Загрязнение поверхности земли бытовыми отходами. Их утилизация.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Причиной загрязнения литосферы может быть сброс сточных вод, нефтепродуктов, выброс аэрозолей, пыли, загрязнение почвы пестицидами и т.д. Но главными видами загрязнения литосферы являются твердые бытовые и промышленные отходы.

В состав твердых бытовых отходов входят пищевые отходы, бумага, картон, стекло, текстиль, металлы, полимеры и т.д.

На одного жителя в городе приходится примерно по 1 тонне твердых отходов в год, причем эта цифра ежегодно увеличивается.

Основными методами обезвреживания твердых бытовых отходов являются мусоросжигательные заводы, мусороперерабатывающие заводы и санкционированные свалки.

Санкционированные свалки - это такое складирование твердых бытовых отходов, которое предусматривает долговременную переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов. Свалки - это наименее цивилизованный способ обезвреживания твердых бытовых отходов, так как продуктами обезвреживания являются продукты неполного распада органического вещества. В процессе гниения отходов образуются токсичные, дурно пахнущие и горючие газы (например, NH₃, H₂S, CH₄ и т.д.), а также фильтрат, чрезвычайно опасный в санитарном отношении, так как количество бактерий кишечной группы в нем в 2 - 3 раза больше, чем в стоках городской канализации. Сконцентрированные в отвалах, на свалках отходы – опасные источники загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений. Сложившаяся ситуация представляет реальную угрозу здоровью людей – современным и будущим поколениям страны.

В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Удалять отходы необходимо в короткие сроки, чтобы не допускать размножения насекомых, грызунов и предотвращать загрязнение окружающей среды. На территории России имеются так называемые химические "ловушки" (включая места атомных взрывов в мирных целях и захоронения радиоактивных отходов), т. е. давно забытые захоронения опасных отходов, на которых со временем построили жилые дома и другие объекты. Но, к сожалению, их учет пока в нашей стране не проведен.

В Москве, например, в 1990 году было зарегистрировано 150 свалок, из которых действующими были три. В результате утилизации отходов город становится чище и получает дополнительные территории, освобождаемые от свалок. Так, некоторые новые кварталы в Москве размещены на территории бывших свалок, поэтому необходим особенно тщательный контроль воздуха в этих районах.

Проблема твердых бытовых отходов (ТБО) является остро актуальной, поскольку ее решение связано с необходимостью обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, санитарной очистки городов, охраны окружающей среды и ресурсосбережения.

Ни один из применяемых в настоящее время способов сбора и удаления отходов не является полностью удовлетворительным ни по санитарно-гигиеническим, ни по технико-экономическим показателям.

К отходам продолжают относиться как к нежелательным материалам, и главное, что заботит многих людей, — как получше "спрятать" отходы с глаз долой. Между тем отходы еще вчера были элементами природы, и первой целью в обращении с ними должно быть восстановление ресурсов и вовлечение их в хозяйственный оборот с целью получения необходимых нам материалов с одновременной минимизацией обращения за ними к природе.

Мусоросжигание – это наиболее сложный и «высокотехнологичный» вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов). При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы (как магнитные, так и немагнитные) и дополнительно его измельчить. Для того, чтобы уменьшить вредные выбросы, из отходов также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации.

Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.

Мусоросжигательные заводы являются более эффективным способом обезвреживания твердых бытовых отходов по сравнению с санкционированными свалками. Но он также оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду. В результате сжигания отходов образуются отходящие газы, содержащие в своем составе SO₂, HCl, HF, NO_x, CO, летучую золу и т.д. Если для очистки газов используется вода, то после очистки газов она содержит альдегиды, хлориды, сульфаты, фосфаты и т.д. В процессе сжигания мусора также образуется шлак, состоящий из мелкозернистых несгоревших частиц органики, металла, стекла, камней и т.д., который загрязняет почву инертными материалами.

Мусоросжигательные заводы наряду с обезвреживанием твердых бытовых отходов и максимальным уменьшением их объема (до 90% от исходного мусора) сами загрязняют окружающую среду. Производительность таких заводов составляет примерно 720 т/сут при круглогодичном и круглосуточном режиме работы.

Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30 % от исходного веса отходов и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках. Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков.

Мусоросжигание уменьшает объем отходов, попадающих на свалки, и может использоваться для производства электроэнергии. Хотя сжигание всех отходов без разбора – это технология прошлого, современные мусоросжигательные установки, оборудованные системами очистки выбросов, генераторами электроэнергии и используемые в комбинации с другими методами утилизации ТБО могут помочь справиться с потоком мусора, особенно в плотно населенных областях.

Мусороперерабатывающие заводы - это наиболее перспективный метод обезвреживания твердых бытовых отходов, причиняющий наименьший ущерб окружающей среде. Основными продуктами переработки твердых бытовых отходов является компост, находящий применение в сельском хозяйстве как удобрение, и некомпостируемый остаток (камни, глиняные черепки, пластмассы, стекло), представляющий собой обезвреженную массу и составляющий до 30 % от объема исходного мусора.

