Слайд 1ЛЕКЦИЯ 2.2.
ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ БИОСФЕРЫ
Учебные вопросы:
Защита атмосферы.
Защита гидросферы.
Защита почвы, флоры и
фауны.
Актуальность занятия обосновывается:
изучением основы защиты биосферы, в т.ч. Атмосферы, гидросферы,
почвы, флоры и фауны;
изучением организационно-технических методов и технических устройств очистки загрязненного воздуха, сточных вод, флоры и фауны в целом;
воспитанием ответственности за качество элементов окружающей среды, которые формируют качество жизни у нас и наших детей.
Слайд 2Антропогенное влияние на биосферу
По данным Института всемирного наб-людения в мире
ежегодно уничтожается:
-17 млн. гект. влажнотропических лесов;
-из-за неправильного использования земель возникает
примерно 6 млн. га антропогенных пустынь;
-из-за кислотных дождей повреждены лесные массивы на площади 50 млн. га;
-ежегодно теряется 26 млрд. тонн плодородного слоя пахотных земель.
Все это заметно ухудшает условия жизни
Слайд 3
Опорная схема 1-го вопрос. Защита атмосферы.
Роль атмосферы
Источник жизни на Земле(дыхание
– окисление), творец климата, регулятор
теплового баланса, защитница от губительных
УФЛ, от суточного перепада температур
Последствия загрязнения атмосферы
Глобальные(парниковый эффект), трансграничные(кислотные дожди), региональная
и локальная загазованность приземного слоя (лондонский смог-1952г.)
Пути уменьшения вредных выбросов в атмосферу
Применение экологически щадящих технологий, уменьшение вредных примесей в
сырье, материалах, очистка от ВВ в газовых выбросах в атмосферу
Пути снижения вредного воздействия на атмосферу автотранспорта
Организационные мероприятия(в мире 800млн.авто), совершенствование конструкции
силовой установки, улучшение качества топлива, создание экологического автомобиля
(электромобиль, гибридный автомобиль, автомобиль будущего)
Пути снижения вредного воздействия на атмосферу объектов промышленности
Применение экологически щадящих технологий, уменьшение вредных примесей в
сырье, материалах, очистка от ВВ в газовых выбросах в атмосферу различными
методами с помощью скрубберов, фильтров и т. п.
Слайд 41. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ
Роль атмосферы в жизни на Земле:
через атмосферу осуществляется
обмен вещества Земли с Космосом;
атмосфера определяет тепловой режим поверхности, климат
Земли, защищает ее от мощной радиации Солнца;
Атмосфера предохраняет Землю от резких перепадов температур (суточный перепад на Луне без атмосферы до 150 – 200 оС);
Воздух – основа жизни на Земле (человек без пищи может жить пять недель, без воды – пять дней, а без воздуха – 5 минут).
Состав воздуха включает азот (78%), кислород (21%), аргон (1%), углекислый газ
(0,03%), водяной пар (0,2 – 2,6%), другие газы (озон, инертные газы и др.).
Слайд 5Проблемы защиты атмосферы:
1. Весомость загрязнения атмосферы для человека и всего
человечества в целом разная. Человек потребляет вредные вещества:
10% из воздуха,20%
с водой,70% с продуктами питания
Однако загрязнение атмосферы является причиной глобальных экологи-ческих проблем( изменение климата, образование озоновых дыр)
2. Основным источником загрязнения является сжигание топлива, для получения механической (движение автомобилей), электрической и тепловой энергии.
3. При сжигании топлива образуются токсичные(,СО,NОх,СН) и нетоксичные вещества(водяной пар, СО2).
4. Наряду с существующим загрязнением человечество уничтожает леса, хотя они являются природными фильтрами вредных веществ.
Слайд 6 Основные загрязнители воздуха – промышленно развитые страны
Северной Америки и Европы, основные загрязнители – углекислый и угарный
газы, диоксид серы, метан, окислы азота, пыли и др.
Таблица 1
Выбросы загрязняющих веществ по группам стран
Слайд 8 В результате антропогенного воздействия на атмосферу
возникают:
различные глобальные (общепланетарные эффекты, такие как «парниковый эффект» и разрушение
озонового слоя);
трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния (загрязнения из Европы поступают в Россию, т.к. в связи с розой ветров потоки в нашу страну в 7 – 10 раз выше), выбросы из Норникеля попадают в Канаду через Северный полюс и т.п.);
локальная или региональная загазованность приземного слоя (86% - загрязнений над промрайонами, 13% - над городами, 1% - в сельской местности, 0,1% - над океанами);
загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов естественного самоочищения атмосферы.
Слайд 9Сущность парникового эффекта
Атмосфера обеспечивает среднюю температуру на земле 15 °С
(-18 °С без атмосферы).
Задержка тепла в нижних слоях атмосферы
обеспечивается наличием СО2 (60%), водяного пара (17%), метана (15%), оксид азота (4%), фреоны (2%), озон (2%).
