УМК Введение в специальность

13EMBED MSDraw1415


































МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»




Р.Я. Дыганова,
Р.Р. Ситдикова,
Е.С. Егорова,
Н.В. Юманова





Учебно-методический комплекс по курсу
«Введение в специальность: Инженерная защита окружающей среды»












Казань 2013 13EMBED MSDraw1415
К Г Э У

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»




УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УМР
__________В.А. Дыганов
«___» _________ 20___ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Б.3.В.1 «Введение в специальность»





(указывается индекс и наименование дисциплины согласно учебному плану в соответствии с ФГОС ВПО)


280700.62 «Техносферная безопасность»



Направление подготовки
(указывается код и наименование)
«Инженерная защита окружающей среды»


Профиль подготовки


бакалавр

Квалификация (степень) выпускника


очная

Форма обучения
(очная, очно-заочная, заочная)



г. Казань
2013
Цели и задачи освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины является формирование у студентов представления о выбранной специальности, о специфике отрасли и ее значении в экономике страны, о ее проблемах и перспективах, об объектах будущей профессиональной деятельности, а также ознакомление студентов с необходимыми знаниями и умениями по выбранной профессии. В задачи курса входит изучение студентами современных экологических проблем общества и окружающей среды и роли инженера-эколога в их решении; ознакомление с необходимыми качествами и характеристиками инженера-эколога; ознакомление с работой инженеров-экологов на действующих предприятиях, с основными направлениями научных исследований по соответствующим темам курса.

Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Введение в специальность» относится к профессиональному циклу дисциплин профиля «Инженерная защита окружающей среды», направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» служит общепрофессиональной подготовке студентов и создает теоретическую базу для изучения последующих специальных дисциплин.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины «Введение в специальность» обучающийся должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями:
владением культурой безопасности и риск-ориентированным
мышлением, при котором вопросы безопасности и сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов в жизни и деятельности (ОК-7);
способностью работать самостоятельно (ОК-8);
способностью ориентироваться в перспективах развития техники и
технологии защиты человека и природной среды от опасностей техногенного и природного характера (ПК-1);
способностью разрабатывать и использовать графическую
документацию (ПК-2);
способностью оценивать риск и определять меры по обеспечению
безопасности разрабатываемой техники (ПК-4);
Готовностью к выполнению профессиональных функций при работе в
коллективе (ПК-10);

В результате освоения дисциплины "Введение в специальность"
обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:
1. Знать:
- основные техносферные опасности, их свойства и характеристики , характер воздействия вредных и опасных факторов на человека и природную среду, методы защиты от них (ОК-7);
- специфику и механизм токсического действия вредных веществ, энергетического воздействия и комбинированного действия антропогенных факторов (ОК-8);
- научные и организационные основы безопасности производственных процессов и устойчивости производств в чрезвычайных ситуациях (ОК-7).

2. Уметь:
- использовать нормативно-правовые документы в своей профессиональной деятельности (ПК-4);
- применять действующие стандарты, положения и инструкции по оформлению технической документации (ПК-1);
- пользоваться основными средствами контроля качества среды обитания (ПК-4);
- применять методы анализа взаимодействия человека и его деятельности со средой обитания (ПК-10);
- проводить гидромеханические и тепломассообменные расчеты аппаратов и процессов в биосфере (ПК-1).

3. Владеть:
- законодательными и правовыми актами в области безопасности и охраны окружающей среды, требованиями к безопасности технических регламентов ( ПК-1);
- способами и технологиями защиты в чрезвычайных ситуациях (ПК-4);
- понятийно-терминологическим аппаратом в области безопасности (ПК-1);
- методами обеспечения безопасности среды обитания (ПК-4);
- методами определения точности измерений (ПК-2);
- навыками измерения уровней опасностей на производстве и в окружающей среде, используя современную измерительную технику (ПК-10);
- методами оценки экологической ситуации (ПК-4);
- методами математического моделирования надежности и безопасности работы отдельных звеньев реальных технических систем и технических объектов в целом (ПК-10).



Структура и содержание дисциплины «Введение в специальность»
Общая трудоемкость дисциплин составляет 3 зачетных единиц, 108 часов.




Структура дисциплины

Вид учебной работы
Всего
часов
Семестры



4





ОБЩАЯ ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ
108
108





АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
54
54





Лекции
18
18





Практические занятия (ПЗ)
36
36





Семинары (С)







Лабораторные работы (ЛР)







и(или) другие виды аудиторных занятий







САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
54
54





Курсовой проект (работа)







Расчетно-графические работы







Реферат







Контрольная работа







ВИД ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ (ЗАЧЕТ, ЭКЗАМЕН)
З
З






3.2. Разделы дисциплины и виды занятий

п/п
Раздел
Дисциплины
Всего часов на раздел
Семестр
Неделя семестра
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость
(в часах)
Формы текущего контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)






Лк
ПЗ
ЛР
Самост.
работа


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

1
Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога
8
4
1,2
2

2

4
Тест

2
Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога
10
4
3,4
2
4


4
Контрольная работа

3
Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием
10
4
5,6
2
4

4
Контрольная работа

4
Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС
14
4
7,8
2
4

8
Тест

5
Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды.
10
4
9,10
2


4

4
Тест

6
Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога
16
4
11,12
2


6

8
Тест

7
Перспективные способы переработки отходов различных отраслей
14
4
13,14
2


4

8
Тест

8
Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды

12
4
15, 16
2



2

8
Презентация

9
Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем ОС и обеспечении устойчивого развития общества
14
4
17,18
2
6

6
Презентация


Итого:
108


18
36
-
54



3.3. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1 Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога
Объект и предмет курса «Введение в специальность «Техносферная безопасность»», его цели, задачи и практическая направленность – изучение аспектов профессиональной деятельности инженера-эколога. Требования к подготовке специалистов, способных самостоятельно и ответственно принимать технические, экономические и социальные решения, неразрушающих природную среду. Роль инженерной экологии в разработке и совершенствовании инженерно-технических средств, позволяющих снизить техногенную нагрузку на окружающую среду. Основные направления подготовки специалистов, способных действовать в современной ситуации. Обучение способам и технологиям восстановления нарушенного экологического равновесия в биосфере (изменение окружающего мира). Формирование у будущего специалиста готовность внедрять экологически безопасные технологии и стремление принимать личное участие в природоохранной деятельности (изменение личности). Подготовка инженеров-экологов, владеющих способами защиты окружающей среды и возможностью их использования в зависимости от природы и количества загрязнителя.

2. Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога
Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога: глобальные проблемы окружающей среды и проблема обеспечения устойчивого развития и безопасности общества; современные политические и социально-экономические отношения; система глобализации общества и экономики; специфичность профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля и ее отличие от профессиональной деятельности специалистов других категорий; востребованность специалистов инженерно-экологического профиля обществом; основные требования, предъявляемые обществом к инженеру-экологу как компетентному специалисту в решении социальных задач. Единство и взаимозависимость влияния человека, промышленного производства и окружающей среды. Содержание профессиональной деятельности инженера-эколога в различных условиях: при создании нового промышленного производства; в условиях существования определенного отходного и безотходного промышленного производства. Обобщенный алгоритм комплексного решения инженером-экологом профессиональных задач: мониторинг состояния окружающей среды; проектирование мероприятий по защите окружающей среды; реализация мероприятий по защите окружающей среды. Профессионально значимые виды деятельности инженера-эколога: исследовательская; проектно-конструкторская; производственно-технологическая; организационно-управленческая; социально-коммуникативная деятельность. Профессиональные функции инженера-эколога: исполнительские, императивные, самостоятельные, альтернативные. Принципы профессиональной деятельности инженера-эколога: экологического самосознания; конкурентоспособности; коммуникативности; профессиональной мотивированности; комплексного исследования экологической проблемы.

Раздел 3. Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием
Законодательные нормы в экологизации продукции и услуг. Экологические требования для предупреждения вреда окружающей среде, здоровью и генетическому фонду человека, устанавливаемые в стандартах на новую технику, технологии, материалы, вещества и другую продукцию, способную оказать вредное воздействие на окружающую природную среду. Обеспечение соблюдения нормативов предельно допустимых воздействий на окружающую природную среду в процессе производства, хранения, транспортировки и использования продукции. Повышение экологических требований потребителей, предпочитающих экологически чистую продукцию. Соблюдение требований экологической безопасности как неотъемлемое условие конкурентоспособной продукции. Экологические требования в стандартах по системам качества. Цель и основные этапы оценки экологичности продукции. Основные критерии оценки экологичности продукции. Выявление свойств продукции, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду, его виды, характер и направления. Свойства экологичности, характеризующие способность продукции оказывать химическое воздействие на окружающую среду. Свойства экологичности, характеризующие способность продукции оказывать физическое воздействие на окружающую среду. Свойства продукции, связанные с механическими колебаниями и различного рода излучением. Свойства экологичности, характеризующие способность продукции оказывать микробиологическое воздействие на окружающую среду. Внедрение систем управления охраной окружающей среды на отечественных предприятиях. Стандарты ИСО серии 14000, разработанные Международной организацией по стандартизации в соответствии с требованиями ООН относительно охраны окружающей среды и принятые в качестве национальных стандартов России. Экологические аспекты в системах управления охраной окружающей среды в стандартах ГОСТ Р ИСО 1001-98 и ГОСТ Р ИСО 14004-98 . Сертификация систем управления охраной окружающей среды на соответствие стандарту ГОСТ Р ИСО 14001-98. Практические методы управления качеством окружающей среды, предполагающие административное регулирование, систему экономических стимулов и формирование рыночных отношений в сфере природопользования.

Раздел 4. Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС
Освоение экологически безопасных способов природопользования. Предотвращение ущерба от загрязнения окружающей среды совершенствованием технологий, предусматривающих суммарное снижение материало-, энерго- и природоемкости производства. Анализ технических средств защиты воздушной и водной среды и способов их применения. Аспекты эколого-экономического образования в природоохранной подготовке инженеров в вузах. Ресурсное природопользование, ориентированное на изучение экологических проблем, связанных с выявлением природных ресурсов, переработкой, потреблением и возвращением их в природу. Территориальное природопользование с определением природоресурсного потенциала территории, степени и особенности его освоения. Отраслевое природопользование с обсуждением комплекса проблем энергетики, развития традиционной и альтернативной энергетики.

Раздел 5. Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды
Необходимость контроля загрязнений, являющихся результатом антропогенного воздействия, компетентными специалистами, владеющими знаниями в области инженерной экологии, технологий, экономики производства и предпринимательства. Необходимые аспекты природоохранной деятельности- использование данных химических и биологических анализов воздуха, воды, почвы для осуществления правильного подхода к решению эколого-экономических проблем в технополисе. Региональная загрязненность-загрязненность воздуха нижних слоев тропосферы на обширных территориях. Глобальная загрязненность-общая загрязненность атмосферы как единого целого. Основные категории источников загрязнения водных ресурсов в зависимости от происхождения: загрязнения от промышленного производства (различные органические и неорганические вещества, нефтепродукты, радиоактивные вещества); загрязнения от сельскохозяйственного производства (искусственными удобрениями, пестицидами, сточной водой, продуктами эрозии); загрязнения от поселений человека (твердыми и жидкими отбросами, нерациональной и некомпетентной деятельностью). Угроза для поверхностных и подземных вод аварийных сбросов. Загрязнение почвы как результат некомпетентной административно-хозяйственной деятельности. Проблема твердых отходов, изымающих все больше плодородных земель, и в значительной степени способствующих деградации почвы. Предотвращение возможных вредных последствий, связанных с биохимическими процессами превращения, рассеивания, трансформации и аккумуляции удобрений и пестицидов. Орошение земель с нарушениями технологии в комплексе с неоправданными гидротехническими сооружениями, ведущее к засолению почв и изъятий полезных земель.

Раздел 6. Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога
Готовность будущих специалистов технического профиля решать проблемы региона с позиций устойчивого развития. Разработка и принятие программ по экологической безопасности как признание на государственном уровне наличия экологических и экономических проблем в регионе и необходимости их комплексного решения. Виды территорий с экологически опасными ситуациями и механизмы присвоения им статуса специальных зон. Комплексная программа охраны окружающей среды города. Специфические особенности городской среды, характеризующейся экстремальными условиями за счет переуплотнения производственных и энергетических объектов. Комплексная экологизация производства как внедрение зколого-экономически совершенной техники и технологии, малоотходных и безотходных технологий. Экологизация технологических схем водообеспечения на промышленных объектах. Создание соответствующих форм организации территориально-производственных комплексов с замкнутыми производственными циклами и отлаженными межотраслевыми и отраслевыми хозяйственными связями. Интенсивное воздействие на среду как в результате деятельности самих производств, так и от деятельности сырьевой базы и последующего использования отходов. Сравнительная экологическая оценка объектов теплоэнергетики, электроэнергетики, АЭС, ГЭС, нетрадиционной энергетики. Задачи инженеров-экологов в нефтехимической отрасли по наиболее полному использованию отходов, минимизации и предотвращению сбросов, выбросов вредных веществ, эффективной защиты окружающей среды. Отходоемкость, ресурсоемкость, резервы интенсификации производства в агропромышленном комплексе.

