Экозащитная техника и технологии. Международное сотрудничество в области охраны природы. 6 лекция

1. Лекция 6 Экозащитная техника и технологии. Международное сотрудничество в области охраны природы

Экозащитная техника и
технологии. Международное
сотрудничество в области охраны
природы
Лекция 6
1. Загрязнение атмосферы. Тяжелые металлы и
диоксины как загрязнители среды
2. Очистка стоков и выбросов. Твердые
бытовые и промышленные отходы
3. Основные этапы развития международного
экологического сотрудничества

2.

Степень загрязненности воздуха
900
860
800
700
600
500
400
300
200
150
100
0
1
10
3
1
над
10
океаном
над
селами
над
над
городами заводами
Толщина загрязненного слоя
1,5-2 км, выбросы – 450 кг/км2 в год
Промышленность –
важнейший загрязнитель
но в крупных городах
60-70% загрязнения
воздуха дает транспорт

3. Важнейшие вещества, загрязняющие атмосферу:

• оксиды серы, углерода, азота,
• Cl2, NH3, H2S, O3,
• формальдегид,
• фенол,
• бенз(α)пирен,
• ХФУ,
• пыль, содержащая радиоактивные
вещества, тяжелые металлы, диоксины…

4.

Загрязнение атмосферы
• парниковый эффект,
• разрушение озонового слоя,
• кислотные дожди,
• усыхание лесов
• смог,
• заболевания дыхательных путей

5. Смог – это ядовитая смесь газов, дыма и тумана над городами

Лондонский тип
возникает зимой
при безветрии
и температурной инверсии
(повышенная температура в
более высоких слоях).
Загрязненный SO2 холодный
воздух не поднимается и не
рассеивается .
Расстройства кровообращения и
дыхания, даже смерть.
1952 г., Лондон - 4 тыс. чел.,
1962 г. Рур (ФРГ) – 156 чел.
Очистные сооружения на
производствах и в котельных
Лос-анджелесский или
фотохимический смог
возникает летом
при сильном солнце, безветрии и
насыщенности воздуха
выхлопом автомобилей.
Под действием света образуются
новые высокотоксичные
фотооксиданты (озон,
органические перекиси, нитриты)
Раздражение слизистых
оболочек глаз, легких,
желудочно-кишечного тракта.
1970г., Токио -пострадало 10
тыс.чел
автомобили снабжают
катализаторными приставками
для полного дожигания топлива

6.

Тяжелые металлы
ρ > 4,5 г/см3 (ρ - плотность)
жизненно
необходимые
для человека
(Zn, Fe, Mn, Cu, Cr, Ni)
токсичные
(Pb, Hg, Cd, As)

7. Схема биологического действия ионов меди (биогенный) и кадмия (небиогенный)

+
_

8. Биоаккумуляция (характерна для тяжелых металлов, диоксинов и некоторых др. поллютантов)

- накопление веществ в организмах
в более высокой концентрации,
чем в окружающей среде,
и увеличение этой
концентрации
при переходе на
каждый следующий
трофический
уровень
(при продвижении по
пищевым цепям)
Рыбоядные
птицы
Донные
моллюски
Планктон
х10 млн.
Вода
Х1 (Pb)
х4000
х300

9. Свинец

• поражает систему кроветворения, нервную
систему, печень, почки, вызывает слабость,
кишечные колики - сатурнизм.
• основной источник - этилированный бензин.
Тетраэтилсвинец (антидетонатор) дешево
повышает октановое число бензина. Из
выхлопа свинец оседает на растительность
и почву вдоль автострад.

10. Ртуть (Hg)

• Соединения ртути нейротоксичны,
поражают печень, почки. (При повышенном
содержании в крови у беременных женщин они приводят к
церебральному параличу и задержке развития у детей.)
• Болезнь Минамата (Япония, 1950-е годы)
• Применяется в производстве каустической
соды, бумаги, пластмасс,
в электротехнической промышленности,
для протравливания семян от болезней.

11. Кадмий (Cd)

• вытесняет Са из костей и Zn из некоторых
ферментов, кости размягчаются, возникает
нефрит (поражение почек), у детей
нарушается речь и т.д.
• Болезнь «итай-итай» - (Япония, 1940-60 – через
техногенное загрязнение рисовых полей)

12. Диоксины

• стойкие органические экотоксиканты(СОЭ)
• наиболее ядовитые из известных людям
веществ (ПДКа.в.5х10-10мг/м3, ПДКвод 2х10-8мг/л),
• канцерогены (вызывают рак),
• тератогены (уродства у зародыша),
• нарушают иммунитет,
• нарушают детородные функции
(импотенция, выкидыши),
• период полувыведения из организма- 1 год,
• период полураспада в почве 10-20 лет.

