього робочого стажу не може викликати захворювань або відхилень у стані здоров'я, яке виявляється сучасними методами досліджень, у процесі роботи чи у віддалений термін життя нинішнього і наступного поколінь. За ступенем дії на організм шкідливі речовини відповідно до ДСТу 12.1.007-88 поділяються на 4 класи небезпеки: І клас - надзвичайно небезпечні; ІІ клас - високонебезпечні; III клас - помірно небезпечні; IV клас - малонебезпечні.
ГДК шкідливих речовин у повітрі робочої зони є обов'язковими санітарними нормативами для використання при проектуванні технологічних процесів і вентиляції. ГДК установлюються на підставі даних медико-біологічних досліджень, що проводяться на тваринах. Для низьколетких, але активно проникаючих крізь шкіру шкідливих речовин мають встановлюватися тести експозиції. Для оцінки якості атмосферного повітря встановлюються дві категорії ГДК: максимальна разова (ГДКмр) і середньодобова (ГДКс). Максимальна разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, світлової чутливості, біоелектричної чутливості головного мозку) за короткочасного впливу (до 20 хв.) атмосферних забруднень. Оскільки концентрація забруднень в атмосферному повітрі не є постійною в часі та змінюється залежно від метеорологічних умов, рельєфу місцевості, характеру викиду, разові проби повітря слід відбирати кілька разів на добу впродовж: 20-30 хв. Середньодобова ГДК встановлюється для попередження токсичного, канцерогенного, мутагенного та іншого впливу речовини на людський організм протягом цілодобового використання повітря. ГДК найбільш розповсюджених забруднювачів наведено в табл. 1.
Деякі речовини при одночасній наявності в атмосферному повітрі можуть чинити сумарний несприятливий вплив на організм. У таких випадках відбувається ефект синергізму (сумації). Його мають фенол і ацетон; валер'янова й капронова кислоти; озон, двооксид нітрогену і формальдегід та ін.
Нормування забруднювачів водних об'єктів. Для оцінки екологічного стану вод, умов їхнього використання встановлюється система спеціальних нормативів. Вона включає: 1. Нормативи екологічної безпеки водокористування: гранично допустимі концентрації речовин у водних об'єктах. Гранично допустима концентрація домішок у воді водного об'єкта – це такий нормативний показник, який виключає несприятливий вплив на організм людини і можливість обмеження чи порушення нормальних умов господарсько-питного, побутового та інших видів водокористування. 2. Екологічні нормативи якості води водних об'єктів, які містять науково обґрунтовані значення концентрації забруднювачів та показники якості води (загальнофізичні, хімічні, біологічні, радіаційні). При цьому ступінь забрудненості водних об'єктів визначається відповідними категоріями якості води. 3. Нормативи граничне допустимого скидання забруднювачів, які встановлюються з метою досягнення екологічного нормативу якості вод у водних об'єктах. Гранична допустимі скиди (ГДС) – обсяг шкідливих речовин у стічних водах, максимально допустимий до відведення в установленому режимі у певному пункті водного об'єкта за одиницю часу з метою забезпечення норм якості води у контрольному пункті. ГДС встановлюється з урахуванням ГДК речовин у місцях водокористування. 4. Галузеві технологічні норми утворення речовин, що скидаються у водні об'єкти, тобто нормативи граничне допустимих концентрацій речовин у стічних водах, що утворюються в процесі виробництва одного виду продукції при використанні однієї і тієї самої сировини. 5. Технологічні нормативи використання водних ресурсів, які лягають в основу оцінки та забезпечення раціонального використання води у галузях економіки (поточні технологічні нормативи використання води – для існуючого рівня технології; перспективні технологічні нормативи використання води – з урахуванням досягнень на рівні передових світових технологій). Основна нормативна вимога до якості води у водних об'єктах – це дотримання встановлених ГДК, тобто групи екологічних стандартів, які оцінюють стан навколишнього середовища в цілому. Допустимі концентрації у воді речовин, які містяться у природних водах або у водах, які додаються в процесі обробки, не повинні перевищувати норм, вказаних у табл. 2.
