Основы природопользования

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вероятность глобального экологического кризиса как одна из острейших проблем земной цивилизации на современном этапе ее развития

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразное и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете.

Вызывает тревогу и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом, все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере .За последние сто лет развитие промышленности “одарило” нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это - результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:

промышленность

бытовые котельные

транспорт

Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.

К основным факторам, создающим угрозу безопасности Республики Беларусь в экологической сфере, относятся:

-радиоактивное загрязнение среды обитания вследствие аварии на Чернобыльской АЭС;

-наличие АЭС, захоронение ядерных отходов на территориях, сопредельных с Республикой Беларусь;

-стихийные бедствия (наводнения, засухи, ураганы, смерчи, землетрясения, магнитные бури и др.), а также чрезвычайные ситуации техногенного характера (аварии, взрывы, катастрофы и т.д.);

-функционирование на территории республики объектов повышенного риска (предприятий химической промышленности, нефтепроводов, газопроводов, продуктопроводов, захоронений высокотоксичных и радиоактивных отходов и др.) и их размещение вблизи жилых зон и систем жизнеобеспечения;

-выбросы, сбросы и отходы промышленного производства, приводящие к химическому, радиоактивному, механическому, тепловому, электромагнитному загрязнению атмосферы (литосферы, гидросферы);

-низкая технологическая надежность систем управления и обеспечения безопасности в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве и на транспорте;

-деградация земель и негативные изменения природных комплексов в районах крупномасштабной мелиорации земель;

-загрязнение и деградация лесных массивов;

-недостаток современных технологий промышленного и сельскохозяйственного производств, обеспечивающих экологически допустимую эксплуатацию, использование и воспроизводство природных ресурсов; износ технологического оборудования потенциально опасных объектов;

-экологически необеспеченные хранение (содержание), акклиматизация, реакклшлатизация, транспортировка, использование и захоронение микроорганизмов, животных и растений, оказывающих вредное воздействие на население и окружающую среду;

-низкий уровень экологической культуры; преобладание потребительской психологии по отношению к природе.

Жизненно важными интересами Республики Беларусь в экологической сфере являются:

-преодоление последствий аварии на Чернобыльской АЭС и других отрицательных воздействий на биосферу и среду обитания человека;

-создание условий безопасного проживания населения и защиты территорий от чрезвычайных ситуаций;

-сохранение биосферы и среды обитания человека в состоянии, обеспечивающем воспроизводство природных систем жизнеобеспечения и возобновляемых природных ресурсов;

-обеспечение рационального и экологически безопасного использования природных ресурсов (земельных, водных, климатических, недр, растительного и животного мира и др.);

-сохранение биологического и ландшафтного разнообразия на территории страны; экологизация экономики.

Глобальные проблемы связаны с решением ряда научных, технических, экономических и других вопросов, но, прежде всего это проблемы социальные. В условиях мира и научно-технической революции, осуществления стратегии устойчивого развития человеческой цивилизации не грозит гибель из-за перенаселения, недостатка ресурсов и загрязнения окружающей среды. Тысячелетиями человек жил, работал, развивался, но он и не подозревал, что, возможно, настанет день, когда станет трудно, а может и невозможно, дышать чистым воздухом, пить чистую воду, выращивать что-либо на земле, так как воздух загрязнен, вода отравлена, почва заражена радиацией или др. химическими веществами. Но многое изменилось с тех пор. И в нашем веке это вполне реальная угроза, и не многие люди осознают это. Такие люди владельцы крупных заводов, нефтегазодобывающей промышленности, думают только о себе, о своем кошельке. Они пренебрегают правилами безопасности, игнорируют требования экологической полиции, Гринписа, порой им бывает неохота или лень купить новые фильтры для промышленных стоков, газов, загрязняющих атмосферу.

2. В чем суть балльной оценки природных ресурсов как природно-ресурсного потенциала страны? Основной недостаток этой системы оценки

Стоимостная или денежная оценка природно-ресурсного потенциала региона, ее преимущества по сравнению с натуральной и балльной оценкой природных ресурсов.

