Контрольная работа по "Экологии"

Энергетические объекты (топливно-энергетический комплекс вообще и объекты энергетики в частности) по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу.

Увеличение напоров и  объемов водохранилищ гидроузлов, продолжение  использования традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ), строительство АЭС и других предприятий ядерного топливного цикла (ЯТЦ) выдвигают ряд принципиально важных задач глобального характера по оценке влияния энергетики на биосферу Земли. Если в предыдущие периоды выбор способов получения электрической и тепловой энергии, путем комплексного решения проблем энергетики, водного хозяйства, транспорта и др. проводились в первую очередь на основе минимизации экономических затрат, то в настоящее время на первый план все более выдвигаются вопросы оценки возможных последствий возведения и эксплуатации объектов энергетики.

Это, прежде всего, относится  к ядерной энергетике (АЭС и  другие предприятия ЯТЦ), крупным гидроузлам, энергокомплексам, предприятиям, связанным с добычей и транспортом нефти и газа и т.п. Тенденции и темпы развития энергетики сейчас в значительной степени определяются уровнем надежности и безопасности (в том числе экологической) электростанций разного типа. К этим аспектам развития энергетики привлечено внимание специалистов и широкой общественности, вкладываются значительные материальные и интеллектуальные ресурсы, однако сама концепция надежности и безопасности потенциально опасных инженерных объектов остается во многом мало разработанной.

Развитие энергетического  производства, по-видимому, следует  рассматривать как один из аспектов современного этапа развития техносферы вообще и энергетики в частности и учитывать при разработке методов оценки и средств обеспечения надежности и экологической безопасности наиболее потенциально опасных технологий.

Одно из важнейших направлений  решения проблемы – принятие комплекса  технических и организационных  решений на основе концепций теории риска.

Объекты энергетики, как  и многие предприятия других отраслей промышленности, представляют источники неизбежного, потенциального, до настоящего времени практически количественно не учитываемого риска для населения и окружающей среды. Под надежностью объекта понимается его способность выполнять свои функции (в данном случае – выработка электрической и тепловой энергии) в заданных условиях эксплуатации в течение срока службы. Или наиболее подробно: свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующие способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Под экологической безопасностью  понимается сохранение в регламентируемых пределах возможных отрицательных последствий воздействия объектов энергетики на природную среду. Регламентация этих негативных последствий связана с тем, что нельзя добиться полного исключения экологического ущерба.

Отрицательные последствия  воздействия энергетики на окружающую среду следует ограничивать некоторым  минимальным уровнем, например, социально-приемлемым допустимым уровнем. Должны работать экономические  механизмы, реализующие компромисс между качеством среды обитания и социально-экономическими условиями  жизни населения. Социально-приемлемый риск зависит от многих факторов, в частности, от особенностей объекта энергетики.

В силу специфики технологии использования водной энергии гидроэнергетические объекты преобразуют природные процессы на весьма длительные сроки. Например, водохранилище ГЭС (или система водохранилищ в случае каскада ГЭС) может существовать десятки и сотни лет, при этом на месте естественного водотока возникает техногенный объект с искусственным регулированием природных процессов - природно-техническая система (ПТС). В данном случае задача сводится к формированию такой ПТС, которая обеспечивала бы надежное и экологически безопасное формирование комплекса. При этом соотношение между основными подсистемами ПТС (техногенным объектом и природной средой) может быть существенно различным в зависимости от выбранных приоритетов – технических, экологических, социально-экономических и др., а принцип экологической безопасности может формулироваться, например, как поддержание некоторого устойчивого состояния создаваемой ПТС.

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.

Естественные источники  загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Более устойчивые зоны с  повышенными концентрациями загрязнений  возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70-х годах – практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными, канцерогенными.

Основные мероприятия  по защите окружающей среды

Защита окружающей среды - это комплексная проблема, требующая  усилий ученых многих специальностей. Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным  и малоотходным технологиям и  производствам. Это потребует решение  целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно - технических достижений. Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать: совершенствования технологических процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровням выбросов примесей и отходов в окружающую среду, экологическую экспертизу всех видов производства и промышленной продукции, замену токсичных отходов на нетоксичные, замену неутилизируемых отходов на утилизируемые, широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.

В качестве дополнительных средств защиты применяют: аппараты и системы для очистки газовых  выбросов, сточных вод от примесей, глушители шума при сбросе газов  в атмосферу, виброизоляторы технологического оборудования, экраны для защиты от ЭМП. Эти средства защиты постоянно совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях народного хозяйства.