Концентрация углекислого газа возрастает на 0,3% в год и примерно на 30% выше за последние 100 лет. При сохранении таких темпов содержание СО2 увеличится вдвое к 2060 г., в 4 раза к концу 21 века.
Сейчас метана в 2,5 раза больше чем в 18 веке.
При таких темпах антропогенной деятельности в нынешнем столетии средняя температура повысится от 1 до 3,5 °С.
Наибольшие выбросы СО2 приходятся на Китай(6,8 млрд.тонн в год), США(6,4 млрд.), Евросоюз(5 млрд.),Россию(1,7 млрд.),Индию(1,4млрд.),Японию(1,4млрд)
Слайд 10Парниковый эффект. Как это происходит?
.
Накопление углекислого газа в атмосфере
- одна из основных причин парникового эффекта. Углекислый газ действует
в атмосфере, как стекло в оранжерее: он пропускает солнечную радиацию и не пропускает обратно в космос инфракрасное (тепловое) излучение Земли.
Слайд 12Влияние парникового эффекта на климат Земли
Ещё в 1827 году
французский физик Жозеф Фурье предположил, что атмосфера земли выполняет функцию
своего рода стекла в теплице: воздух пропускает солнечное тепло, не давая ему при этом испариться обратно в космос. Этот эффект достигается благодаря некоторым атмосферным газам второстепенного значения, каковыми являются, например, водяные испарения и углекислый газ. Они пропускают видимый и «ближний» инфракрасный свет, излучаемый солнцем, но поглощают «далекое» инфракрасное излучение, имеющее более низкую частоту и образующееся при нагревании земной поверхности солнечными лучами. Если бы этого не происходило, Земля была бы примерно на 30 градусов холоднее, чем сейчас, и жизнь бы на ней практически замерла.
Слайд 13Влияние парникового эффекта
Земля нагревается однако неравномерно, температуры на полюсах
увеличиваются более экстремально, чем в других областях земли
Если эта тенденция
не остановится, то наступят климатические изменения – более долгие периоды засухи, интенсивное выпадение осадков и более мощные ураганы – уровень моря может подняться
Плодородные регионы побережья станут жертвой моря и будут затоплены. Может возникнуть угроза голода и миграции народов с губительными социальными последствиями.
Климат Земли грозит нам еще большими неприятностями, нежели те, что он преподнес в последние годы - катастрофические ураганы, бурные наводнения и жестокие засухи. Они, вероятно, будут повторяться все чаще и станут разрушительнее. Продолжаться это будет до тех пор, пока человечество не найдет способ значительно уменьшить содержание парниковых газов, разогревающих атмосферу
Эти явления достаточно чувствительны и для России: смещение зоны вечной мерзлоты приведет к значительным разрушениям инфраструктуры в северных районах; освободит значительное количество метана, залегающего в верхних слоях Западной Сибири;приведет к затоплениям Санкт-Петербурга, смещению продовольстенных зон и т.д.
Слайд 14Экономическая составляющая сокращения выбросов ПГ
Согласно докладу ЮНЕП(программа ООН по ООС)для
формирования «нового зеленого курса» требуется около 750 млрд. дол.(1% мирового
ВВП) для решения следующих задач:
-повышения эффективности промышленности, транспорта, отопления, сельского хозяйства (внедрение энергосберегающих технологий);
-развитие ВИЭ;
-принятие мер по защите природы –чистой воды, лесов и др.
Бедные страны в целях приспособления к изменениям климата нуждаются примерно в 600 млрд.дол. в год.
Трудности в решении денежного вопроса:
-Евросоюз готов платить, но боится, что выделенные деньги будут потрачены на укрепление развивающихся стран в мировой торговле;
-Китай требует, чтобы выбросы, связанные производством экспортной продукции(20%), не учитывались, так как данная продукция потребляется в развитых странах.
Слайд 15ФАКТОРЫ КЛИМАТООБРАЗОВАНИЯ
Солнечная радиация
Атмосфера
Океаны
Круговорот воды
Облака
Ледники с снежные покровы
Земная поверхность
Воздействие человека
Колебания наклона
земной оси
Переполюсовка земного магнитного поля
Вариации радиуса земной орбиты
Слайд 16Рост всемирных выбросов CO2 от разных источников
во второй половине
20 века
Слайд 17Последствия изменения климата
1.Угроза продовольственной безопасности (на 200-600 млн.чел. Может вырасти
число голодающих на планете).
2.Угроза водной безопасности из-за таяния ледников(к 2080г.число
живущих в условиях дефицита питьевой воды возрастет до 1,7 млрд. чел.).
3.Угроза экосистемам и биоразнообразию(рост температуры на 3 град. Приведет к вымиранию 20-30% видов).
4.Прямые угрозы здоровью человека из-за роста эпидемий малярии, тропической лихорадки ит.п.Экстремальная жара в 2003г. В12 европейских странах привела к смерти более 70 тыс. чел.