Раздел 7. Перспективные способы переработки отходов различных отраслей
Проблема переработки органических отходов. Актуальные аспекты утилизации органических отходов с использованием методов биоконверсии в проблеме охраны окружающей  среды. Современные биогазовые технологии – перспективный метод решения проблем агропромышленного комплекса. Анаэробная переработка отходов животноводства и растениеводства приводит к минерализации основных компонентов удобрений. Обеззараживание отходов животноводства и растениеводства. Производство топливного биогаза, биометана и электроэнергии. Классификация отходов. Отходы производства. Отходы потребления. Промышленные отходы. Бытовые отходы. Радиоактивные отходы. Возможные направления использования отходов производства. Утилизация промышленных отходов. Методы технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых бытовых отходов. Источники углеродсодержащих отходов. Методы утилизации углеродсодержащих отходов. Технологии утилизации углеродсодержаших отходов. Технологии, основанные на химических методах обезвреживания. Технологии биологического обезвреживания. Технологии основанные на электрохимических методах.

Раздел 8. Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды
Международное сотрудничество в охране окружающей среды. Международно-правовой механизм охраны окружающей среды. Основные принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Международные организации в области охраны окружающей среды. Международные правовые средства охраны атмосферы земли, околоземного и космического пространства, природа Мирового океана, животного и растительного мира, окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами. Международно-правовая охрана атмосферы и земли, околоземного и космического пространства. Международно-правовая охрана мирового океана. Международно-правовая охрана животного и растительного мира. Международно-правовая охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами.

Раздел 9. Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем окружающей среды и обеспечении устойчивого развития общества
Понятие «глобальная экологическая проблема». Основные методы и способы решения глобальных экологических проблем. Роль инженера-эколога в решении глобальных экологических проблем. Экологическая составляющая концепции устойчивого развития.

3.4. Практические (семинарские) занятия

п/п
Тема практических (семинарских) занятий
Семестр
Номер раздела
лекционного
курса
Продол-житель-ность
(часов)

1
2
3
4
5

1.
Расчет ПДВ. Оценка рассеивания примеси
4
1
2

2.
Выбор оптимального топлива на основе расчета количества загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферный воздух
4
2
2

3.
Расчет эффективности очистки сточных вод
4
2
2

4.
Оценка ущербов от загрязнения водоемов
4
3
2

5.
Оценка ущербов от загрязнения атмосферы котельными предприятий
4
3
2

6.
Понятие о техноценозе, расчет параметров сбалансированного техноценоза
4
4
2

7.
Гидрогеологическое обоснование границ ЗСО
4
4
2

8.
Расчет выбросов тяжелых металлов в атмосферу и максимальной приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одного источника.
4
5
2

9.
Расчет загрязнения атмосферы при сжигании твердого и газообразного топлива
4
5
2

10.
Влияние электромагнитных полей на природные экосистемы. Расчет частот электромагнитного поля используемых в производственных условиях
4
6
4

11.
Материальный баланс веществ при сжигании основных видов топлива
4
6
2

12.
Экспертная оценка планирования природоохранных мероприятий
4
7
2

13.
Расчет биоэнергетических установок
4
7
2

14.
Фильм «Международные организации по охране окружающей среды»
4
8
2

15.
Методика расчета ПДС для конкретного предприятия
4
9
2

16.
Фильм «Глобальные экологические проблемы» часть 1
4
9
2

17.
Фильм «Глобальные экологические проблемы» часть 2
4
9
2


Итого:


36














3.5. Разделы дисциплины и связь с формируемыми компетенциями

п/п
Раздел дисциплины, участвующий в формировании компетенций
Часов на раздел
Компетенции
Количество компетенций




ОК-7
ОК-8
ПК-1
ПК-2
ПК-4
ПК-10


1
Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога
8
З



У

2

2
Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога
10

З
У

В

3

3
Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием
10
З



У,В
У,В
3

4
Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС
14

З

В
У,В

3

5
Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды.
10
З

З,У,В


У,В
3

6
Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога
16

З
У,В
В
У,В

4

7
Перспективные способы переработки отходов различных отраслей
14
З

У,В
В

У,В
4

8
Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды

12
З

У,В


У
3

9
Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем ОС и обеспечении устойчивого развития общества
14


У,В
В
У,В
У,В
4


(Сумма компетенций, сформированных каждым разделом, соотнесенная с часами на изучение данного раздела, позволяет
оценить реальность формирования компетенций и скорректировать распределение часов отведенных на разделы).
Условные обозначения: З – знать,
У – уметь,
В – владеть.





Образовательные технологии
__________________________________________________________________
(Указываются образовательные технологии, используемые при реализации различных видов учебной работы, в том числе интерактивные формы проведения занятий.
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки реализация компетентностного подхода должна предусматривать широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий (компьютерных симуляций, деловых и ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, психологические и иные тренинги) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В рамках учебных курсов должны быть предусмотрены встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.
Примеры оценочных средств для текущего контроля и промежуточной аттестации: коллоквиум, зачет, экзамен, тесты, контрольные работы, типовые задания, расчетно-графические работы, эссе, рефераты, курсовые работы, курсовые проекты, отчеты по практикам, НИРС и др).