Так як було сказано вище існують 4 класи поділу шкідливих речовин:
І клас - надзвичайно небезпечні;
ІІ клас - високонебезпечні;
III клас - помірно небезпечні;
IV клас - малонебезпечні.
Віднесення шкідливої речовини до класу небезпеки роблять по показнику, значення якого відповідає найбільш високому класу небезпеки .
Токсичні речовини надходять в організм людини через дихальні шляхи (інгаляційне проникнення), шлунково-кишковий тракт і шкіру. Ступінь отруєння залежить від їхнього агрегатного стану (газоподібні й пароподібні речовини, рідкі й тверді аерозолі) і від характеру технологічного процесу (нагрівання речовини, здрібнювання й ін.).
Переважна більшість професійних отруєнь пов'язане з інгаляційним проникненням в організм шкідливих речовин, що є найнебезпечнішим, тому що більша усмоктувальна поверхня легеневих альвеол, посилено омиваних кров'ю, обумовлює дуже швидке й майже безперешкодне проникнення отрут до найважливіших життєвих центрів.
Надходження токсичних речовин через шлунково-кишковий тракт у виробничих умовах спостерігається досить рідко. Це буває через порушення правил особистої гігієни, часткового заковтування пар і пилу, що проникають через дихальні шляхи, і недотримання правил техніки безпеки при роботі в хімічних лабораторіях. Слід зазначити, що в цьому випадку отрута попадає в печінку, де перетворюється в менш токсичні сполуки.
Речовини, добре розчинні в жирах, можуть проникати в кров через неушкоджену шкіру. Сильне отруєння викликають речовини, що володіють підвищеною токсичністю, малою летючістю, швидкою розчинністю в крові. До таких речовин можна віднести, наприклад, нітро- і амінопродукти ароматичних вуглеводнів, тетраетилсвинець, метиловий спирт й ін.
Токсичні речовини в організмі розподіляються неоднаково, причому деякі з них здатні до нагромадження в певних тканинах. Тут особливо можна виділити електроліти, багато хто з яких досить швидко зникають із крові й зосереджують в окремих органах. Свинець накопичується в основному в костях, марганець - у печінки, ртуть - у нирках і товстій кишці. Природно, що особливість розподілу отрут може якоюсь мірою відбиватися й на їхній подальшій долі в організмі.
Вступаючи в коло складних і різноманітних життєвих процесів, токсичні речовини піддаються різноманітним перетворенням у ході реакцій окислювання, відновлення й гідролітичного розщеплення. Загальна спрямованість цих перетворень характеризується найбільше часто утворенням менш отрутних сполук, хоча в окремих випадках можуть виходити й більше токсичні продукти (наприклад, формальдегід при окислюванні метилового спирту) .
Виділення токсичних речовин з організму нерідко відбувається тим же шляхом, що й надходження. Нереагуючі пари й гази частково або повністю віддаляються через легені. Значна кількість отрут і продукти їхнього перетворення виділяються через нирки. Певну роль для виділення отрут з організму грають шкірні покриви, причому цей процес в основному роблять сальні й потові залози.
Необхідно мати на увазі, що виділення деяких токсичних речовин можливо в складі жіночого молока (свинець, ртуть, алкоголь). Це створює небезпеку отруєння грудних дітей. Тому вагітних жінок і матерів, що годують, варто тимчасово відстороняти від виробничих операцій, що виділяють токсичні речовини.
Токсична дія окремих шкідливих речовин може проявлятися у вигляді вторинних поразок, наприклад, коліти при миш'якових і ртутних отруєннях, стоматити при отруєннях свинцем і ртуттю й т.д.
Небезпека шкідливих речовин для людини багато в чому визначається їхньою хімічною структурою й фізико-хімічними властивостями. Немаловажне значення відносно токсичного впливу має дисперсність проникаючі в організм хімічної речовини, причому, чим вище дисперсність, тим токсичніша речовина.
Умови середовища можуть або підсилювати, або послабляти його дію. Так, при високій температурі повітря небезпека отруєння підвищується; отруєння амідо- і нітросполукою бензолу, наприклад, улітку бувають частіше, ніж узимку. Висока температура впливає й на летючість газу, швидкість випару й т.д. Установлено, що вологість повітря підсилює токсичність деяких отрут (соляна кислота, фтористий водень).