Проблема экономической (денежной) оценки природных ресурсов -- одна из наиболее сложных и дискуссионных в современной науке. В СССР долгие годы считалось, что поскольку богатства природы в условиях социализма являются общенародной собственностью, не продаются и не покупаются, не включены в систему товарно-денежных отношений, то им и не нужна экономическая оценка. Кроме того, отсутствие каких- либо денежных оценок естественных запасов природы в Советском Союзе оправдывалось их кажущейся безграничностью. Однако бесплатность природных ресурсов, отсутствие учета природного фактора в результатах хозяйственной деятельности предприятий привели к низкой действенности принимаемых природоохранных актов, нерациональному природопользованию. С точки зрения каждого конкретного хозяйствующего субъекта экологические затраты -- дело невыгодное, или, как писал известный американский исследователь Б. Коммонер, "...улучшение окружающей среды -- это игра с нулевым результатом".

Основой становления рыночных отношений в природопользовании, эффективным рычагом его хозяйственного механизма должна стать экономическая оценка естественных ресурсов.

Так на действующих предприятиях при нерациональном использовании природных ресурсов учет экономической оценки приведет к увеличению производственных затрат, сокращению прибыли и, в конечном счете, скажется на фонде потребления.

В теоретических и прикладных изысканиях проблеме оценки ресурсов природы стали уделять внимание сравнительно недавно -- не более четырех с половиной -- пяти десятилетий назад. Первоначально на смену натуральным показателям количественных и качественных характеристик природных ресурсов (объемы запасов, продуктивность, мощность пластов, глубина залегания и т.п.) пришла балльная оценка (ее называли также технологической или производственной). Она направлена на сопоставление однородных природных ресурсов с точки зрения благоприятности их использования с той или иной целью. Ее показатели -- баллы, категории, степени, классы (леса I, II, ..., V класса бонитета; земли I, II, ..., X категории и т.п.). Технологическая оценка может иметь и словесное выражение: «ограниченно пригодно к использованию», «пригодно без ограничений», «непригодно к использованию».

Однако балльная оценка позволяет сравнить лишь одноименные виды ресурсов (различные по плодородию земли, месторождения полезных ископаемых одного вида и т.п.), но с ее помощью невозможно сопоставить ценность природных ресурсов с ценностью других средств производства или ценность разнотипных видов естественных ресурсов. Поэтому в ресурсооценочных работах все больше внимания стали уделять стоимостной, или собственно экономической, оценке.

3. Экологическое нормирование и оценка качества окружающей среды, его технологическая, научно-техническая и санитарно-гигиеническая составные части. Понятие о ПДК, ПДВ, ПДС и др

Объективно в процессе общественного развития человек не может не воздействовать на состояние окружающей среды. Так, он не может не извлекать минеральные ресурсы, не может не забирать воду и пока не может по экономическим и техническим соображениям не выбрасывать в природную среду загрязняющие вещества. Проблема заключается в том, чтобы при этом были установлены научно обоснованные пределы таких воздействий исходя из долгосрочных общественных интересов в сохранении количественных и качественных свойств и характеристик природы. Эта цель достигается с помощью экологического нормирований, что и определяет место экологических нормативов в механизме экологического права.

Под экологическим нормированием понимается установление уполномоченными государственными органами экологических нормативов в соответствии с требованиями законодательства.

Под качеством окружающей природной среды понимается степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов

В более широком смысле качество природной среды не ограничивается только степенью соответствия природных условий потребностям популяций , поскольку изменение качества одного элемента природной среды неизбежно нарушает природное равновесие и влечет за собой изменения других элементов биосферы. Так , изменение климатических характеристик атмосферы могут привести к ландшафтным изменениям ( опустыниванию , затоплению и др .).

Оценка качества окружающей среды проводится дифференцированно по ряду направлений , по которым анализируется качество воздушного бассейна , водной среды , почвенного слоя , продуктов питания и т. д .Понятие "нормативы качества окружающей среды" закреплено в Законе Республики Беларусь "Об охране окружающей среды" В соответствии со статьей 20 Закона нормативы качества окружающей среды устанавливаются на уровне, обеспечивающем экологическую безопасность, и применяются для оценки состояния окружающей среды и нормирования допустимого воздействия на нее.

К нормативам качества окружающей среды относятся:

нормативы предельно допустимых концентраций химических и иных веществ;

нормативы предельно допустимых физических воздействий;

нормативы предельно допустимых концентраций микроорганизмов;

иные нормативы качества окружающей среды.

В основу нормативов качества природной среды положены три показателя:

медицинский (пороговый уровень угрозы здоровью человека, его

генетической программе);

технологический (способность экономики обеспечить выполнение

установленных пределов воздействия на человека и условия его

жизнедеятельности);

научно-технический (способность технических средств обеспечить

контроль за соблюдением пределов воздействия по всем

параметрам).