п/п
Раздел
дисциплины
Компетенции
Образовательные технологии
Оценочные средства

1
2
3
4
5

1
Актуальность профессиональной деятельности инженера-эколога
ОК-7, ПК-4
Лекция-визуализация
Тест

2
Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога
ОК-8; ПК-1; ПК-4
Проблемная лекция
Контрольная работа

3
Роль инженера-эколога в обеспечении экологической безопасности в системах управления предприятием
ОК-7; ПК-4; ПК-10
Лекция-визуализация.
Контрольная работа

4
Роль инженера-эколога на предприятиях по предотвращению загрязнения ОС
ОК-8; ПК-2; ПК-4
Проблемная лекция
Тест

5
Роль инженера-эколога в контроле загрязненности окружающей среды.
ОК-7; ПК-1; ПК-10
Лекция-визуализация
Тест

6
Эколого-экономические аспекты природопользования в деятельности инженера-эколога
ОК-8; ПК-1; ПК-2; ПК-4
Лекция-визуализация
Тест

7
Перспективные способы переработки отходов различных отраслей
ОК-7; ПК-1; ПК-2; ПК-10
Лекция-визуализация
Тест

8
Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды
ОК-7; ПК-1; ПК-10
Лекция-визуализация (просмотр учебного фильма)
Контрольная работа

9
Роль инженера-эколога в решении глобальных проблем ОС и обеспечении устойчивого развития общества
ПК-1; ПК-2; ПК-4; ПК-10
Лекция-визуализация (просмотр учебного фильма)
Контрольная работа



Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
5.1. Тематика рефератов, расчетно-графических работ, курсовых проектов (работ)
Лекционные занятия проводятся в форме лекций-визуализаций (с использованием презентаций), проблемных лекций.
Практические занятия проводятся в формах:
- решения практических задач;
- просмотр учебных фильмов с последующим обсуждением;
- разбор конкретных ситуаций;
Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам.
5.2. Примеры тестов и контрольных вопросов для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации
__________________________________________________________________
(Приводятся примерные тесты, примеры контрольных вопросов, заданий для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Следует учесть, что фонды оценочных средств для проведения текущего, промежуточного и межсессионного контроля освоения дисциплины должны входить в состав учебно-методической документации по данной дисциплине).
5.3. Организация самостоятельной работы студентов


раздела

Вопросы для самостоятельной работы
Кол-во (час)

1
2
3

1,3,4
Объекты, принципы и содержание профессиональной деятельности инженера-эколога
10

4
Анализ инженерно-экологических проблем в ряде отраслей промышленности и сельского хозяйства
5

1,3,4
Требования, предъявляемые государственным образовательным стандартом высшего образования к уровню знаний и умений инженеров-экологов.
5

1,2
Основные объекты профессиональной деятельности инженера-эколога.
5

6,8
Сущность основных этико-экологических доктрин взаимоотношений человека и природы: антропоцентризм и экоцентризм.
5

5,8
Концепции сбалансированного (устойчивого) экологически безопасного развития и роль инженерной экологии в ее реализации.
5

7,8
Сущность организации и планировании природоохранной деятельности на предприятии и в регионе.
5

2,5
Традиционные источники энергии и их воздействие на окружающую среду.
5

6
Цели, задачи, уровни, нормативную основу инженерно-экологических изысканий.

5

8
Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды.
6

4,5,6
Экологические проблемы урбанизированных территорий.

5

8
Основные направления решения глобальных экологических проблем
5



9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
Рекомендуемая литература (основная, дополнительная).

Основная:
Аствацатуров А.Е. Инженерная экология и защита окружающей среды: Учеб. пособие./ Ростов н/Д.: ДГТУ, 2001.
Арбузов В.В. Экономика природопользования и природоохраны/ В.В. Арбузов, Д.П. Грузин, В.И. Симакин. Пенза: Пенз. Гос. Унив., 2004.
Батенков В.А. Охрана биосферы: Учебно-методическое пособие. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002.
Бганба В.Р. Социальная экология/ М.: Высшая школа, 2004
Белов Г.В. Экологический менеджмент предприятия/ М.: Логос, 2006.
Бурков В.Н. Экологическая безопасность/ В.Н. Бурков, А.В. Щепкин. М.:ИПУ РАН, 2003.
Буторина М.В. Инженерная экология и экологический менеджмент / М.В. Буторина, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов. М.: Логос, 2004.
Ветошкин А.Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды/ Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004.
Ветошкин А.Г. Технология защиты окружающей среды (теоретические основы)/ А.Г. Ветошкин, К.Р. Таранцева. Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004.
Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования направление подготовки дипломированного специалиста 656600 – защита окружающей среды.
Доржиев Ж.Б. Экологическое право: Учебно-методическое пособие/ Ж.Б. Доржиев, И.В. Хамнаев. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006.
Дьяконов К.Н. Экологическое проектирование и экспертиза/ К.Н. Дьяконов, А.В.Дончева. М.: Аспект Пресс, 2005.
Инженерная экология / Под ред. В.Т. Медведева. М.: Гардарики, 2002.
Кокин А.В. Введение в новую специальность. Менеджер-эколог/ А.В. Кокин, В.Н. Кокин. М.:МГУ, 2006.
Коваленко В.И. Исследование рынка экологических услуг: Учеб. пособие/ В.И. Коваленко, Л.М. Кузнецов. СПб.: СПбГИЭУ, 2007.
Козачек А.В.. Основы инженерных исследований в экологии: Учебное пособие/ Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2007.
Калыгин В.Г. Промышленная экология. Курс лекций/ М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.
Мазур И.И. Инженерная экология: Теоретические основы инженерной экологии. Т.1/ И.И.Мазур, О.И.Молдаванов, В.Н. Шишов. М.: Высшая школа, 1996.
Масленникова И.С. Управление экологической безопасностью и рациональным использованием природных ресурсов: Учеб. пособие/ И.С. Масленникова, В.В. Горбунова. СПб.: СПбГИЭУ, 2007.
Масленникова И.С. Экологический менеджмент: учебное пособие/ И.С. Масленникова, Л.М. Кузнецов, В.Н. Пшенин. СПб.: СПбГИЭУ, 2005.
Матвеев А. Н. Оценка воздействия на окружающую среду: Учеб. пособие/ А. Н.Матвеев, В.П. Самусенок, А.Л. Юрьев. Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. Ун-та, 2007.
Матвеев А.В. Управление охраны окружающей среды/ СПб.: СПбГИЭУ, 2003.
Опасные промышленные отходы (лицензирование, нормативы образования и лимиты на размещение): Учебно-метод. пособие / под общ. ред. Кострова В.В. Иваново: Иван. Гос. Хим.-технол. ун-т., 2004.
Павлов А.Н. Экология рациональное природопользование и бжд/ М.: Высшая школа, 2005.
Пашкевич М.А. Экологический мониторинг/ М.А. Пашкевич, В.Ф. Шуйский. СПб: Санкт-Петербургский государственный горный институт, 2002.
Ситаров В. А. Социальная экология/ В. А. Ситаров, В. В. Пустовойтов. М.: Издательский центр «Академия», 2000.
Системы экологического менеджмента для практиков / под ред. С.Ю. Даймана. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004.
Соколов Л.И. Козлова А.Г. Эколого-экономическая эффективность предприятий. – Воронеж: ВоГТУ, 2001.
Юшин В.В. Техника и технология защиты воздушной среды / В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. М.: Высшая школа, 2005.