Вплив шкідливих речовин на організм людини
По характері розвитку й тривалості перебігу розрізняють дві основні форми професійних отруєнь — гострі й хронічні інтоксикації.
Гостра інтоксикація наступає, як правило, раптово після короткочасного впливу щодо високих концентрацій отрути й виражається більш-менш бурхливими й специфічними клінічними симптомами. У виробничих умовах гострі отруєння найчастіше пов'язані з аваріями, несправністю апаратури або із введенням у технологію нових матеріалів з маловивченою токсичністю.
Хронічні інтоксикації викликані надходженням в організм незначних кількостей отрути й пов'язані з розвитком патологічних явищ тільки за умови тривалого впливу, що іноді визначається декількома роками.
Більшість промислових отрут викликають як гострі, так і хронічні отруєння. Однак деякі токсичні речовини звичайно обумовлюють розвиток переважно другої (хронічної) фази отруєнь (свинець, ртуть, марганець).
Крім специфічних отруєнь токсична дія шкідливих хімічних речовин може сприяти загальному ослабленню організму, зокрема зниженню опірності до інфекційного початку. Наприклад, відома залежність між розвитком грипу, ангіни, пневмонії й наявністю в організмі таких токсичних речовин, як свинець, сірководень, бензол й ін. Отруєння дратівними газами може різко загострити латентний туберкульоз і т.д.
Розвиток отруєння й ступінь впливу отрути залежать від особливостей фізіологічного стану організму. Фізична напруженість, що супроводжує трудову діяльність, неминуче підвищує хвилинний об'єм серця й подиху, викликає певні зрушення в обміні речовин і збільшує потребу в кисні, що стримує розвиток інтоксикації.
Чутливість до отрут у певній мері залежить від статі й віку працюючих. Установлено, що деякі фізіологічні стани в жінок можуть підвищувати чутливість їхнього організму до впливу ряду отрут (бензол, свинець, ртуть). Безперечна погана опірність жіночої шкіри до впливу дратівних речовин, а також більша проникність у шкіру жиророзчиних токсичних сполук. Що стосується підлітків, те їхній організм, що формується, має менший опір до впливу майже всіх шкідливих факторів виробничого середовища, у тому числі й промислових отрутах.
Частина ІІІ. Інженерна екологія
Гравітаційна та інерційна сепарація. Відцентрові пиловловлювачі. Конструкції названих апаратів, їх характеристика, принцип дії та ефективність очищення
Сепарація — в техніці, різні процеси розділення змішаних об'ємів різнорідних часток: сумішей твердих матеріалів, рідин різної густини, емульсій, твердих матеріалів, суспензій твердих частинок або краплинок в газі. До процесів сепарації відносяться всі методи збагачення корисних копалин, а також поділ по фазовому складу суспензій, пилогазових сумішей (знепилювання і пиловловлювання), емульсій (вода-нафта, вода-органічний екстрагент і т. д.). При сепарації не відбувається зміни хімічного складу поділюваних речовин. Сепарація можлива якщо присутні відмінності в характеристиках компонентів у суміші: в розмірах або формі твердих частинок, в їх масах, густині, коефіцієнтів тертя, міцності , пружності, змочуваності поверхні, магнітної сприйнятливості, електропровідності, радіоактивності та інших. Для відділення транспортуючих матеріалів і пороху сухим методом використовують такі способи: гравітаційний, інерційний, фільтраційний. Для підвищення ефективності пороховідділення інколи використовують концентруючі і коагуліруючи пристрої. Гравітаційна сепарація - відділення матеріалу від робочого середовища здійснюється за рахунок того, що сила гравітації відокремлюваних часток більше, ніж енергія середовища-переносника. Інерційний спосіб є домінуючим в циклонах і пороховідділювачах. Границі регулювання витрати повітря, яке подається в більшість циклонів, складають приблизно 30%. Пиловловлювач – апарат для видалення твердої фази з газового середовища. За принципом дії П. поділяють на гравітаційні або відцентрові (циклонні), рідинні, електричні тощо. Процес вловлювання пилу рідиною – це перенесення завислих часточок з газового середовища у рідинне з наступною обробкою отриманої гідросуміші. В залежності від форми контактування газової і рідкої фази у П. способи мокрого пиловловлення поділяють на три види: вловлювання у об’ємі рідини (наприклад, водяні фільтри), вловлювання плівками рідини і вловлювання розпиленою рідиною в об’ємі газу. Як П. на сушиль-них установках вуглезбагачувальних фабрик застосовують циклони батарейного типу, скрубери (мокрі пиловловлювачі), рукавні фільтри, електрофільтри. Ці ж апарати застосовують як пилогазовловлювачі сушильних та котельних установок, а також для вловлювання найдрібніших механічних частинок – пилу, що міститься у природному газі, перед подачею спожи-вачеві. Відомі також абсорбційні мокрі П., у яких для зрошування використовується пульпа відходів флотації, що забезпечує підвищення ступеня очищення димових газів від оксидів сірки та азоту. Коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) циклонних пиловловлювачів по фракції 0-5 мкм – 83-86 %, 5-10 мкм – 94-97 %, 10-40 мкм – 98-100 %. Вищий к.к.д. мають електрофільтри (до 99%). Розроблено пиловловлювачі типу Вентурі, в яких запилене повітря очищається розпиленою водою. Різновиди пиловловлювачів Акустичний— установка, в якійпил коагулюють дією звукового або ультразвукового поля. Останнє, як правило, створюється газоструминними генераторами. У гірничій практиці застосовується установка УПЗ-3. Принцип роботи: Дія акустичного пиловловлювача базується на здатності звукових хвиль залучати до коливань дрібні частинки пилу, збільшуючи число їх зіткнень між собою. Це призводить до інтенсифікації процесів коагуляції та агломерації (укрупнення) часток пилу і випадання їх з повітряного потоку. Акустичне поле створюється зазвичай газоструминним генератором. Відокремлення укрупнених частинок може здійснюватися в окремому пиловловлювачі,наприклад, циклоні, послідовно сполученому з акустичним газоочисником.
Схема акустичного пиловловлювача: 1 - вхідний патрубок; 2 — ультразвуковий генератор; 3 — агломераційна башта; 4 — крупні частинки пилу; 5 — повітропровід; 6 — циклон; 7 - вихідний канал Камерні пиловловлювачі Камерні пиловловлювачі призначені для виділення крупного пилу (більше 100 мкм) з потоків запилених газів. Потік газу при попаданні в осаджувальну камеру, що має значно більшу площу поперечного перетину, різко знижує швидкість руху, і частинки пилу під дією сили ваги осаджуються у нижню ділянку камери, звідки вивантажуються тим або іншим способом. Очищений від крупного пилу газ виходить з камери у подальшу стадію пиловловлення. Ефективність пиловловлення цих апаратів становить 40 – 60 %. Пиловловлюючі камери дуже громіздкі, тому застосовуються обмежено (наприклад, як розвантажувальні камери барабанних сушарок).
Циклони Циклони належать до пиловловлювачів інерційного типу і призначені для вловлення пилу крупністю більше 10 мкм. Принцип дії циклонів полягає в тому, що пилогазова суміш подається по дотичній до внутрішньої поверхні циліндричної частини корпуса і рухається по ґвинтовій лінії зверху вниз. Частинки пилу під дією відцентрових сил притискаються до внутрішніх стінок циклона і під дією газового потоку і сили ваги рухаються по спіралі униз, де розвантажуються через спеціальну насадку у конічній частині циклону. Очищене від пилу повітря видаляється через осьовий патрубок у верхній частині циклона. Ефективність очищення повітря у звичайних циклонах становить 60 – 80 % . Ступінь уловлення пилу в батарейному циклоні становить 97 – 99 %.
Мультициклон – повітро- або газоочисний апарат відцентрової дії. Складається з кількох невеликих однотипних апаратів (циклонів) діаметром від 40 до 200 мм, що розміщені у спільному корпусі, мають спільний завантажувальний пристрій і спільні колектори продуктів розділення. Інша назва - батарейний циклон.
