Содержание
Введение
Глава 1. Новые технологии безотходного производства
Глава 2. Проблема энергосбережения
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Эколого-экономический аспект охраны природы стал формироваться относительно недавно и своим возникновением и развитием обусловлен бурным ростом производства и научно-технической революцией.
Первоначально охрана природы развивалась в основном как биологическая область знания, преследующая цель «охранять живую природу».
В период научно-технической революции, когда масштабы преобразовательной деятельности людей неизмеримо выросли, изменения природного равновесия стали сильно отражаться на развитии народного хозяйства (вследствие недостаточного учета экологического фактора), и проблема охраны природы приобрела также большое экономическое значение.
Современные темпы экономического развития обострили проблему ограниченности природных ресурсов, в связи, с чем возникла необходимость учета экологических требований к экономике.
Следует подчеркнуть, что само экономическое развитие внутренне противоречиво: с одной стороны, оно порождает ряд острых экологических проблем, а с другой - в самом экономическом развитии заложена основа для устранения этих противоречий.
Раскрыть природу этих противоречий - значит понять связь двух систем: общественного производства и окружающей среды.
При этом необходимо помнить, что в системе «экономика - среда» не может быть отдано предпочтение ни экономике перед окружающей средой, ни окружающей среде перед экономикой.
Необходимо обеспечить такое взаимодействие, при котором высокие темпы расширенного воспроизводства, экономического роста и повышения народного благосостояния сочетались бы не только с сохранением, но и непрерывным улучшением и развитием как отдельных компонентов, так и всей окружающей среды.
Цель работы - исследование современных технологий в экологии.
Глава 1. Новые технологии безотходного производства
Современная технико-технологическая база промышленности не позволяет осуществить на промышленных предприятиях глубокую очистку воздуха и воды в виду исключительной дороговизны этих мероприятий. Разработка новых технологических процессов, на основе которых может быть создано безотходное производство, обеспечит не только высокие технико-экономические показатели, но и комплексное использование природных ресурсов. Однако по техническим и экономическим причинам переход к безотходной технологии сразу осуществить невозможно.
Реальный путь экологизации технологии - это постепенный переход сначала к малоотходным, а затем - к безотходным замкнутым циклам. Тем самым могут быть достигнуты рациональное природопользование и охрана окружающей среды.
Понятие «полностью безотходная технология» условное, так как ни одно производство невозможно без отходов. Даже природные круговые процессы сопровождаются образованием отходов. Малоотходные и безотходные технологические процессы и системы должны функционировать таким образом, чтобы не нарушать естественного хода процессов, протекающих в природе.
все производственные процессы должны осуществляться при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом из них образуются отходы и теряется сырье;
технологические процессы должны быть непрерывными, что позволяет наиболее эффективно использовать сырье и энергию;
единичная мощность технологического оборудования должна быть оптимальной, что соответствует максимальному коэффициенту полезного действия и минимальным потерям;
при разработке нового технологического оборудования необходимо предусматривать широкое использование автоматических систем на базе компьютерной техники, обеспечивающих оптимальное ведение технологических процессов с минимальным выходом вредных веществ;
выделяющаяся в различных технологических процессах теплота должна быть полезно использована, что позволит сэкономить энергоресурсы, сырье и снизят тепловую нагрузку на окружающую среду.
С учетом этих общих рекомендаций можно определить основные направления в совершенствовании малоотходных технологий для отраслей промышленности, наносящих урон окружающей среде.
Так, в энергетике необходимо шире использовать новые методы сжигания твердого топлива, например в кипящем слое, а также оборудования, в частности горелок, с низким выходом вредных веществ, что способствует снижению содержания вредных веществ в отходящих газах; разрабатывать эффективные системы очистки этих газов от пыли и оксидов серы и азота; применять экологически чистые источники энергии термальных вод, солнечную энергию, ветра, воды.
В черной и цветной металлургии необходимо внедрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное и рациональное использование рудничного сырья:
вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производств, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточными водами;
использование отвальных твердых отходов горного и обогатительного производства в качестве строительных материалов, дорожных покрытий и т. д. вместо специально добываемых минеральных ресурсов;
использование ресурсосберегающих процессов, позволяющих интенсифицировать процесс переработки сырья, уменьшить расход энергоносителей, снизить объем отходящих газов и вредную нагрузку на окружающую среду;
резкое сокращение расхода свежей воды и уменьшение количества сточных вод путем дальнейшего развития и внедрения безводных технологических процессов и бессточных систем водоснабжения;
разработка и широкое внедрение на металлургических предприятиях высокоэффективного очистного оборудования.