Дополнительная:
Батурин Л.А. Сбалансированное природопользование/ Л.А. Батурин, В.Г. Игнатов, А.В. Кокин. Ростов н/Д.: ДГТУ., 1998.
Николайкина Н.Е. Промышленная экология: Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта: Учеб. пособие/ Н.Е. Николайкина, Н.И. Николайкин, А.М.Матягина. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.
Порядин А.Ф. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды: учебное пособие для инженера эколога/ А.Ф. Порядин, А.Д. Хованский. М.: НУМЦ Минприроды России, издательский дом «Прибой», 1996.
Коробкин В. И. Экология в вопросах и ответах: Учеб. пособие/ В. И. Коробкин, Л.В. Передельский. Ростов-н/Д: Феникс, 2002.


Для освоения дисциплины имеются необходимая литература, учебные пособия и методические указания.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Имеются мультимедийный комплекс, а также телевизор с видемагнитофоном и комплектом кассет для проведения лекционных занятий. Имеется дисплейный класс с компьютерами Pentium E2160 для проведения контрольных и итоговых тестов. Для проведения практических работ имеются программные компьютерные комплексы «Кедр-регион», «Экологические платежи – учет и контроль».


















* * *

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности) 280202.65 «Инженерная защита окружающей среды» направления подготовки дипломированного специалиста 280200 «Защита окружающей среды»
(указывается код и наименование)


Программу разработал:

_____________ ___д.б.н., профессор_Дыганова Р.Я.
подпись ученая степень (звание), расшифровка подписи

Программа обсуждена и одобрена
на заседании кафедры
протокол №_____ от __________________ 200__ г.

Зав.кафедрой*

______________ _д.б.н., профессор Дыганова Р.Я.__
подпись ученая степень (звание), расшифровка подписи

«____» _________________ 200__ г.

Директор института
(Декан факультета)

______________ _______________________________________________
подпись ученая степень (звание), расшифровка подписи
«____» _________________ 200__ г.