5.Растаявшие льды Арктики и Гренландии «опреснят» Атлантику и Северный Ледовитый океаны, что «утопит» Гольфстрим, как 8 тыс. лет назад в Европу вернутся сибирские зимы.
6.Подьемводы в океане на 1м.приведет к затоплению около 70% крупнейших городов планеты, где проживает более 170 млн.чел., в том числе Гонконг, Сидней, Сингапур, Санкт-Петербург, Калькутта, Нью-Йорк и др.
Слайд 18Основные предложения протокола Конференции в Киото (Япония, 1997 г.):
установить лимиты
по сокращению выбросов СО2 относительно 1990 г. на 5%, в
т.ч. Европа – на 8%, США – на 7%, Япония – на 6%;
допускается торговля квотами на выброс СО2 между странами;
выброс СО2 в России составляет около 95% в сравнении с 1990 г. (неиспользованные квоты составляют около 250 млн. т/газ). В России есть 119,2 млн. га леса (1 га леса связывает 1,5 т углерода в год, что составляет178,8 млн. т углерода или 650 млн. т СО2 – 1 т углерода соответствует 3,6 т СО2). Квота 1 тонны СО2 стоит примерно 10 долларов.
Если не вести борьбу за снижение выбросов СО2,
то температура на Земле может повыситься на 1 оС к 2025 г, а к концу 21 столетия на 2 оС.
Слайд 19Задачи Копенгагенской конференции
С 7-го по 19-е декабря 2009 года в
Копенгагене проходила 15-я конференция сторон Рамочной конвенции ООН по изменениям
климата и 5-е совещание сторон Киотского протокола с задачей заключить международное соглашение о сокращении выбросов ПГ, которое не только заменит Киотский протокол, истекающий в 2012 году, но и предусмотрит:
-более значительное объемов и темпов выбросов ПГ;
-предоставление существенной помощи развивающимся странам, наиболее уязвимым к изменениям климата;
-международный контроль над расходованием этой помощи;
-включение в процесс снижения выбросов ПГ США, Китая, Индии и других стран.
Слайд 20Ухудшение здоровья
Заболевания дыхательных путей
диоксид серы
Общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря
сознания, возможен летальный исход
угарный газ
Проникают в лимфатическую систему, задерживаются в
легких, засоряют слизистые оболочки
твердые частицы
От кашля до летального исхода
Выхлопные газы
Расстройства дыхания, кровообращения, раздражение слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения.
Смог
Слайд 21Канцерогены
Не канцерогены
Компоненты выбросов, занимающие первые 10 мест по степени опасности
для здоровья
Первое место по экотоксичности – химические соединения выбросов нефтегазовой
промышленности (30-40% загрязнения воздуха)
Слайд 22СМОГ- РЕЗУЛЬТАТ МОЩНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
ЛОНДОНСКИЙ- НЕПРОЗРАЧНЫЙ И ВИДИМЫЙ, ОБРАЗУЕТСЯ ПРИ
ЗАХВАТЕ КАПЛЯМИ ЕСТЕСТВЕННОГО ТУМАНА АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ( В ТОМ ЧИСЛЕ
СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И НЕПРИДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ) И СОРБИРОВАНИИ ИХ НА ПОВЕРХНОСТИ СЕРНИСТОГО ГАЗА. КАПЛЯ ПРИ ЭТОМ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В СЕРНУЮ КИСЛОТУ, СОДЕРЖАЩУЮ РЯД ВРЕДОНОСНЫХ ВЕЩЕСТВ.
ЛОС-АНЖЕЛЕССКИЙ- СВЯЗАН С ОБРАЗОВАНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ ЧАСТИЧЕК АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, ОЗОНА, ПЕРОКСИАЦЕТОННЕТРИЛА И Т. П. С ПРОДУКТАМИ НЕПОЛНОГО СГОРАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА. ЭТО ВОЗМОЖНО ПРИ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ СОЛНЕЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ И МОЩНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ АТМОСФЕРЫ, А ТАКЖЕ ПРИ НАЛИЧИИ СООТВЕТСТВУЮЩЕГО РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ, СПОСОБСТВУЮЩЕМУ ЗАСТОЮ ВОЗДУХА.
Первый вид отмечался в Запорожье, Новокузнецке, Кемерово, Львове и других городах, второй- в Душанбе, Ереване, Тбилиси, Алма-Ате. Оба вида уносят тысячи жизней.
Слайд 23 Пути уменьшения вредных примесей в
воздухе:
создание безотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием
сырья;
уменьшение вредных примесей в сырье до его использования в производстве (очистка дымовых газов ТЭЦ обходится в 400 – 500 тыс. руб. за 1 кВт в год, а снижение доли серы в нефтепродуктах на 0,5% обходится при этом в 30 тыс. руб. на 1 тонну);
Очистка атмосферы от газовых выбросов адсорбционными(твердые очистители), абсорбционными(жидкие очистители) и каталитическими методами; очистка газов от взвешенных частиц (сажа, пыль и др.) гравитационным оседанием, центрифугированием, электростатическим оседанием, инерционным соударением и т.п. Все процессы очистки осуществляются с помощью специальных фильтров, скрубберов и т.д. Выбор такого оборудования зависит от вида загрязнителя и его содержания в выбросах.
