Цель дипломной работы. Изучение влияния антропогенной
нагрузки на экологическое состояние
города Усть-Каменогорск.
Задачи дипломной
работы:
- Выявление источников загрязнения
воздушной среды города Усть-Каменогорска
и изучение их качественного и количественного
состава.
- Изучение влияния техногенной
экологической нагрузки на экологическое
состояние города.
- Изучение влияния экологического
состояния города на здоровье населения.
- Разработка мероприятий по снижению антропогенной нагрузки на окружающую среду города Усть-Каменогорска.
Научная новизна. Дипломной работы заключается
в систематизации всех теоретических
и практических сведениях по теме и
разработке более современных мероприятий
по сокращению выбросов и улучшению условий
рассеивания вредных веществ. Предприятия
города являются наиболее крупными загрязнителями
атмосферы и одними из основных источников
выбросов в атмосферу.
Практическая ценность дипломной
работы заключается в применение комплексной
оценке выбросов загрязняющих веществ,
предусматривающих разработку и создание
систем контроля и управления качеством
природной среды, с применением средств
технического обеспечения.
- Обзор
литературы
1.1 Состояние загрязнения
атмосферы Республики Казахстан
В «Концепции экологической
безопасности Республики Казахстан» отмечается,
что в стране сложилась неблагоприятная,
а в ряде регионов кризисная экологическая
обстановка, требующая введение системы
ограничений и норм природопользования,
которые служили бы основной экологической
безопасности. Опасным проявлением экологического
кризиса является фактор загрязнений
атмосферы.
Атмосфера является одним из
необходимых условий возникновения и
существования жизни на Земле. Она участвует
в формировании климата на планете, регулирует
ее тепловой режим, способствует перераспределению
тепла у поверхности. Благодаря наличию
кислорода атмосфера участвует в обмене
и круговороте веществ в биосфере. Таким
образом, атмосферный воздух является
одним из основных элементов биосферы,
с которой человек постоянно находится
в тесном контакте [1].
Под качеством атмосферы понимают
совокупность ее свойств, определяющих
степень воздействия физических, химических
и биологических факторов на людей, растительный
и животный мир, а также на материалы, конструкции
и окружающую среду в целом. Качество атмосферы
зависит от ее загрязненности, причем
сами загрязнения могут попадать в нее
от природных и антропогенных источников.
С развитием цивилизации в загрязнении
атмосферы все больше превалируют антропогенные
источники.
В глобальном масштабе наибольшую
опасность представляет загрязнение атмосферы
примесями, так как атмосферный воздух
выступает своего рода посредником загрязнения
всех других объектов природы, способствуя
распространению больших масс загрязнения
на значительные расстояния. Промышленными
выбросами (примесями), переносимыми
по воздуху, загрязняется Мировой океан,
закисляются почва и вода, изменяется
климат и разрушается озоновый слой.
Под загрязнением атмосферы
понимают привнесение в нее примесей,
которые не содержатся в природном воздухе
или изменяют соотношение между ингредиентами
природного состава воздуха.
На величину концентраций вредных
примесей в атмосфере влияют метеорологические
условия, определяющие перенос и рассеивание
примесей в воздухе, смена направления
и скорости ветра и другие. Вредные выбросы
промышленных предприятий и других источников
загрязнения оказывают отрицательное
воздействие не только на окружающую среду,
но и в ряде случаев значительно влияют
на процесс эксплуатации технических
средств. Так, например, оборудование электростанций,
расположенное вне помещений, и воздушные
линии электропередачи в значительной
мере подвержены воздействию выбросов
продуктов сгорания органического топлива.
Частицы пыли оседают на поверхности
изоляторов. Количество накопившихся
загрязнений достигает несколько десятков
миллиграммов на 1см2 поверхности,
что приводит к образованию на поверхности
изоляторов электропроводного слоя. В
результате разрядные напряжения загрязненной
изоляции при увлажнении могут снижаться
в несколько раз.