* - при необходимости согласовывается с заведующим выпускающей кафедрой



Лекция 1 (Раздел 1)
РОЛЬ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ В СНИЖЕНИИ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
В своей работе инженер-эколог как правило имеет дело с двумя составляющими природопользования: природными ресурсами
(компонентами, сырьем и т.д.), которые на входе предприятия являются компонентами производства; и природоохранной деятельностью -важнейшей составляющей его функциональной обязанности внутри и вне предприятия (организации).
Современная парадигма отношений в системе природа - человек заключается в том, чтобы обеспечить как можно более длительное гармоничное сосуществование человека в природной среде, которая деформируется в зависимости от темпов экономического развития человеческого общества. В этой связи возникла концепция об устойчивом (допустимом) развитии человечества в рамках сохранения среды обитания.
Проблема формирования экологической культуры
В философии культура определяется как специфический способ организации и развития человеческой жизнедеятельности, представленный в продуктах материального и духовного труда, в системе социальных норм и учреждений, в духовных ценностях, в совокупности отношений людей и природы, между собой и к самим себе.
Как отмечает Э.В. Гирусов, культуру принято определять через противопоставление ее природным явлениям, поскольку одним из важнейших проявлений культуры является отпечаток сознательной деятельности субъекта в отличие от естественного бытия природных тел. Однако в действительности в процессе эволюции общества возникает нарастающее их взаимопроникновение и взаимообусловленность. Культура -это проявление сознательной деятельности, она характеризует степень свободы субъекта по отношению к природной и социальной необходимости.
Культура в качестве социального явления может быть определена в самом общем виде как «образ жизни» человека и общества. И в этом своем статусе культура представляет собой важнейший компонент и показатель уровня развития человеческой цивилизации.
В настоящее время современное общество оказалось перед выбором: либо сохранить существующий способ взаимодействия с природой, что неминуемо может привести к экологической катастрофе, либо сохранить биосферу, пригодную для жизни, но для этого необходимо изменить сложившийся тип деятельности. Последнее возможно при условии коренной перестройки мировоззрения людей, ломки ценностей в области как материальной, так и духовной культуры и формирования новой -экологической культуры.
Отсюда следует: экологическая культура есть органическая, неотъемлемая часть культуры, которая охватывает те стороны мышления и деятельности человека, которые соотносятся с природной средой. Человек приобретал культурные навыки не только и не столько потому, что преобразовывал природу и создавал свою «искусственную среду». На протяжении всей истории цивилизации он, всегда находясь в той или иной среде, учился у нее. С наибольшим основанием это утверждение относится и к современности, когда пришло время синтеза социального и природного начал в культуре на основе глубокого понимания природы, ее самоценности, насущной необходимости формирования у человека уважительного отношения к природе как непременного условия его выживания.
Поэтому важнейшим показателем уровня культуры общества следует полагать не только степень его духовного развития, но и то, сколь нравственно население, насколько внедрены экологические принципы в деятельности людей по сохранению и воспроизводству природных богатств.
С позиций культурологии экологическая культура представляет собой компонент культуры общества в целом и включает в себя оценивание средств, которыми осуществляется непосредственное воздействие человека на природную среду, а также средств духовно-практического освоения природы (соответствующие знания, культурные традиции, ценностные установки и т.д.).
Сущность экологической культуры, по мнению Б.Т.Лихачева, может рассматриваться как органическое единство экологически развитого сознания, эмоционально-психических состояний и научно обоснованной волевой утилитарно-практической деятельности. Экологическая культура органически связана с сущностью личности в целом, с ее различными сторонами и качествами. Так, например, философская культура дает возможность человеку осмыслить и понять назначение человека как продукта природы и общества; политическая - позволяет обеспечивать экологическое равновесие между хозяйственной деятельностью людей и состоянием природы; правовая - удерживает человека в рамках разрешенных законами взаимодействий с природой; эстетическая -создает условия для эмоционального восприятия красоты и гармонии в природе; физическая -ориентирует человека на эффективное развитие его природных сущностных сил; нравственная - одухотворяет отношения личности к природе и т.д. Взаимодействие всех этих культур и порождает экологическую культуру. Понятие «экологическая культура» охватывает такую культуру, которая способствует сохранению и развитию системы «общество-природа».
Экологический подход привел к вычленению внутри социальной экологии еще такого понятия, как «экология культуры», в рамках которой осмысливаются пути сохранения и восстановления различных элементов культурной среды, созданной человечеством на протяжении его истории.
Сегодня признаком высокой культуры вообще и экологической культуры в частности становится не степень отличия социального от природного, а степень их единства. Таким единством достигается стабильность и природы и общества, образующих социоприродную систему, в которой природа становится «человеческой сущностью человека», а сохранение природы - средством сохранения общества и человека как вида.
Мы определяем экологическую культуру как нравственно-духовную сферу жизнедеятельности человека, характеризующую своеобразие его взаимодействия с природой и включающую в себя систему взаимосвязанных элементов: экологическое сознание, экологическое отношение и экологическую деятельность. В качестве особого элемента выступают экологические институты, призванные поддерживать и развивать экологическую культуру на уровне общественного сознания в целом и конкретного человека в частности.
В условиях усугубляющегося экологического кризиса выживание человечества полностью зависит от него самого: он может устранить эту угрозу, если сумеет трансформировать стиль своего мышления и своей деятельности, придать им экологическую направленность. Только преодоление в общественном плане антропоцентризма и в личностном плане эгоцентризма может дать возможность избежать экологической катастрофы. На это у нас осталось не так много времени: по оценке такого специалиста, как председатель комитета по охране окружающей среды В. И. Данилов-Данильян, к концу 70-х годов наступающего века будет поздно даже обсуждать экологическую проблему. При этом нельзя забывать: культура консервативна и мы уже сейчас нуждаемся в революционном переходе к новому типу экологической культуры. Очевидно, что такой переход может состояться только при том условии, что законы сохранения и воспроизводства природных ресурсов будут осознаны человеком и станут законами его практической деятельности. К сожалению, материальное производство и экологическая культура все еще противоречат друг другу, и нам необходимо обостренно воспринимать серьезнейшие трудности на пути преодоления и в сознании и на практике - этого гибельного противоречия. Скажем, на сколько еще велик для нас соблазн принять к реализации технически совершенное производственное новшество, не учитывая содержащегося в нем экологического риска.
За свою многовековую историю человечество слишком привыкло жить, в сущности, без развитого экологического мышления, без экологической этики и без осознанной экологически ориентированной деятельности.
Обращаясь к проблеме формирования современной экологической культуры, являющейся исходной темой заключительного раздела данного учебного пособия, нельзя не коснуться вкратце ее исторических корней. Общая канва отношения человек-природа хорошо известна. Здесь же мы рассмотрим данный вопрос в другом, менее традиционном аспекте - аспекте культуры.
Большой, если не сказать наиболее значимый вклад в данный вопрос внесли наши отечественные философы в силу того, что им присущ в значительной степени, ставший традиционным интерес к взаимоотношениям человека как с его социальной, так и с природной средой. Так, великий русский философ Н. А. Бердяев особо отмечал: все социальные перемены в судьбе человечества непременно связаны с отношением человека к природе, отсюда кроме прочего следует необходимость исследовать генезис экологической культуры на общечеловеческом уровне.
Более развернуто трактовал интересующий культурно-этический вопрос В. С. Соловьев. Он писал, что возможно троякое отношение человека к внешней природе: страдательное подчинение ей в том виде, в каком она существует, затем длительная борьба с нею, покорение ее и пользование ею как безразличным орудием и, наконец, утверждение ее идеального состояния - того, чем она должна стать через человека. Безусловно, нормальным и окончательным, подчеркивает далее В.С.Соловьев, следует признать только третье, положительное отношение, в котором человек пользуется своим превосходством над природой не только для своего, но и для ее - природы -возвышения.