Слайд 24Рис. 2. Схема сухих пылеуловителей(грубая очистка):
а) циклон; б) ротационный пылеуловитель
(вход газа по оси вентилятора); в) радиальный и вихревой (г)
пылеуловители
Слайд 25Рис. 3. Схема мокрых пылеуловителей (тонкая очистка):
а) скруббер Вентури (дробление
жидкости происходит высокоскоростным потоком газа);б) скруббер форсуночного типа;
в) скруббер центробежного
типа (закрутка и движение газа навстречу жидкости).
Слайд 26 Очистка выбросов от вредных газообразных примесей производится
в тканевых (матерчатых и т.п.) фильтрах и электрофильтрах.
Рис. 5. Схема
ротоклона:
1 – загрязненный поток; 2 – очищен-ный поток; 3 – вода; 4 – уловленная взвесь
Рис. 4. Схема тканевого (матерчатого) фильтра:
1 – загрязненный поток; 2 – рукава из ворсистой ткани; 3 – очищенный поток
Слайд 27Предфильтр очищает от грубодисперсной пыли, фильтр-поглотитель - от отравляющих веществ,
бактериальных средств и радиоактивных веществ.
Рис. 8. Схема ФВУА
Слайд 28Основные пути защиты атмосферы
Сохранение и расширение лесного массива.
Экономия всех видов
ресурсов: электрической, тепловой, механической энергии.
Внедрение зеленых стандартов. В производстве и
потреблении ресурсов.
Применение альтернативных источников энергии(солнце, ветер, водопады)
Применение специальных методов нейтрализации вредных веществ.
Слайд 29Опорная схема 2-го вопроса. Защита гидросферы
Роль воды в природе и
жизни человека
Вода – хранитель и распределитель на нашей планете солнечной
энергии, главный
творец климата, ежедневной погоды, аккумулятор тепла
и необходимейшее условие жизни на планете.
Причины возникновения проблемы недостатка питьевой воды
Интенсивное увеличение потребности в воде в связи с ростом народонаселения
планеты и развитием промышленности.
Потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин.
Загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками
Проблема обеспечения питьевой водой
В России используется менее 2% запасов воды, а неочищенными стоками
Загрязнено подавляющее число водных объектов(только 12% сточных вод
очищается до нужного уровня). Основные источники загрязнения-
промпредприятия(60%), ЖКХ(25%), сельское хозяйство(10%).
Основные меры по охране воды
Применение экологически щадящих технологий, оборотного водоснабжения,
промышленная очистка сточных вод механическим, физико-химическим, биологическим
методами, обеззараживанием или дезинфекцией, экономное расходование воды
Слайд 302. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ
Роль воды в природе и жизни человека:
вода –
главный фактор, определяющий климат на поверхности Земли;
вода – среда и
источник водорода для жизненных процессов. При фотосинтезе растения используют солнечную энергию для соединения СО2 с Н2О;
вода – единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе;
вода составляет 90% массы растений и 75% массы животных, 65% человеческого тела;
человек без воздуха может быть до 5 мин, без воды – до 5 суток, без пищи – до 5 недель. При утрате 6-8% влаги от массы тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 12% и выше – наступает смерть. Человеку в сутки необходимо 2,5 л воды, в т.ч. 1 л для питья. В условиях жаркого климата эта потребность может возрасти до 5-6 л в сутки.
В ы в о д: вода – хранитель и распределитель на нашей планете солнечной энергии, главный творец климата, ежедневной погоды, аккумулятор тепла и необходимейшее условие жизни на планете.
Слайд 34Картограмма водности рек России
Енисей-548 кубокм, Лена-488 кубокм, Обь-394 кубокм, Амур-346
кубокм, Волга-255 кубокм, Колыма-120 кубокм, Сев.Двина-111 кубокм, Дон-28 кубокм.
Слайд 35 Характеристика качества воды основных рек России (по итогам последних
лет)
Слайд 36Общемировое потребление воды: 70% сельское хозяйство, 20% -промышленность, 10% ЖКХ
Потребление
в России- промышленность-65%, остальное –с/х и ЖКХ
Затраты воды на производство
1 тонны продукции
Слайд 37Проблема обеспечения питьевой водой
1.По данным ВОЗ более 1 млрд. чел.
пьют непригодную для потребления воду, а 40% населения планеты живут
в населенных пунктах без очистки питьевой воды. Употребление непригодной для питья воды сокращает продолжительность жизни на 5-7 лет, а также является причиной более 10% всех заболеваний и 6% всех смертей в мире.