13. Диоксины образуются:

• в качестве побочного продукта при хлорировании
органики, (производство гербицида группы 2,4-Д),
• при сжигании несортированного мусора, то есть
смеси пластика и пищевых отходов (t = 200-400оС),
• при горении трансформаторов,
• при горении древесины с пропиткой,
• из этилированного бензина,
• при отбеливании хлором и хлорировании воды.
Главный пищевой источник диоксинов –
животные жиры:
• их концентрируют рыбы, особенно донные,
• коровы, пасущиеся на загрязненных участках,
• выделяются с грудным молоком (у работниц
загрязненных производств)

14.

Чтобы уменьшить загрязнение среды
применяют системы очистных
сооружений.
Очистка может производится
последовательно несколькими
способами.
Извлеченные загрязняющие вещества
повторная переработка захоронение

15. Завод по очистке сточных вод

16.

Схема очистки
сточных вод
в наших
городах

17. Основные виды очистки:

• Механическая – используются механические силы (силы тяжести,
центробежные и т.д.) и фильтры (механические, электростатические).
• Химическая – происходят химические реакции, окисляющие,
нейтрализующие или осаждающие вредные примеси и т.д.
• Физико-химическая – идут физико-химические реакции.
• Термическое обезвреживание – при помощи высоких и низких
температур.
• Биологическая – в искусственных экосистемах загрязнители
разлагаются редуцентами или всасываются микроорганизмами:
– бактерии (активный ил) разлагают органические вещества до СО2, NH3, NO3и т.д. в открытых емкостях (аэротенках), с аэрацией (продувкой воздуха).
Затем стоками поливают с/х культуры.
– бактерии разлагают органические вещества в закрытых емкостях без
доступа воздуха (метантенках) до метана, который используется как
бытовой газ.
– диатомовые водоросли накапливают и осаждают тяжелые металлы и
радионуклиды.

18. Очистка атмосферных выбросов

Очистка
атмосферных
выбросов
Механическая
(очистка от
пыли)
сухие пылеуловители,
(грубая очистка)
мокрые пылеуловители,
пористые фильтры,
электрофильтры
(от самых мелких частиц)
абсорбция
Физикохимическая
адсорбция
Термическое обезвреживание
Химическая
пылеосадительные
камеры, циклоны
скрубберы, промывные
башни
поглощение
жидкостями
поглощение активир.
углем, цеолитами,
селикагелем
сжигание
хемосорбция,
катализ
Биологическая аэробное окисление
биофильтры

19. Скрубберы

20. Очистка сточных вод

Очистка
сточных
вод
механическая
процеживание,
отстаивание,
фильтрование
решетки, сита, песколовки,
нефтеловушки, жироловки,
смололовушки,
гидроциклоны
нейтрализация
химическая
окисление
хлорирование,
озонирование
восстановление
коагуляция,
флокуляция,
флотация
физикохимическая
адсорбция
экстракция,
обратный осмос,
перегонка,
ректификация,
электролиз
термическое обезвреживание
аэробное
окисление,
биологическая
анаэробное
окисление
укрупнение и осаждение
примесей
всплывание с пузырьками
пены
поглощение активир. углем
и др. адсорбентами,
ионный обмен
выпаривание,
вымораживание, сжигание
аэротенки, биофильтры,
биологические пруды, поля
орошения, поля фильтрации
метантенки

21.

После использования вся промышленная
продукция становится мусором.
Средний горожанин выбрасывает мусора за год
в Москве 300-400 кг, в США 870 кг, в Японии - 250 кг

22. Способы утилизация мусора:

• Естественное разложение (бумага 2-10 лет,
консервные банки или фильтры от сигарет – 90-100 лет,
п/э пакеты >200, др. пластики >500, стекло >1000 лет);
• Биодеградабельные пластики на основе
крахмала и растительных масел
(разрушаются природными бактериями за полгода)
• Сжигание на открытых площадках (вредный
дым, ядовитые стоки)
• Мусоросжигательные заводы (очистка дыма
и использование тепла)
• Сухой пиролиз (превращение при высокой
температуре без доступа воздуха в топливо)

23. Способы утилизация мусора (продолжение):

• Захоронение в ямах, оврагах (загрязнение
грунтовых вод, неконтролируемый выход метана,
просадка грунта)
• Захоронение брикетированных
отходов на полигонах (герметичное дно,
сбор метана) и рекультивация территории
(разравнивание, засыпка плодородной землей,
озеленение)
• Вторичная переработка (раздельная) –
самый перспективный способ

24. Обезвреживание твердых промышленных отходов (в том числе утилизация осадков и шламов из очистных сооружений)

• очень сложная задача.
• многие токсичные отходы пока не удается
ни применить, ни обезвредить,
• их захоронение - серьезная проблема.
Например, ядерные отходы, содержащие плутоний239 с периодом полураспада 24 тыс. лет,
помещают в герметичные контейнеры и
захоранивают на большой глубине в толще
устойчивых горных пород.