Детализируя эти мировоззренческие, пронизанные экокультурным лейтмотивом постулаты B.C. Соловьева, первый, страдательный, исторический тип экокультуры И.П.Сафронов в своей работе «Формирование экологической культуры учителя» характеризует как доцивилизационный. В тот период личность еще не является субъектом экологической культуры, поскольку тогда она была неотделима от племени, слита с ним. Уже этот вид экологической культуры имел свои этические принципы, хотя и не осознанные - в них уже проявляла себя некая мудрость человека в отношении к природе. Примечательно в связи с этим, что некоторые ученые отмечают сохранность тех давних этических принципов в ряде регионов мира вплоть до настоящего времени. Так, ирокезы перед тем как убить медведя произносят монолог, объясняя, что ими движет жесткая необходимость, но отнюдь не жадность или стремление «нанести ему бесчестье». То есть ощущение единства с природой, так же как и императив очеловечивания природы, прошли испытание временем; от этого императива недалек и другой, не менее актуальный - «Не убий!»
За страдательным типом экокультуры последовал «цивилизационный», преобразовательный тип, который затем привел к господству над природой и даже к борьбе с ней. Центральным субъектом экологической культуры становится индивид с присущим ему эгоцентризмом. Этот процесс был вполне естественным, объективным, и он не может осуждаться с позиций современной нравственности. Наступательное отношение к природной среде через переход от присвоения готовых, естественных ресурсов к производству с помощью орудий труда, через промышленную и научно-техническую революцию в общем плане, через создание «второй» искусственной среды обитания привело к новому типу экологической культуры. Этот тип культуры, которого человечество еще продолжает придерживаться, в весьма заметной мере инициируется западноевропейской философией, в своей основе во многом эгоцентричной. Формируется понимание природы как объекта, отдаленного от человека, более того, противостоящего ему.
Нарастающее техническое и интеллектуальное могущество индивида и человечества в целом в конце концов привело к подрыву стабильности биосферы и к тому глобальному экологическому кризису, который мы сейчас имеем. На возникающую угрозу первоначально указывали выдающиеся, наиболее дальновидные мыслители. Среди них Н. Ф. Федоров - он весьма определенно и жестко указывал: мир идет к концу, цивилизация, эксплуатирующая природу, не восстанавливающая ее, может привести только к такому итогу. В начале второй половины нашего века коллективные исследования ученых на основании тревожных объективных данных подтвердили это предупреждение. Так, участники знаменитого Римского клуба в докладе «Пределы роста» (1972 г.) констатировали, что при сохранении темпов нарастающего увеличения мирового населения параллельно с высокими темпами производства, загрязнением окружающей среды и истощением естественных ресурсов к середине XXI в. наступит глобальная катастрофа.
С мировоззренческой точки зрения и с позиции культуры эти прогнозы выдержаны в духе «экологического пессимизма». Конечно, такой культурный императив является тупиковым. Духовный пессимизм вообще характерен для кризисных, переходных ситуаций, в недрах которых с неизбежностью закономерно зарождаются и иные тенденции, в том числе и в сфере культуры.
В интересующей нас области - человек и окружающая его социальная и природная среда - происходит становление прогрессивного современного типа экологической культуры, который многие авторитетные специалисты справедливо оценивают как «гуманистический ("ноосферный") тип». Этот новый тип экологической культуры хотя и с большими трудностями и в разной степени, но неуклонно и достаточно уверенно охватывает все ее основные подсистемы: экологические, социальные и производственные отношения, экологическое мышление, экологическую деятельность, экологические общественные институты и, наконец, особо важное для нас -экологическое образование и воспитание.
Здесь также весьма важно отметить и подчеркнуть: становление гуманистического типа экологической культуры невозможно без истинной демократизации общества, без преобразования в этом направлении социальных отношений, без всеохватывающей гуманизации отношений между людьми, между странами и народами, без гуманизации всего мирового сообщества. Этому процессу нет альтернативы.
Обращаясь к экологически ориентированным социальным и производственным отношениям, следует сказать, что эти понятия, впрочем, как и другие категории и понятия экологической культуры, еще не достаточно «устоялись» и имеют различные толкования. Однако целый ряд тенденций в этой области в достаточной степени очевидны и общепризнаны. Если взять материально-производственные аспекты экологической культуры второй половины нашего столетия, то нельзя не видеть зарождения, а затем и активного внедрения экологически щадящих способов производства, прежде всего в промышленности (химической, нефтедобывающей и перерабатывающей, военной, атомной и др.), создания разнообразных очистительных систем, роста внимания к безотходному производству, его замкнутым циклам, применения биотехнологий, использования экологически чистых источников энергии, начало производства оборудования для экологической защиты, создания специальных служб контроля за качеством окружающей среды. В условиях осуществления всех этих мер складываются и развиваются соответствующие творческие способности и навыки человека, т. е. современная экологическая культура.
Очевидны серьезные сдвиги и в социально-политических сферах, сопровождающих становление нового типа экологической культуры. Высшие законодательные и исполнительные государственные органы уделяют все большее внимание экологии, укрепляется юридическая база экологических отношений; начали функционировать многие национальные и международные экологические организации и учреждения, в том числе и наделенные властными полномочиями; широкое развитие получили всевозможные экологические движения и партии, представители которых в ряде стран заняли ключевые посты в государственных структурах; вполне допустимо констатировать наличие профессионального отношения к проблеме «человек-общество-природа» в средствах массовой информации. Можно привести немало других свидетельств социальной переориентации общества, произошедших в данной области за последние десятилетия. Как уже было сказано, непременным признаком высокой экологической культуры является наличие определенных моральных и правовых норм. Здесь важную роль приобретает формирование ответственности как способности к сознательному и самостоятельному принятию личностью определенных обязательств перед природой, обществом, коллективом, самим собой и готовностью отчитываться за их воплощение в жизнь, нести наказание в виде юридических, административных, нравственных санкций со стороны общества, чувства вины, укоров совести со своей стороны, поскольку дефицит ответственности перед будущим является одним из истоков кризисной экологической ситуации. И. Т. Суравегина считает, что экологическая ответственность вбирает в себя все существенные признаки как социальной, так и моральной ответственности. А учитывая, что категория ответственности связана с категорией свободы, то у человека всегда есть выбор поступить так или иначе по отношению к природной среде, другому человеку, самому себе. Ответственность как личностное качество развивается в онтогенезе постепенно в результате взаимодействия индивида с социальным окружением.
В научной литературе обычно выделяют две стороны в системе экологической культуры: материальную (все формы взаимодействия общества с природой и результаты этого взаимодействия) и духовную (экологические знания, умения, убеждения, навыки). И.П.Сафронов представляет экологическую культуру общества как систему диалектически взаимосвязанных элементов: экологических отношений, экологического сознания и экологической деятельности.
В содержании экологических отношений выделяют два структурных элемента - социально-экологические отношения, которые складываются между людьми в искусственной среде их обитания и косвенно воздействуют на естественную среду обитания людей и реально-практические отношения, которые включают, во-первых, отношения человека непосредственно к естественной среде обитания, во-вторых, отношения в материально-производственных сферах человеческой жизнедеятельности, связанных с процессом присвоения человеком природных сил, энергии и вещества и в-третьих, отношения человека к естественным условиям своего существования как общественного существа.
Что касается экологического сознания, то этот вопрос подробно рассматривался в предыдущей главе.
Экологическая деятельность характеризуется как интегративное понятие, охватывающее различные виды человеческой деятельности как в материальной, так и в идеальной сферах, связанные с познанием, освоением, преобразованием и сохранением природной среды. Рассмотрим этот аспект более подробно.