2. По данным ООН к 2030 году проблема обеспечения питьевой водой выйдет на 1-е место. Один доллар, вложенный в очистку сточных вод дает экономию до 8 долларов на медобслуживании.
3.Россия обладает 20% мировых запасов поверхностных пресных вод и по объему речного стока занимает 2-е место после Бразилии, а по обеспеченности водой - 3-е место после Бразилии и Канады.
Слайд 38Проблема обеспечения питьевой водой
4.В России используется менее 2% запасов воды,
а неочищенными стоками загрязнено подавляющее число водных объектов(только 12% сточных
вод очищается до нужного уровня). Основные источники загрязнения- промпредприятия(60%), ЖКХ(25%), сельское хозяйство(10%).
5.От 35% до 60% используемой питьевой воды в России не соответствуют нормам. Не отвечает требованиям состояние 40% поверхностных и 20% подземных источников питьевого водоснабжения. Почти 80% воды в бутылках не соответствуют требованиям.
6.Стремятся использовать в хозяйстве как можно меньше воды 82% японцев, 75% китайцев, 74% жителей США, 59%-Индии, 35% -России.
Слайд 39Причины возникновения проблемы недостатка пресной воды
Интенсивное увеличение потребности в воде
в связи с быстрым ростом народонаселения планеты и развитием промышленности.
Потери
пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин.
Загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками.
Основные источники загрязнения:
а) промышленные и коммунальные канализационные стоки;
б) смыв с полей части почвы, содержащей агрохимикаты, стоки животноводческих ферм;
в) попадание аэрогенных загрязнений с осадками и ливневыми стоками.
Слайд 40Основные пути загрязнения гидросферы
Слайд 41Методы очистки сточных вод
Очисткой сточных
вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из
них вредных веществ.
Слайд 42Сооружения для механической очистки сточных вод
решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;
песколовки;
первичные отстойники;
мембранные элементы;
септики.
Слайд 43- организация широкомасштабного, не имеющего российского аналога и превосходящего по
ряду показателей лучшие зарубежные образцы производства наноструктурированных пористых материалов –
мембран и разделительных модулей на их основе (г. Владимир).
Мембранные технологии – это пример реализации в промышленности и бытовых условиях нанотехнологий, имеющих высокий экспортный потенциал (пуск производства в 2012 году, но уже сейчас подписан контракт на поставку 25 % продукции ежегодно в Европу).
Проект «РУССКИЕ МЕМБРАНЫ»
Нетканое основание
Микропористый слой
Наноструктурированный мембранный разделительный слой
Слайд 44 Сущность механического метода заключается в
том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются
механические примеси. Грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения – нефтело-вушками, маслоуловителями и т.д.
Механическая очистка обеспечивает выделение из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых примесей, а из производственных – до 95%.
Слайд 45 Физико-химическая очистка состоит в том,
что в стоки добавляют химические реагенты, которые вступают в реакцию
с ВВ и способствуют выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов используют глину, торф, активированный уголь.
Широко применяют хлорирование.
Эти методы обеспечивают очистку от нерастворенных ВВ на 95% и растворенных – на 25%.
Слайд 46 Биологическая очистка производится после механической
и физико-химической очистки и заключается в минерализации органических загрязнений сточных
вод при помощи аэробных биологических процессов.
Типы биологических устройств по очистке сточных вод:
- биофильтры;
- аэротенки;
- биологические пруды.
Биофильтр – слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой.
Слайд 47Биологический метод
Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами
(бактериями и простейшими).
На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического
азота и фосфора.
Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.
С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).
Также в биологической очистке, после первичных отстойников, существует вторая линия радиальных отстойников. Это илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.
Слайд 48Аэротенк – огромные резервуары, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации
сточные воды, смешанные с илом.
Активный
ил из бактерий и микроскопических животных смешивается с органическими веществами сточных вод, сюда активно подается воздух. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Мельчайшие животные (инфузории, амебы и др.) пожирают бактерии, не слипающиеся в хлопья, и омолаживают бактериальную массу.
Ил оседает с хлопьями, отделяясь от очищенной воды.
Аэротенки очищают стоки от органических веществ на 90%.
Слайд 491-Сточная вода
2-Сооружение механической очистки
3-Решетчатый контейнер
4-Вертикальная песколовка
5-Биофильтр
6-Аэротенк
7-Эрлифт для откачки избыточного ила
8-Фильтр с плавающей загрузкой
9-УФ установка
10-Выход сточных вод
Рисунок : Структурная схема
установки очистки сточных вод БКм - 15
Слайд 50Установка глубокой очистки сточных вод БКм – 15
Назначение и принцип
работы
Установка предназначена для глубокой очистки сточных
вод.
Сооружение механической очистки
включает решетчатый контейнер.Песколовка в данной схеме рассчитана на задержание наряду с песком части грубодисперсных взвешенных веществ.
Поступление органических взвешенных веществ на стадию биологической очистки необходимо для эффективного удаления нитратного азота, а также экономии кислорода.