Мокрі пиловловлювачі Мокрі пиловловлювачі призначені для очищення газів від пилу при пропусканні пилогазової суміші через шар води. Мокрий пиловловлювач являє собою циліндроконічний резервуар 1 заповнений водою, через яку барботує запилене повітря, що подається по зануреній під шар води центральній трубі 2. При проходженні крізь воду газ звільняється від пилу і видаляється через патрубок 3. Пил осаджується у воді і накопичується у конічній ділянці пиловловлювача, звідки він у вигляді шламу періодично випускається через патрубок 4. Мокрі пиловловлювачі вловлюють пил крупністю до 5 мкм з ефективністю до 98 % .
Частина IV. Транспорт як джерело забруднення атмосфери
Склад відпрацьованих газів автомобільних двигунів і токсичність їх компонентів
Відпрацьовані гази є побічним продуктом роботи різних двигунів транспортних засобів, що використовують вуглеводневе паливо. Їх утворення є однією з найважливіших проблем екологічного стану міст. Разом з відпрацьованими газами в атмосферу потрапляє величезна кількість токсинів і канцерогенів. За даними екологів, майже 90% забруднення повітря в містах відбувається через викиду в нього вихлопів автомобільного транспорту.
Склад відпрацьованих газів (%)
|
|
Бензинові двигуни |
Дизельні двигуни |
|
N2, об.% |
74—77 |
76—78 |
|
O2, об.% |
0,3—8,0 |
2,0—18,0 |
|
H2O (пар), об.% |
3,0—5,5 |
0,5—4,0 |
|
CO2, об.% |
0,0—16,0 |
1,0—10,0 |
|
CO*, об.% |
0,1—5,0 |
0,01—0,5 |
|
Окис азоту*, об.% |
0,0—0,8 |
0,0002—0,5000 |
|
Вуглеводні*, об.% |
0,2—3,0 |
0,09—0,500 |
|
Альдегіди*, об.% |
0,0—0,2 |
0,001—0,009 |
|
Сажа**, г/м3 |
0,0—0,04 |
0,01—1,10 |
|
Бензпирен—3,4**, г/м3 |
10—20×10−6 |
10×10−6 |
* Токсичні компоненти
** Канцерогени
При попаданні їх в організм людини, більше всього страждають органи дихання, що згодом може викликати ряд небезпечних, як гострих, так і хронічних захворювань. Так само збільшення вроджених хронічних захворювань у дітей, таких як астма, алергія, бронхіт, гайморит і ін., лікарі пов'язують з екологічними умовами, усе більш погіршуються, й забрудненістю повітря в містах. Оксиди азоту згубно впливають на органи дихання, дратуючи дихальні шляхи, сприяють появі пухлин і запальних процесів. Оксиди вуглецю можуть викликати кисневу недостатність тканин, зниження дії гемоглобіну в крові. Надають руйнівний вплив на нервову і серцево-судинну системи. Часті нездужання, головні болі, задишку, запаморочення, млявість, дратівливість, порушення сну і багато інших порушень роботи організму так чи інакше пов'язані з екологічним станом навколишнього середовища. У вихлопних газах міститься безліч важких металів, які мають властивості осідати в організмі, накопичуючись поступово. Небезпека полягає в тому, що зашлакованості організму відбувається непомітно для людини, і в майбутньому абсолютно несподівано може вилитися в серйозне захворювання, зокрема різке збільшення випадків появи у людей ракових пухлин дихальної системи реєструється у великих містах, медики пов'язують це з постійним поглинанням нашими легкими отруйних речовин з атмосфери. Висока концентрація вихлопних газів в повітрі закритого приміщення може стати фатальною для людини. Було безліч випадків, отруєння та задухи від вихлопних газів в гаражах, де їх скупчення набагато перевищувало допустиму норму.
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра ПЕП
Контрольна робота з курсу
«Основи екології»
Виконала
студентка групи ФР-12
Лилик Г.
Прийняла
доцент Попович О.Р
Львів 2013