Экологические исследования,
проведенные в последние десятилетия
во многих странах мира, показали, что
все возрастающее разрушительное воздействие
антропогенных факторов на окружающую
среду привело ее на грань кризиса. Среди
различных составляющих экологического
кризиса (истощение сырьевых ресурсов,
нехватка чистой пресной воды, возможные
климатические катастрофы) наиболее угрожающий
характер приняла проблема загрязнения
незаменимых природных ресурсов – воздуха,
воды и почвы – отходами промышленности
и транспорта. В связи с этим в современном
обществе резко возрастают роль и задачи
инженерной (промышленной) экологии, призванной
на основе оценки степени вреда, приносимого
природе индустриализацией производства,
разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические
средства защиты окружающей среды, всемерно
развивать основы создания замкнутых
и безотходных технологических циклов
и производств.
Антропогенное воздействие
— любой вид хозяйственной деятельности
человека в его отношении к природе, техногенное
— целенаправленный процесс технической
(в том числе геологической) деятельности
человека в биосфере и околоземном пространстве.
В зависимости от вида антропогенного
воздействия (рис. 1) понятие «экологическая
безопасность» может трансформироваться
в широко применяемое на практике понятие
«химическая безопасность» — совокупность
определенных свойств объектов окружающей
среды и создаваемых условий, при которых
(с учетом экономических, социальных факторов
и научно обоснованных допустимых дозовых
нагрузок химических вредных веществ)
удерживаются на разумно низком, минимально
возможном уровне риска возникновение
аварий на химически опасных объектах,
прямое и косвенное воздействие этих веществ
на окружающую среду и человека и исключаются
отдаленные последствия влияния химически
вредных веществ для настоящего и последующих
поколений.
Рисунок 1. Виды загрязнений
Поддержание и обеспечение
экологической (химической) обстановки
на приемлемом уровне по определяющим
ее параметрам во многом достигается целенаправленной
деятельностью людей. Эта деятельность,
выражающаяся в определенных мероприятиях,
называется экологическим (химическим)
обеспечением.
Преобладающее воздействие
на загрязнение природной среды оказывают
предприятия металлургического комплекса,
электроэнергетики, топливной и химической
промышленности.
Оборудование и технология,
применяемые для улавливания и обезвреживания
выбросов вредных веществ в атмосферу,
совершенствуется крайне медленно, в связи,
с чем продолжает оставаться низким уровень
утилизации уловленных вредных веществ.
В настоящее время основная
доля энергии производится за счет сжигания
или переработки природного органосодержащего
сырья – угля, нефти, газа, горючих сланцев,
торфа, а также используется энергии рек
путем строительства гидроэлектростанций
и сооружения водохранилищ. Любой из современных
способов производства и использования
энергии (в промышленности, коммунально-бытовом
и сельском хозяйстве, на транспорте) в
большей или меньшей степени связан с
определенными отрицательными воздействиями
на окружающую среду [2].
Загрязнение окружающей среды
есть любое внесение в ту или иную экологическую
систему (биогеоценоз) не свойственных
ей живых или неживых компонентов, прерывающих
круговорот веществ, их ассимиляцию, поток
энергии, вследствие чего данная система
разрушается или снижается ее продуктивность.
Промышленные предприятия могут
явиться источником интенсивного загрязнения
атмосферы, водоемов и почвы.
Загрязнение биосферы
возникает в результате:
- естественных причин
(природное загрязнение: пыльные бури,
вулканический пепел и др.);
- под влиянием
деятельности человека (антропогенное
загрязнение).
По видам загрязняющих
агентов загрязнение окружающей среды
делят на:
1 механическое(запыление
атмосферы, твердые предметы в
воде и почве и др.);
2 физическое – это
все виды выбрасываемой в природную среду
энергии (тепловое, радиоактивное,
шумовое, электромагнитное, световое и
др.);
3 химическое – это
такие отходы и выбросы производства,
которые попадая в атмосферу и гидросферу
вступают во взаимодействие с окружающей
средой, в результате чего загрязнения
или могут быть нейтрализованы, или образуют
более токсичные вещества (тяжелые металлы,
пестициды, синтетические поверхностно активные вещества
— СПАВ, пластмассы, аэрозоли, детергенты
и др.);
4 биологическое
– вызываются микроорганизмами, внесенными
в окружающую среду при участии человека
и наносящими этой среде или самому человеку
вред (патогенные микроорганизмы, продукты
генной инженерии и др.).