Компостирование - это биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии, а выделяются углекислый газ, вода и тепло. В результате саморазогрева до 60-65 ⁰С происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок мух. Продуктом компостирования является органическое удобрение - компост или биотопливо (сырой компост).

Мусороперерабатывающие заводы по переработке бытовых отходов действуют во многих городах, причем полная переработка мусора позволяет городу с населением в 1 млн. человек получать до 1500 тонн в год металла и почти 45 тыс. тонн в год компоста. В сельскохозяйственных районах строятся заводы по переработке старой полиэтиленовой пленки. Например, из собранной за год (более 1500 тонн), очищенной от грязи пленки получают 1300 тонн труб, которые используются в мелиорации и в крупнопанельных домах.

В Японии, стране высокой бытовой культуры, налажен сбор отходов полиэтилена в специализированные контейнеры. Отходы полиэтилена затем прессуют и из них в Тихом океане создают острова для захоронения неутилизируемых в настоящее время отходов (например, ядерных отходов).

Во многих странах Европы около больших гастрономов и универмагов установлены контейнеры для банок и бутылок, которые у нас так сложно принимаются. Специалисты подсчитали, что на собранном таким образом сырье в городе с населением 0,5-1,0 млн. человек может в течение года работать стекольный завод.

В результате работы промышленных предприятий происходит загрязнение почвы твердыми промышленными отходами, приводящее к выходу из строя земель, пригодных для сельского хозяйства.

Основными видами твердых промышленных отходов являются шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов, природные отвалы горнодобывающих предприятий и горно-обогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д.

Различают нетоксичные и токсичные промышленные отходы. Токсичные отходы подразделяют на четыре класса токсичности: чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные.

Обезвреживание, утилизация и размещение отходов - это обязанность, которая возлагается на предприятия, ответственные за загрязнение окружающей среды. Обезвреживание отходов - это удаление из них вредных примесей. Утилизация отходов означает и обезвреживание, и одновременное извлечение из них полезных продуктов.

Размещение отходов подразумевает или складирование или захоронение отходов. При этом складирование - это размещение отходов на поверхности земли, а захоронение - это размещение отходов на глубине, как правило, в контейнерах.

От категории отходов зависят плата за их размещение и сам порядок размещения. Нетоксичные промышленные отходы складируют на городских свалках. Токсичные отходы подвергают обезвреживанию и захоронению на специально организованных полигонах. Вокруг участков захоронения токсичных отходов отводят санитарно-защитные зоны с радиусом не менее 3 км.

Особое место среди высокотоксичных отходов занимают радиоактивные отходы, размещение которых производят в соответствии с договорами, заключаемыми с природоохранительными организациями (полигонами, заводами и т.д.), занимающимися утилизацией и захоронением отработанных радиоактивных материалов. Российский закон об охране окружающей среды запрещает ввоз в нашу страну радиоактивных отходов из других государств с целью их хранения, захоронения, затопления или отправки в космическое пространство.

Отходы производств могут служить исходным сырьем для различных видов промышленности. Технологические установки и производства, перерабатывающие промышленные отходы, особенно целесообразны в промышленных районах с большой потребностью в строительных материалах, изделиях и конструкциях.

Примером утилизации твердых промышленных отходов является производство резиновой крошки и регенерата из старых шин автомобилей самых различных марок. Регенерат - это пластичный материал, частично заменяющий каучук в различных резиновых изделиях, в том числе и в новых шинах. Таким образом, груда шин на территории Чеховского регенераторного завода под Москвой - уже не свалка, а склад исходного сырья.

Одним из самых крупных источников нарушения и загрязнения окружающей среды в настоящее время является горнопромышленный комплекс. Ежегодный объем извлекаемой из недр горной массы в нашей стране составляет свыше 15 млн. тонн. При этом в хозяйственный оборот вовлекается только около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых. Государство несет серьезный ущерб от потерь ценных компонентов и некомплексной переработки уже добытого сырья. Так, например, в железосодержащих шламах аглофабрик черной металлургии содержится больше железа, чем в добываемой руде. Очевидно, что нельзя без конца наращивать и без того колоссальные потоки отходов и попутных продуктов. Вместе с тем производство стройматериалов и стройиндустрия ежегодно добывают и потребляют 3,5 млрд. тонн нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена отходами.

Хозяйство нашей страны, кроме того, несет огромные потери, связанные со складированием отходов. В результате только на транспортировку 1 т отходов и содержание отвалов расходуются в среднем от 15 до 80 тыс. рублей.