Установка БКм – 15 включает 4 зоны.
В первой зоне(1-4), куда подается сточная вода и активный ил, обеспечивается механическая очистка от песка и грубодисперсных взвешенных частиц с гидравлической крупностью, сепарация активного ила с задержанием наиболее минерализованных частиц, уплотнение осадка.
Слайд 51 Вторая зона (5-6) имеет объем около 6
м3 и представляет собой аэротенк с продленной аэрацией работающей
на полное окисление. В этой зоне размещаются блоки плоскостной нагрузки.
Третья зона(7-8) имеет приямок, в которой находится эрлифт для откачки активного избыточного ила.
Осветительные стоки из биотенка поступают на доочистку в фильтр с плавающей загрузкой, расположенный над зоной отстаивания.
На фильтрах происходит доочистка стоков. Фильтр имеет две секции, что позваляет поочередно промывать их под гидростатическим давлением с одновременной продувкой воздухом.
Четвертая зона(9) -после фильтров очищенные стоки поступают на обеззараживание на УФ – установку с применением ультрафиолетовой бактерицидного излучения. В отличие от обеззараживания хлором, данная технология является экологически чистой. Обеззараженные стоки могут сбрасывать в водоемы рыбохозяйственного назначения.
Слайд 56Станция Qmax
Схема системы очистки питьевой воды
Основные меры по охране воды:
1) промышленная очистка бытовых и промышленных
канализационных сточных вод, а также ливневых стоков;
2) применение оборотного водоснабжения (повторного использования воды);
3)применение безотходных технологий (нет вредных загрязнений, особенно в сельском хозяйстве);
4) сбор нефти при речных и морских перевозках;
5) экономное расходование воды.
Слайд 58
Опорная схема 3-го вопроса. Защита почвы, флоры и фауны.
Защита растительности
Растительность-
первоисточник существования, процветания и жизни на Земле.
Фотосинтез дает органические
вещества для человека, почвы, кислород для атмосферы.
Человек уничтожил 30 тыс. видов растений(10%), загрязняет их, необдуманно обходится
с лесом(неэффективное использование, пожары на 2млн га, 95% -причина – человек).
М еры защиты- разумное использование лесных запасов, уход и сбережение леса, особое
внимание –исчезающим видам растительности(красная книга, ООПТ)
Защита животных
Количество видов животных на Земле составляет 1,8 млн. видов, в т.ч. в России
насекомые– 80 тыс., беспозвоночные – 12 тыс., морские рыбы – 2400, пресноводные – 400,
млекопитающиеся – 328, птицы – 720, пресмыкающиеся – 66, земноводные – 26.
Животные – активные участники круговорота веществ в природе.
Животные повышают урожайность растений и почв (насекомые,черви, и т.д.).
Животные – источник жира, мяса, шерсти, пушнины, кожи.
Меры защиты- оптимизация промысловой охоты, улучшение условий жизни животных.
Защита почвы и недр
Площадь пашни составляет 10% от суши, обеспеченность пашней за последнее время
уменьшилась с 0,45 до0,31 га на чел. Разрушение эрозией плодородного слоя в 18см.
происходит за 20-30 лет, на его создание природе потребуется 1400-7000 лет.
Меры защиты – совершенствование культуры земледелия, альтернативного земледелия,
рекультивация земель. Меры защиты недр- эффективное использование открытых
запасов, разведка всех недр, их бережное использование.
Слайд 59Лес как экологический фактор
1) Леса оказывают заметное влияние на погоду,
климат и процессы, происходящие на земной поверхности и на некоторой
глубине под нею.
2)Лес участвует в круговороте кислорода в природе наиболее активным образом. Благодаря огромной массе леса значение процессов фотосинтеза и дыхания лесов имеет огромное влияние на газовый состав атмосферы Земли.
3)Лес непосредственно участвует в круговороте воды в природе и таким образом взаимодействует с гидросферой. Лес задерживает почвенные воды от их ухода с реками в крупные водоёмы. Хищническое сведение леса по берегам рек приводит к их катастрофическому обмелению, что ведёт к ухудшению водоснабжения населённых пунктов и снижению плодородия сельскохозяйственных угодий.
Слайд 60Значение леса, как важнейшего растительного ресурса для жизнедеятельности человека
1) лес
продуцирует в 5-6 раз больше органики, чем травянистая растительность;
2) лес
– важнейшее сырье для человека. Одни человек за жизнь расходует 200 деревьев (жилье, мебель, бумага и т.д.);
3) за последние 1000 лет человек вырубил 70% леса, сейчас лес покрывает 29,7% суши: 48,4% занимает тропический лес, 51,6% - лес умеренных поясов ( у них разная производительность);
4) самый страшный враг леса – огонь. В России ежегодно возникает 30 тыс пожаров на 2 и более млн. га. 95% пожаров происходит по вине людей.