Для каждого предприятия, в зависимости от особенностей его отходов, проектируются свои очистные сооружения. Чаще всего используют следующие приемы очистки.
Механическая очистка. Жидкие стоки отстаивают, при этом оседают твердые частицы. Кроме того, применяют песчаные и песчано-гравийные фильтры, задерживающие более легкие взвешенные частицы, не осевшие в отстойниках.
В некоторых случаях применяют и центрифугирование, при котором загрязняющие вещества извлекаются в гигантских сепараторах. Механически отделяют нефтепродукты, которые всплывают на поверхность в отстойнике. Для очистки газовых выбросов предприятия используют специальные пылеосадочные камеры и центрифуги (циклоны), матерчатые фильтры.
Химическая очистка. На стоки воздействуют химическими веществами, переводя растворимые соединения в нерастворимые. Так, от кислот очищают добавлением щелочи, а от щелочей, наоборот, добавлением кислот. Установки для очистки газообразных выбросов очень дороги.
Для того, чтобы уменьшить выбросы оксида и сероводорода, применяют щелочной дождь, через который пропускают насыщенные газами выбросы, в результате получают соль и воду. В качестве поглотителей-фильтров используют также специальные адсорбенты: активированный уголь, алюмогель, силикагель, смолы-иониты.
Физико-химическая очистка. При этой очистке электролизом превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы, кислоты и другие неорганические соединения. Для выделения наиболее опасных или ценных загрязнителей, которые используют для дальнейшей переработки, применяют ионообменные смолы, как губки впитывающие эти вещества.
Применяют также огневые методы очистки: распыленные стоки впрыскивают в пламя больших горелок. Этот способ дорог, но позволяет «расколоть» даже ядовитые соединения, не поддающиеся прочим химическим или биологическим способам очистки. Например, огневым методом разлагают диоксиды - очень ядовитые вещества, которыми загрязнены воды и почвы в некоторых городах России. Огневой метод применяют и при переработке бытовых отходов.
Методы биологической очистки исключительно важны, так как значительная часть загрязнителей, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь электролизом, - это растворенные в воде органические вещества.
Самые распространенные загрязнения - химические. Существует три основных способа уменьшения вреда от них.
Разбавление. Даже очищенные стоки необходимо разбавлять в 10 раз (а неочищенные - в 100-200 раз). На предприятиях сооружают высокие трубы, чтобы выбрасываемые газы и пыль рассеивались равномерно. Разбавление - малоэффективный способ уменьшения вреда от загрязнения, допустимый лишь как временная мера.
Очистка. Это основной способ уменьшения выбросов вредных веществ в окружающую среду в России сегодня. Однако в результате очистки образуется много концентрированных жидких и твердых отходов, которые также приходится хранить.
Замена старых технологий новыми - малоотходными. За счет более глубокой переработки удается снизить количество вредных выбросов в десятки раз. Отходы от одного производства становятся сырьем для другого (например, из сернистого газа, выбрасываемого ТЭЦ, производят серную кислоту).
Чтобы заинтересовать предприятия в уменьшении выбросов в окружающую среду, разрабатывают специальные экономические механизмы. Каждое предприятие получает разрешение на выброс определенного количества отходов и оплачивает нанесенный природе ущерб, а за дополнительное загрязнение плата взимается в десятикратном размере.
За загрязнение среды к их виновникам - предприятиям и их руководителям - в случаях особо опасных загрязнений могут быть применены как экономические, так и уголовные санкции. Для оценки величины платы за загрязнение и штрафов за превышение допущенной нормы выброса загрязняющих веществ в воду и атмосферу или их попадания в почву и продукты питания введена классификация загрязняющих веществ по вредности.
Все вещества разделены на 4 класса. К первому классу относят самые опасные вещества, например, соединения ртути, ко второму - хлор, к третьему - оксиды азота и серы, к четвертому - оксид и диоксид углерода.
Общее количество выбросов в атмосферу или общий объем сточных вод недостаточно характеризует вред, наносимый предприятием природе, ведь ущерб, наносимый веществами первого класса вредности, в тысячи раз больше, чем от веществ четвертого класса. Соответственно в сотни и тысячи раз различаются и размеры штрафов за превышение допустимой нормы выброса.