Расчетная часть

Цель работы:

1) разработать поведение примеси загрязняющих веществ в атмосфере; установить зависимости уровня концентрации, создаваемой выбросами предприятий, от местоположения источника выбросов, особенностей газовоздушной смеси, выходящей из источника, орографических и метеорологических параметров, режима работы предприятия;

2) определить расстояния от n – го источника выброса, на котором концентрация ί - го вредного вещества достигнет максимального значения;

3) разработать комплекс атмосферных мероприятий по снижению уровня концентрации, провести контрольные расчеты, подтверждающие достаточность мероприятия.

Основные понятия

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) – количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) – это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом вдыхании.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.

Зона повышенной концентрации (ЗПК) - территория с уровнем концентрации больше одного ПДК.

Атмосферные мероприятия - комплекс организационно-технических решений, направленных на снижение уровня воздействия на воздушный бассейн.

По условию нам дано:

№ источника	Координаты источника		Параметры источника выброса		Параметры ГВС			Наименование вещества	Фактический выброс M , г/с	ПДК_с.с., мг/м³
	x	y	Высота H, м	Диаметр устья D , м	Скорость ω₀, м/с	Расход V₁ , м³/с	Температура выбросов T , °С
1	545	437	90	1,5	5,3	3,4	90	Оксид углерода	13,5	3,0
								Оксид марганца	0,01	0,01
2	550	430	17	0,4	1,7	0,6	29	Оксид углерода	5,6	3,0
								Оксид марганца	0,06	0,01
3	130	250	23	0,65	3,45	0,96	23	Метилметакрилат	1,53	0,01
								Фенол	0,019	0,01

Расчеты

1. По теореме Пифагора рассчитаем расстояние между источниками:

Расстояние между первым и вторым источниками – 8,6 м.

Расстояние между вторым и третьим источниками – 456,95 м.

2. Определим максимальное значения приземной концентрации i – го химического вещества С_м_i, мг/м³

Для первого и второго источниковоксида углерода т. к. они находятся на расстоянии менее 10 м друг от друга и выбрасываю одно и то же вещество (оксид углерода) расчет будем вести по формуле:

m, n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, определяются в зависимости от параметров ƒ, υ_м:

=0,93

Подставим полученные данные в исходную формулу:

Приземная концентрация оксида марганца

=0,93

Подставим полученные данные в исходную формулу:

Для третьего источникаметилметакрилата.

=0,3

Подставим полученные данные в исходную формулу:

Приземная концентрация фенола

=0,3

Подставим полученные данные в исходную формулу:

3. Определение расстояния Х м (n) , м, от n – го источника выброса, на котором приземная концентрация См_i, мг/м³, достигнет максимального значения.

Определим расстояние для источника выброса оксида углерода и оксида марганца:

ƒe = 800 ( )³

при ƒ < 100

0,5 < ≤ 2 → α = 4,95 υ_м (1 + 0,28 _е)

Определим расстояние для источника выброса метилметакрилата и фенола:

при ƒ < 100

≤ 0,5 → α = 2,48 (1 + 0,28 _е)

4.Разработка комплекса атмосферных мероприятий

; ; соотношение 0,34/0,01=34. Уровень загрязнения воздуха по серной кислоте 34ПДК> 1.

Для метилметакрилат > 1, т.е. создается повышенный уровень загрязнения. Необходимо пылегазоочистное оборудование на источникае3, средний эффект очистки которого 99%, а именно, фильтры. Проверим эффективность мероприятия:

Соотношение 0,003/0,01 = 0,3. Уровень загрязнения воздуха по метилметакрилату стал 0,3ПДК< 1, т.е. данное мероприятие эффективно.

Список использованной литературы

Основная:

1. Валова (Копылова) В.Д. Экология: учебник. – М.: ИТК «Дашков и К», 2007. – 352 с.

2. Колеснико С.И. Экология: учебное пособие. – М.: ИТК «Дашков и К»: Академцентр, 2008. – 384 с.

3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 602 с.

4. Маринченко А.В. Экология. – М. ИТК «Дашков и К», 2008. – 328 с.

5. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. - М.: Агентство "ФАИР", 1998. - 320 с.

6. Абросимова О.В., Макарова А.А. Практикум по экологии. – Саратов: СГТУ, 2008. – 60 с.

7. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология. Природа, Человек. Техника. – М.: Экономика, 2007. – 510 с.

8. Инженерная защита окружающей среды: Учеб. Пособие/ Под ред. О.Г. Воробьева. – Спб.: Изд-во «Лань», 2002. – 288 с.

Дополнительная:

1.Доклады о состоянии окружающей природной среды - в Российской Федерации, Саратовской области, Саратове, 2000 - 2001гг.

2.Экология, охрана природы и экологическая безопасность / Под общ.ред. В.И.Данилова-Данильяна. - М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. - 744 с. (В 2-х кн.).

3. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989. - 512 с.

4. Биологический контроль окружающей среды. Бионидикация и биотестирование / под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Егоровой. – М.: Изд. Центр «Академия», 2007. – 288 с.

Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 4457; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 34

Мы поможем в написании ваших работ!