Слайд 61Уничтожение лесов в Гаити(слева), Доминикана (справа)
Слайд 62Значительную часть лесов уничтожают пожары(1-2 млн. га ежегодно в России)
Слайд 63Лесные пожары при виде из космоса
Слайд 64В 95% случаев виновник пожаров - человек
Слайд 65Охрана и восстановление лесов.
1)Основная задача охраны лесов
– их рациональное использование и восстановление.
2)Важное значение имеет повышение продуктивности лесов, защита их от пожаров и вредителей.
3)При правильном ведение лесного хозяйства рубки на отельных участках повторно должны проводиться через 80-100 лет. Во многих центральных областях
Европейской России к повторным рубкам вынуждены возвращаться значительно раньше. Превышение норм вырубок привело к тому, что во многих районах леса потеряли свое климатообразующее и водорегулирующее значение. Существенно
возросла доля мелколиственных лесов.
Слайд 66 4)Важнейшим условием для сохранения лесных ресурсов служит своевременное
лесовозобновление . Только
треть ежегодно вырубаемых лесов в России
восстанавливается естественным путем, остальные требуют
специальных мер по их возобновлению. Большую роль в воспроизводстве лесов играет осушительная
мелиорация: посадка улучшающих почву деревьев, кустарников и трав.
Слайд 67
5)Среди мер по охране лесов важное значение имеет борьба с
пожарами. Пожар полностью или частично уничтожает лесной биоценоз. Пожары наносят
большой урон, уничтожая растения, охотничье-промысловых животных и др. Основная причина пожаров – небрежное обращение человека с огнем: не затушенные костры, горящие спички, окурки. Большую опасность для возникновения пожаров представляют сельскохозяйственные палы, огневая очистка лесосек, пламя и искры из выхлопных труб тракторов и автомашин:
А)противопожарная пропаганда среди населения;
Б)в лесных районах существует дозорно-сторожевая служба для обнаружения очагов пожара;
В) при ликвидации лесных пожаров используют
авиационные бригады, иногда на борьбу с пожарами мобилизуют воинские части и все население.
Слайд 68Воздействие человека на растительность:
1) человек уничтожил около 30 тысяч видов
растений из 300 тысяч высших видов растений (10%);
2) человек все
больше площадей использует для культурного земледелия, для выпаса домашних животных и тем самым преобразует мир растительности; это может вызвать водную и ветровую эрозию почв;
3) промышленные выбросы и отходы из атмосферы оседают на растениях, замедляют их рост или уничтожают; в районах цветной металлургии урожай пшеницы на 40-50% ниже, а содержание белка в ней ниже на 25-35%; пыль цементных заводов, известняка и кремниевых пород – уничтожитель растительности;
4) человек части необдуманно обходится с лесными угодьями, используя неэффективно древесину;
5) Большой вред растительности наносят неорганизованные туристы (пожары, вытаптывания, мусор и т.д.).
Слайд 69Меры по охране растительности:
рациональное использование заготовляемой древесины (без отходов и
потерь, которые сейчас составляют около 40%);
повторная рубка леса через 80-100
лет при достижении полной спелости;
своевременное лесовозобновление (в России около трети леса самовосстанавливается, остальное требует посева и посадки леса);
проведение мелиоративных мероприятий (осушение почв, посадка улучшающих почву деревьев и т.д.);
своевременный уход за лесом (прореживание, прочистка, осветление, санитарная рубка, защита от пожаров, вредителей и болезней);
сохранение редких и исчезающих видов растительности (запрещение их использованияч, охрана в особо охраняемых территориях, создание резервов в ботанических садах и т.д.).
Слайд 70Значение животных в биосфере и жизни человека:
Количество видов животных на
Земле составляет 1,8 млн.видов,в т.ч. В России насекомые – 80
тыс., беспозвоночные – 12 тыс., морские рыбы – 2400, пресноводные – 400, млекопитающиеся – 328, птицы – 720, пресмыкающиеся – 66, земноводные – 26.
Животные – активные участники круговорота веществ в природе.
Насекомые опыляют большинство цветковых растений.
Животные повышают урожайность почв (черви, клещи).
Животные – источник жира, мяса, шерсти, пушнины, кожи, сырья для лекарств и т.п. (хозяйственное значение); рыба в белковом питании человека составляет от 17 до 83%.
Эстетическое, научное, медицинское, рекреационное, этическое значение животных.
Слайд 72Воздействие человека на животных:
А. Прямой путь:
Непосредственное преследование и истребление (зубр,
овцебык, мамай и т.д.). За последние 300 лет с лица
Земли исчезли 68 видов млекопитающихся, 130 видов птиц, 28 видов растений, 6 видов рыбы и 6 видов амфибий.
Расселение (земляной кролик в Австралии, горбуша на Сахалине, в Мурманске и т.д.).
Б. Косвенный путь – изменение условий жизни (промысловая перегрузка, перепроизводство вылова ценных видов рыб, рубка лесов, осушение болот, расширение пастбищ для домашнего скота, химизация сельского хозяйства).