Дополнительные средства защиты окружающей среды применяют  на транспорте и передвижных энергоустановках. Это - глушители, сажеоловители, нетрализаторы отработавших газов ДВС, глушители шума компрессорных установок и ГТДУ, виброизоляторы рельсового транспорта и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1

Задание.  Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, для условий, представленных в табл.1. Разработать мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп. 

Таблица 1

 
Исходные данные для расчета

Номер    задания	Назначение освещения	Тип ламп	Количество используемых ламп	Срок службы лампы	Число    часов    работы    лампы    в году	Вес одной лампы
			n	q	t	т
			шт	час	час	кг
1	Освещение офисных помещений	ЛБ -20	100	15000	2024	0,17

 

Решение 

1. Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих ламп (N), подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, находится из выражения [6].

 

, шт/год

где n - количество ламп, используемых в офисных помещениях, шт;

q - срок службы лампы,  час;

t - число часов работы  лампы в году, час.

N= (100/15000)*2024 = 13,49 шт./год

2. Общий вес ламп (М), подлежащих замене и утилизации, подсчитывается так:

 

, кг

т - вес одной лампы, кг

 
М= 13,49*0,17= 2,29 кг. 
 
3. Мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

Правительством Москвы выпущено распоряжение от 19 мая 2010 г. № 949-РП «Об  организации работ по централизованному  сбору, транспортировке и переработке отработанных ртутьсодержащих люминесцентных и компактных люминесцентных ламп и оплате этих работ». Предприятием «ЭКОТРОМ» разработана и согласована с ТУ Роспотребнадзора по г. Москве «Инструкция о порядке сбора, накопления и передаче на утилизацию вышедших из употребления ртутьсодержащих энергосберегающих компактных люминесцентных ламп».

Так как компактные люминесцентные лампы более хрупкие, чем обычные  трубчатые, то для их сбора рекомендуются  легко переносимые небольшие  контейнеры с полиэтиленовым вкладышем, обеспечивающим герметичность упаковки. На каждом пункте сбора необходимо иметь контейнер для целых ламп, контейнер для поврежденных ламп и демеркуризационный комплект для устранения возможных ртутных загрязнений, снабженный подробной инструкцией согласованной с Роспотребнадзором. По нашим оценкам для оснащения на первом этапе имеющихся пунктов приема люминесцентных ламп в ДЭЗах (управляющих компаниях) и предполагаемых пунктов шаговой доступности в магазинах электротоваров и бытовой техники г. Москвы потребуется 7-7,5 тыс. оборотных контейнеров и 1750 демеркуризационных комплектов. НПП «ЭКОТРОМ» имеет возможность поставить контейнеры и комплекты в организованные пункты приема.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2

Задание. Определить годовое количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, при движении автомобилей по дорогам. В качестве загрязняющих веществ принять угарный газ (СО), углеводороды (несгоревшее топливо СН), окислы азота (NO_х), сажу (С) и сернистый газ (SO₂). 
Исходные данные для расчета принять в соответствии с табл. 2 и табл. 3 

 
Таблица 2 
Исходные данные для расчета

Номер задания	Марка автомобиля	Тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС)	Число дней работы в году		Суточный пробег автомобиля
			Холодный    период ( Х)	Теплый период (Т)
					L
			дн	дн	км
1	Газель Газ 3221	Б	200	100	110

Примечание: Б, Д – бензиновый и дизельный двигатели соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Пробеговые выбросы загрязняющих веществ грузовыми автомобилями отечественного производства

Тип автомобиля	Тип ДВС	Удельные выбросы загрязняющих веществ  , г/км
		СО		СН		NOх		C		SO2
		Т	Х	Т	Х	Т	Х	Т	Х	Т	Х
Газель Газ 3221	Б	22,7	28,5	2,8	3,5	0,6	0,6	-	-	0,09	0,11

 

Примечание: Т, Х- теплый и  холодный периоды года соответственно.

Б, Д – бензиновый и  дизельный двигатели соответственно

 

Решение

Годовое количество загрязняющих веществ при движении автомобилей  по дорогам рассчитывается отдельно для каждого наименования (СО,СН, NOх, С и SO2) по формуле [8].

 

где – пробеговые выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей в теплый и холодный периоды года, г/км.

L – суточный пробег  автомобиля, км;

 – количество рабочих  дней в году в теплый и  холодный периоды года соответственно, дн.