Нормативы допустимых выбросов и сбросов химических и иных веществ - нормативы, которые установлены для юридических лиц и граждан, осуществляющих хозяйственную и иную деятельность, в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных и передвижных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Нормативы предельно допустимых концентраций [ПДК] химических и иных веществ - нормативы, установленные в соответствии с показателями

 предельно допустимого содержания химических и иных веществ в окружающей среде, несоблюдение которых может привести к вредному воздействию на нее.

К научно-техническим нормативам относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно-технических нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования. Научно-техническое нормирование предполагает введение ограничений деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей среды

Расчетным научно-техническим нормативом качества водной среды является предельно допустимый сброс (ПДС) - масса загрязняющего вещества, максимально допустимая к отведению от загрязнителя в установленном режиме в единицу времени.

4. Рациональные системы отопления зданий и сооружений. Повышение эффективности систем отопления

В хорошо изолированном ДНЭ многие источники бесплатного тепла существенно снижают тепловую потребность по сравнению с плохо изолированном домом. Количество этой бесплатной энергии может сильно колебаться на протяжении дня. Поэтому отопительная система должна быстро и точно реагировать на эти колебания, чтобы эффективно использовать бесплатную энергию. Подача тепла должна и регулироваться и, при отсутствии потребности в тепле - прекращаться. В интересах динамичного регулирования

общая масса отопительной системы должна быть как можно меньше по отношению к количеству отданного тепла. Хорошо зарекомендовали себя в плоские обогреватели с небольшим содержанием воды, конвекторы, или так называемые рамочные обогреватели.

Важное значение имеют специальные термовентили со встроенным приспособлением аналоговой регуляции Эффективны также системы воздушного отопления, комбинируемые с системами многократного использования воздушного тепла Не рекомендуется из-за инерции системы отопления полов, если они не связаны с использованием аккумулированной солнечной энергии. Отопительные системы должны быть хорошо продуманы на основании расчетов отопительной сети. С помощью предохранительных вентилей или дифференциального насоса нужно следить, чтобы регулирующие вентили не перегружались при малой потребности в тепле. Нельзя также отказываться от общей центральной регуляции отопления, которая уменьшает или увеличивает приток тепла в зависимости от смены дня и ночи, а также отключает систему при отсутствии потребности в тепле

Передача тепла. Критерием выбора для системы передачи тепла должно быть преимущественное потребление энергии и выброс вредных веществ на единицу произведенного необходимого тепла. Принимая во внимание малое теплопотребление односемейного ДНЭ, хорошим выбором с финансовой точки зрения является газ-комби-терм (отопление жилья с одновременным нагреванием воды). Газ-комби-терм является газовой колонкой с автоматическим регулированием мощности, которая греет воду в отопительной системе, поддерживающей заданную температуру в каждой комнате отдельно. Она же одновременно поддерживает горячей (60оС) воду в теплоизолированном баке для хозбытовых нужд. По желанию этот бак может быть соединен с солнечным коллектором, что окупается за несколько лет. Управляет работой всей системы блок автоматики.

Техника использования теплоты продуктов сгорания

Принимая во внимание сохранение первичной энергии и общую энергетическую нагрузку на окружающую среду можно признать наилучшим решением механизм использования теплоты продуктов сгорания. Большие капитальные вложения этой системы окупаются благодаря лучшему использованию энергии (для газа около 10%) и долгим циклом работы.

При большом количестве потребляемой энергии или при соединении нескольких домашних хозяйств возможно использовать теплоэлектроцентрали (тепло от дизельной, угольной либо газовой теплоэлектростанции). Это является наилучшим выходом при условии коротких коммуникаций.

В связи с возможностью рекуперации тепла воздуха рекомендуется использования воздушных отопительных систем вместо систем с панельными радиаторами и горячей водой. При этом объем воздуха, принесенного системой обмена, нагревается в заданном режиме. Хотя такие отопительные системы оказываются очень дорогими в сравнение с обычным паровым отоплением, они все же они имеют еще и такое преимущество, как интегрирование с системой вентиляции.

В одноквартирном доме коммуникации для горячей воды должны быть запланированы очень короткими, поскольку в таком случае можно реально сократить потери тепла. С помощью таймера необходимо также прекращать подачу тепла в периоды, когда потребности в тепле нет.