25. Основные этапы развития международного экологического сотрудничества

1. Стокгольмская конференция ООН по
окружающей среде и развитию (1972)
– принята Стокгольмская Декларация,
определяющая стратегию мирового сообщества
– образован ЮНЕП – орган ООН по окружающей
среде (глобальный мониторинг, опустынивание,
деградация почв, уничтожение лесов, пресная
вода, загрязнение океана)
– 5 июня - всемирный день окружающей среды

26. 2. Генеральная ассамблея ООН приняла Всемирную Хартию Природы (ВХП) (1982)

Ее основные принципы:
–
Человечество - часть природы и ее основные
законы нарушать нельзя;
–
Нельзя подвергать опасности генетическую
основу жизни;
–
Должны сохраняться
–
все популяции;
типичные образцы всех экосистем,
среда обитания исчезающих видов;
Ресурсы следует использовать умеренно,
(нормирование, рециклинг)

27.

КОНФЕРЕНЦИЯ ООН ПО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И РАЗВИТИЮ
(Рио-де-Жанейро, 3-14 июня 1992 г.)
В Рио-де-Жанейро встретились представители
179 государств, 114 глав государств, представители
1600
неправительственных
организаций.
Бесспорно, это был самый впечатляющий форум
по экологии в XX в.
Открывая
конференцию,
Генеральный
секретарь ООН Бутрос Гали отметил: «Никогда
ранее в истории так много не зависело для вас
самих, для ваших детей, для ваших внуков, для
жизни во всем многообразии ее форм от того, что
вы делаете или не делаете».
Конференцией приняты:
юридически обязательные для исполнения
документы: - Конвенция о биологическом
разнообразия
- Рамочная конвенция об изменении климата
и юридически необязательные соглашения:
- Авторитетное заявление о принципах для достижения
глобального консенсуса в области рационального использования,
сохранения и устойчивого развития всех видов лесов
- Повестка дня на ХХ1 век
- Лесные принципы.

28.

В 2002 г. в Йоханнесбурге (ЮАР) состоялся
крупнейший Всемирный саммит по устойчивому
развитию «Рио + 10», на котором были подведены итоги
первого десятилетия движения мирового сообщества по
пути устойчивого развития.
Необходимость государственного регулирования в
области охраны окружающей среды и природопользования
связана
с
обострением
проблемы
экологической
безопасности. Процесс производственной деятельности, а
также личное потребление сопровождается значительными
выбросами
(различного
вида
загрязнения,
шумы,
излучения и т.п.) в окружающую среду (атмосферный
воздух, почва, водная среда).

29.

Конференция ООН по устойчивому развитию Рио+20
В 2012 году Организация Объединенных Наций организовало
Конференцию по устойчивому развитию, также известную под
названием «Рио-2012» или «Рио+20», которая прошла в Рио-деЖанейро (Бразилия).
Решение о месте проведения конференции 2012 года было принято на
основании резолюции Генеральной Ассамблеи ООН A/RES/64/236 от 24
декабря 2009 года. Саммит Рио-2012 прошел 20-22 июня 2012 года.
В этом году конференция отметила 20-летие своего существования.
Первая в истории Конференция ООН по окружающей среде и развитию —
Саммит Земли — проходила также в Рио-де-Жанейро в 1992 году.
Мероприятие организовано Департаментом ООН по экономическим и
социальным вопросам.

30. Важнейшие международные природоохранные организации при ООН:

• ЮНЕП – орган осуществляющий программу по
окружающей среде
• МСОП – межд. союз охраны природы (с 1990 г.
Всемирный). Издает Международную красную книгу
• ЮНЕСКО – организация по образованию, науке,
культуре
• ВОЗ – всемирная организация здравоохранения
• ФАО – организация по продовольствию и сельскому
хозяйству
• МАГАТЭ – международное агентство по атомной
энергетике (ядерная безопасность и защита среды)
• ВМО – Всемирная метеорологическая организация,
(климатические программы, озоновый слой,
загрязнение, мониторинг).

31. Выводы:

1. Загрязнение атмосферы пагубно влияет на
здоровье людей. Основным его виновником в
городах является автотранспорт.
2. Для сохранения среды применяют системы
очистных сооружений и вторичную
переработку отходов.
3. Необходимо сокращение выбросов в среду
стойких органических экотоксикантов (СОЭ диоксинов и полихлорбифенилов) и
неорганических экотоксикантов (тяжелых
металлов), подвергающих опасности
нынешнее и будущие поколения

32. Выводы:

1.
В 20 веке начался глобальный экологический кризис,
проявляющийся во многих экологических проблемах
(загрязнение среды, истощение ресурсов, парниковый
эффект, озоновые дыры, кислотные дожди, деградация
почв и т.д.).
2.
Для
решения
этих
проблем
необходимо
международное
сотрудничество,
осуществляемое
путем проведения конференций, подписания конвенций
и протоколов.
3.
На конференции в Рио-де-Жанейро сформулирована
концепция, которая показывает как обеспечить
одновременно устойчивое развитие всех стран и
сохранении окружающей среды.