В. Сохранение животного мира:
Оптимизация промысловой нагрузки;
Улучшение условий жизни животных (подкормка, искусственные нерестилища, рыбоходы в гидросооружениях, борьба с браконьерством);
Искусственное разведение рыб, создание резервов в зоопарках;
Создание особо охраняемых территорий.
Слайд 73Красная книга
Красная книга – список редких и находящихся под угрозой
исчезновения организмов, принятые и необходимые меры по охране видов. Различают
международный, национальный и локальный варианты такой книги, а также Красную книгу растений, животных.
В Красной книге России 487 видов растений и 415 видов животных, в т.ч. 123 вида птиц. Вместе с тем, из Красной книги исключены 38 видов животных.
Слайд 74Особо охраняемые природные территории
(хозяйственное использование ландшафта или исключено, или ограничено)
Заповедники
– полностью исключаются все производственные формы хозяйственной деятельности и допускаются
лояльные к природе научные исследования. Всего в России 100 заповедников.
Национальные парки – ООПТ, где природные условия существенно не изменялись человеком, они интересны человеку живописностью, растительностью и животным миром. Хозяйственная и другая, вредная природе деятельность, запрещены. Всего 63 национальных парка, в т.ч. Куршская коса (1987 г., 7,9 тыс. га).
Заказники – постоянно или временно запрещено использование одних видов природных ресурсов в сочетании с согласованным и ограниченным использованием других видов природных ресурсов.
Ботанические сады – научно-исследовательские, учебно-вспомогательные и культурно-просветительские учреждения, культивирующие и изучающие растения.
Памятники природы – отдельные уникальные, ценные в научном, культурно-познавательном или этическом отношении природные объекты. Курорты – лечебно-оздоровительные местности с лечебными ресурсами, зданиями.
Слайд 75Меры по охране недр
Полное и комплексное геологическое изучение недр.
Соблюдение установленного
порядка предоставления в пользование недр. Рациональное использование полезных ископаемых.
Полное извлечение
из недр и рациональное использование запасов полезных ископаемых.
Исключение вредного влияния, связанных с использованием недр на сохранность запасов полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений.
Запрещение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных веществ, захоронении ВВ и отходов производства, а также при сбросе сточных вод.
Охрана ландшафта, почвы, подземных вод при использовании недр от разрушения и деградации (вывоз пород, рекультивация отвалов и т.д.).
Слайд 76Проблема охраны земельных ресурсов:
1) природный и почвенный покров Земли не
очень благоприятен для земледелия (пашни – 10%). Обеспеченность пашней за
последнее время снизилась с 0,45 до 0,31 га/чел, пастбищами с 0,98 до 0,67 га/чел, лесами с 1,35 до 0,87 га/чел.
2) На почву неблагоприятно действуют природные процессы и хозяйственная деятельность человека: эрозия, засоление почв, смыв плодородного слоя, его выдувание, сильное уплотнение почв тяжелой техникой, снижение плодородия почв из-за неправильного применения удобрений и пестицидов. Создание плодородного слоя в 18 см требуется 1400-7000 лет, разрушение эрозией этого слоя – за 20-30 лет.
Слайд 78Повышение эффективности использования земель:
совершенствование структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур;
использование рациональной
системы севооборота;
применение рациональной агротехники;
а) проведение агротехнических мероприятий (посев трав, почвозащитная
обработка почв, снегозадержание, повышение плодородия почв и т.п.);
б) лесомелиоративные почвозащитные мероприятий (посадка лесных полос и массивов);
В) гидромелиоративные почвозащитные сооружения (водозадерживающие, водонаправляющие, водосбросные);
4) применение альтернативного земледелия (полный или частичный отказ от синтетических удобрений, пестицидов, регуляторов роста, кормовых добавок и т.п.);
5) Рекультивация земель.
Слайд 79Задание на самостоятельную работу
1.Подготовить письменные ответы на вопросы:
-оценить и указать основные пути и технические решения по защите
атмосферного воздуха;
-оценить и указать основные пути и технические решения по защите воды;
-оценить и указать основные пути и технические решения по защите почвы.
2 .Подготовить устные ответы на вопросы:
-проблемы охраны растительности и пути их решения;
-проблемы охраны животного мира и пути их решения.
Литература для работы
1. Акимова Т.А.,Хаскин В.В. Эколог8ия: Учебник для вузов.- М.:ЮНИТИ, 1999.-455 с..
2.Гарин В.М. и др. Экология для технических вузов.- Ростов на Дону: Феникс,2001.-384 с.
Слайд 80Тематика докладов на сем.№2
1.ЭМИ, причины, последствия воздействия на персонал. Меры
защиты.
2.Проблема очистки сточных вод на ПогО
3.Проблема переработки ТБО
4.Организация экологического контроля
в Калининградской области
5. Организация экологического мониторинга в Калининградской области