Помимо влияния
на круговорот веществ, человек оказывает
воздействие на энергетические процессы
в биосфере. Наиболее опасным здесь является
тепловое загрязнение биосферы, связанное
с использованием ядерной и термоядерной
энергии. Кроме вещественного и энергетического
загрязнения начинает подниматься вопрос
об информационном загрязнении окружающей
человека среды.
По масштабам загрязнение
может быть глобальным, региональным и
локальным (местным).
По объектам загрязнения
различают загрязнение атмосферного воздуха,
загрязнение поверхностных и подземных
вод, загрязнение почв и т.д., и даже загрязнение
околоземного космического пространства.
Одна из классификаций
загрязнений, основанная на системном
подходе, сделана Г.В. Стадницким и А.И.
Родионовым (1988). Авторы под загрязнением
понимают любые нежелательные
для экосистем антропогенные изменения
(рис. 1) и делят его на: инградиентное, параметрическое, биоценотическое
и стациально-деструкционное.
Ингредиентное загрязнение
— совокупность веществ, количественно
или качественно чуждых естественным
биогеоценозам (бытовые
стоки, ядохимикаты и удобрения, продукты
сгорания и т.д.).
Параметрическое загрязнение
— изменение качественных параметров
окружающей природной среды (шумовое,
тепловое, световое, радиационное, электромагнитное).
Биоценотическое загрязнение
— воздействия, вызывающие нарушение в
составе и структуре популяций живых организмов
(перепромысел, направленная интродукция
и акклиматизация видов и т.д.).
Стациально-деструкционное
загрязнение (от слов стация — место обитания популяции,
деструкция — разрушение) — воздействие,
приводящее к нарушению и преобразованию ландшафтов
и экосистем в процессе природопользования
(вырубка лесов, эрозия почв, зарегулирование
водотоков, урбанизация и пр.).
Исследуя загрязнение
окружающей среды, необходимо учитывать вид и источник загрязнения
(таблица 1), возможные формы миграции
загрязняющих веществ между природными
средами (таблица 2) и экологические последствия,
которые они могут вызвать.
Таблица 1. Возможные формы
перехода (миграции) загрязняющих веществ
между природными средами
Вид загрязнений |
Отрасль промышленности, для
которой характерен указанный вид загрязнений |
Воздух |
Галогенсодержащие
соединения |
Химическая, холодильная |
Металлические частицы |
Металлургическая,
горнодобывающая |
Углеводороды |
Тепловая энергетика, транспорт |
СО2, SO2, NO, NO2 |
То же |
Почва |
Активный ил |
Городские станции биологической
очистки |
Зола, шлак |
Энергетическая, металлургическая |
Металлы |
Металлургическая,
химическая |
продолжение табл. 1
Мусор |
Коммунально-бытовое хозяйство,
городское хозяйство |
Пластмассы, органические
вещества |
Химическая |
Радионуклиды |
АЭС, военная |
Целлюлоза и бумага |
Целлюлозно-бумажная, коммунально-бытовое
хозяйство |
Вода |
Взвешенные частицы |
Коммунально-бытовое хозяйство |
Ионы тяжелых металлов |
Горнодобывающая,
машиностроительная |
Красители, фенолы |
Текстильная |
Легкоусвояемые
и биогенные вещества |
Сельское хозяйство,
городское хозяйство |
Лигнины |
Целлюлозно-бумажная |
Минеральные соли |
Химическая |
Нефтепродукты |
Нефтедобывающая,
нефтеперерабатывающая |
Органические растворители |
Химическая |
Пестициды |
Сельское хозяйство |
Радионуклиды |
АЭС, военная |
Синтетические поверхностно-активные
вещества (СПАВ) |
Городские стоки |
Тепло |
Энергетическая
(АЭС, ТЭЦ, ГРЭС) |