Получение горячей воды с помощью солнечной энергии. Для частичного домашнего хозяйства это является самой эффективной возможностью использования обновляемой энергии. Солнечные батареи могут обеспечить около 50% годовой потребности в горячей воде. Причем с мая по сентябрь они могут полностью обеспечивать эту потребность. При недостатке солнечного света данная система обеспечивает по крайне мере подогрев воды в верхней части теплообменника. Таким образом можно обеспечивать рациональное распределение энергии между системами. Все компоненты системы, такие, например, как коллекторные пластины, теплообменники, теплокоммуникации могут быть смонтированы в соответствии с потребностью и рационально соединены между собой. Установку можно провести своими силами и таким образом уменьшить общую стоимость.

Не рекомендуются системы отопления с использованием электроэнергии. Рефлекторные отопительные системы (например, электроаккумуляторное отопление) не могут быть рекомендованы с экологической точки зрения, так как использование первичной энергии и выбросы более чем в два раза превышают аналогичные показатели систем на горючем топливе. Электрические теплонасосы с точки зрения использования первичной энергии и выброса вредных веществ приблизительно настолько же эффективны, как и газовые отопительные системы. К тому же, электрические теплонасосы значительно дороже газовых систем.

экологический природный цивилизация

Контрольные задачи

Произведите экономическую оценку и анализ возможности получения дополнительной прибыли для энергосистемы, в которую входят 5 ТЭС.

Себестоимость тепло- и электроэнергии:

Сm = 32 р./Гкал;

Сэ =0,4 р./кВт·ч.

Цена отпускаемой тепло- и электроэнергии:

Цm = 70 р./Гкал;

Цэ = 1 р./кВт·ч.

Данные для расчета

Определим относительный коэффициент выброса (для каждого загрязняющего вещества):

Е = П / Ф = ?iAimi(1) / ?iAi(0) (1)

Где, П - максимальная допустимая концентрация;

Ф- фактическая концентрация;

Ai - относительная опасность выбросов;

mi - масса выбросов.

Е=8,233/6,318=1,303

Оценивается величина экономического коэффициента:

в случае невыполнения нормативов (Е > 1)

К = lg E - 1(2)

К = lg (1,303) - 1= -0,885

Подсчитаем прибыль энергосистемы:

Электроэнергия: Цэ- Сэ=1-0,4=0,6 руб./кВт·ч.,

Прибыль: Wэ* К =12,40*0,6= 7,44 млн.руб

Тепло: Цт- Ст=70-32=38 руб. /Гкал;

Прибыль: 2168*38=82384 руб.

По=7440000+82384= 7522384 руб.

Дополнительная прибыль составит:

П = По [(lg E + 1) - 1]= По (К-1) (3)

П = 7522384*(-0,885-1)= -14142081,92 руб.

Вывод: Возможность получения дополнительной прибыли для энергосистемы, в которую входят 5 ТЭС отсутствует. Эта Энергосистема убыточная.

Рассчитаем, до какой температуры нагреют его отходящие топочные газы, используя следующую формулу: (Объем нагреваемой воды равен 160 л.)

(1)

где - масса воды (равна объёму воды , л);

С - теплоёмкость воды = 4,19 кДж/кг или 1ккал;

tн , tкон - начальная и конечная температура воды, tн = 20°С.

- плотность воды, равна 1 кг/л;

- количество тепла, необходимое для испарения влаги из топлива;

- потери тепла при оптимальном поступлении воздуха.

В качестве твёрдого бытового топлива будем использовать дрова массой Gдров = 15 кг , теплотворность которых Qдров = 4500 ккал/кг , влажность топлива в помещении при температуре tокр.ср = 20°С составляет Wдров = 7 % , теплота испарения = 2 258 кДж/кг . Избыток воздуха = 10 % от теоретического.

Общее количество тепла при сгорании топлива:

Qобщ = Qдров · Gдров = 4 500 · 15 = 67 500 ккал. (2)

Рассчитаем количество влаги в топливе:

. (3)

Количество тепла необходимого для испарения влаги из топлива:

(4)

Потери тепла при оптимальном поступлении воздуха:

ккал. (5)

Тогда из уравнения выведем температуру, до которой нагреется заданный объём воды отходящими газами:

(6)

(7)

(8)

Ответ: до температуры 59°С.

Размещено на Allbest.ru