Уровень загрязнения среды в России еще очень высок, и экологически неблагоприятная обстановка, опасная для здоровья населения, сложилась почти в 100 городах страны.
Глава 2. Проблема энергосбережения
энергия способ загрязнение очистка
Наряду с поиском экологически безопасных неисчерпаемых источников энергии, важнейшим принципом будущей экологической политики в энергетике станет энергосбережение. Энергию нужно экономить, выбирая наиболее энергоемкие технологические схемы производства. Например, при современных способах выплавки стали в конверторах расходуется в 2 раза меньше энергии, чем в обычных для наших металлургических комбинатов мартеновских печах.
Значительной экономии энергии можно добиться, если перерабатывать металлолом на месте в дуговых электрических печах разной мощности без его транспортировки на металлургические комбинаты.
Большие резервы энергосбережения есть на транспорте. Автомобиль при более совершенной системе сжигания горючего в двигателе и при добавлении в топливо специальных веществ (присадок), улучшающих его сжигание, может тратить горючего в 2 раза меньше. Возможны самолеты, теплоходы и электровозы с более высоким коэффициентом полезного действия.
Огромное количество энергии понапрасну тратится в сельском хозяйстве, где можно выращивать высокие урожаи и получать мясо и молоко с меньшими затратами горючего, удобрений, пестицидов и т. д.
Много энергии можно сэкономить в быту. Так, флюоресцентная лампа мощностью в 18 Вт дает столько же света, сколько лампа накаливания в 75 Вт. Замена ими ламп накаливания позволит сократить потребление электроэнергии примерно в 4 раза. Кроме того, новые лампы в 7 раз долговечнее, чем старые, что позволит экономить и ресурсы. В 4 раза менее энергоемки холодильники нового поколения. Теплоизоляция стен даже в самых холодных районах позволяет резко сократить расходы энергии на обогрев жилья. Вместо печей будет достаточно одного небольшого электронагревателя. Имеется принципиальная возможность сократить расход электроэнергии при использовании телевизоров и т. д.
В особенности велики резервы энергосбережения в России, так как сегодня ее отрасли хозяйства и бытовое оборудование значительно более энергоемкие, чем в развитых странах.
Несмотря на меры по энергосбережению, общий объём потребления углеводородных ресурсов не снижается, а продолжает расти. Совершенно ясно, что только мерами по экономии энергии проблему исчерпания ресурсов решить невозможно, и необходим переход к другим источникам энергии.
В качестве альтернативных способов получения энергии можно рассматривать:
атомную энергетику.
Первый путь, безусловно, предпочтительнее с точки зрения безопасности и минимизации загрязнения природной среды. Он может реализоваться на основе нескольких технологий:
гидроэнергетика, использующая энергию падающей воды;
ветроэнергетические установки;
гелиоэнергетика, использующая солнечные печи для получения высокотемпературного тепла и водонагреватели для отопления и бытовых нужд, а также прямое преобразование солнечного излучения в электрический ток с помощью полупроводниковых солнечных батарей;
переработка растительной биомассы в органическое топливо.
Гидроэнергетика уже сейчас занимает заметное место в производстве электроэнергии (до 25 %). Она обеспечивает 100 % потребления энергии в Норвегии и около 75 % в Швейцарии, Австрии и Канаде. Гидроэлектростанции надёжны и имеют большой срок службы. Они не загрязняют атмосферу и позволяют накапливать паводковые воды для орошения. Во многих странах значительная часть гидроэнергетических ресурсов уже освоена, и подходящих створов для плотин осталось мало. Тем не менее «запас» гидроэнергетических ресурсов ещё далеко не исчерпан, особенно на равнинных реках.
Энергия ветра используется человеком с незапамятных времён. В настоящее время во многих странах разрабатываются и используются современные ветровые турбины, которые могут эффективно работать при скоростях ветра от 6 до 10 м/с.
Наряду с бытовыми гелиоэнергетическими системами, получившими уже значительное распространение в богатых регионах с солнечным и жарким климатом, в этих регионах уже построен целый ряд промышленных предприятий, работающих на солнечной энергии. Основной принципиальный недостаток гелиоэнергетики - зависимость от уровня инсоляции, которая распределяется по поверхности Земли весьма неравномерно.