Понятием экологическая деятельность в наиболее обобщенном виде охватываются рассматриваемые в определенном аспекте разные виды человеческой деятельности в материально-практической и теоретической сферах, в той или иной степени относящихся к изучению, освоению, преобразованию и сохранению естественной среды.
Таким образом, это, с одной стороны, наиболее обширная область человеческой деятельности, а с другой - та область, которая лежит в основе исходного, первичного жизнеобеспечения человека. Совершенно ясно, что человек занимался экологической деятельностью с самого своего возникновения на Земле. Она последовательно видоизменялась в соответствии с этапами развития экологической культуры в целом и, таким образом, в настоящее время должна соответствовать новому типу экологической культуры и всем ее подсистемам, и прежде всего современному уровню экологического мышления.
В практическом плане экологическая деятельность - это производственная деятельность человека с преобразовательными и природоохранными целями, т.е. природопользование. В идеале культурное природопользование должно следовать принципам нового экологического мышления, самым современным научным разработкам, строгим природоохранным юридическим нормам и, основываясь на них, грамотно влиять на производственную деятельность, предвидя ее возможные негативные следствия.
С защитными нормами экологической деятельности тесно связаны более общие правила экологического поведения, которые согласно новому типу экологической культуры должны пунктуально соответствовать гуманистической этике.Все большее значение в последнее время в области экологической деятельности приобретает разработка ее теоретических основ. В сфере этой теоретической экологической деятельности в современных условиях одинаково высокие требования предъявляются как к общей концепции природопользования, так и к системе знаний по прикладным его дисциплинам, а также их внедрения в практику.
В социальном отношении неоценима значимость массовой общественной деятельности, направленной на защиту и воспроизводство природных ресурсов.
Еще одним важным аспектом, входящим в круг экологической культуры личности, является проблема содержания процесса воспитания и образования экологической культуры личности. Это содержание, по мнению Б.Т.Лихачева, строится на следующих основаниях.
Одной составляющей являются собственно экологические и связанные взаимодействующие с ними знания, которые выступают базисом, фундаментом адекватного отношения человека к экологическим проблемам. Другой фундаментальной содержательной составляющей частью экологической культуры, формирующей нравственно-эстетическое отношение к действительности, является эмоционально-эстетическая культура. И наконец, экологическая культура личности немыслима вне ее деятельности о-практического отношения к действительности. Все вышеназванные составляющие образуют единое содержание процесса становления нового экологического мышления. В настоящее время уровень экологического мышления в различных странах и в разных областях деятельности, конечно, неодинаков. Однако можно с большой степенью уверенности утверждать, что в массовом сознании экологический стиль мышления уверенно закрепился и уже сегодня стал его органичной составляющей. Кризисное состояние среды, нередкие экологические катастрофы многому научили людей. Сейчас уже трудно встретить человека, придерживающегося принципа «покорения» природы, гораздо чаще можно слышать убежденность: «Природа знает лучше».
Развитие нового экологического мышления как центральной подсистемы экологической культуры связано с нашим осознанием бесперспективности и, более того, гибельности ориентации на господство преобразовательного типа, технократического стиля мышления, основанного на агрессивном отношении к природе, на вере в беспредельность ее ресурсов, на непонимании, что биосфера истощена многовековой ее эксплуатацией, что она нуждается в восстановлении и что человек ответствен за нее ровно также, как и за самого себя.
Экологическое мышление требует отказа от эгоистических потребительских установок, ориентированных на узколичностные либо узкогрупповые интересы, на достижение сиюминутных целей и материальных выгод, когда не принимаются во внимание не только качество природной среды и благополучие будущих поколений, но и элементарная обеспеченность ближнего. Напротив, современное экологическое мышление
должно быть «демократичным», основываться на общечеловеческих ценностях, ориентированных на историческую перспективу, а не на сегодняшний корыстный интерес.
Важной составляющей нового типа мышления является его обращение к глубокому, серьезному осмыслению экологической ситуации в мире, необходимости привлечения для экологических нужд достижении научно-технической революции, в том числе наивысших технологий.
В то же время, наверное, нельзя не замечать того обстоятельства, что массовому сознанию все еще не хватает обостренного восприятия кризисного состояния как природной, так и социальной среды обитания человека. Мы еще слишком часто ограничиваемся локальными успехами природоохранной практики, бываем удовлетворены не более чем «сносным» экологическим благополучием.
В нашей стране нетрудно видеть насколько мы и в сознании и в действиях пассивны, а то и безразличны в социальном отношении. Между тем каждому очевидно не только то, что политические страсти оттесняют на задний план экологическую проблему, но и то, что перманентный в последнее время социальный кризис усугубляет эту действительно жизненно важную проблему.
Наконец, говоря об экологическом мышлении, необходимо сказать о соответствующем ему мировоззрении. Проблема «человек-общество-природа» уже по самому определению столь значительна и объемна, что не только ее грамотное решение, но и даже исходная ее постановка невозможна без развитого и зрелого мировоззрения. Еще мыслители Древней Греции хорошо понимали, что нельзя понять данную систему вне обращения к законам более общей системы, ее надсистемы. Наверное, надо согласиться с тем, что в данном отношении экологическое мышление в значительной мере ущербно. Похоже, мировоззренческий уровень понимания экологических проблем, каким он был во времена В.С.Соловьева, Н.Ф.Федорова, В.И.Вернадского, И. Тейяра де Шардена, Э. Леруа, А. Швейцера, сегодня плохо просматривается. Исправление такого положения - серьезная задолженность ученых.
Без высокого уровня мировоззрения нельзя прийти и к столь важному для экологии эмоциональному восприятию окружающего мира мироощущению, ядром которого было бы чувственное ощущение единства Универсума и исходящего отсюда единства человека и природы.
Для поддержания именно нового типа экологической культуры общество нуждается в специальных социальных институтах в широком понимании данного научного термина. Прежде всего это научные и управленческие учреждения и предприятия экологического профиля. Далее, это социальные институты, деятельность которых намного обширнее непосредственно природоохранных задач, но которые тем не менее оказывают на них постоянное и сильное влияние. Среди таковых - средства массовой информации, от которых в значительной степени зависят формирование массового экологического сознания, исполнение просветительной функции, являющейся важнейшим фактором формирования экологической культуры в целом. Поэтому, как нам представляется, активное участие в просветительной работе средств массовой информации преподавателей вузов и школ, аспирантов и студентов -их профессиональный и нравственный долг. Социальные институты, в той или иной мере занятые проблемой взаимодействия общества и природы, - тот «механизм», который поддерживает и развивает экологическую культуру общества.
Среди социальных экологических институтов первостепенное место, безусловно, занимает система образования и воспитания -школа и высшие учебные заведения. Именно они призваны заложить основы индивидуальной экологической культуры, дать экологические знания, воспитать любовь к природе. Без преувеличения можно утверждать, что от их успеха или неудачи зависит, справятся или нет с экологической проблемой будущие поколения.
Лекция 2 (Раздел 1)
ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРОВ, ВЛАДЕЮЩИХ СПОСОБАМИ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В неспециальном виде «экологическое образование» осуществлялось уже в древних цивилизациях Запада и в особенности Востока. Экологическая составляющая была частью общей картины мира основоположников философии - Конфуция, Лао-цзы, Демокрита, Аристотеля. В Новое время экологическое образование в неспециальном виде сопутствует зарождению и развитию экологической науки.
Экология возникла в недрах биологии в форме знания о связи живого организма с окружающей природной средой. Представление о необходимости специального изучения связей видов с их природным окружением сложилось, когда пришло понимание того, что живые организмы эволюционируют и что важнейшую, определяющую роль в этом процессе играет внешняя среда. Такое понимание, как известно, нашло свое завершение в идее Ч.Дарвина о «борьбе за существование» в живой природе.
Более тесное соединение науки экологии и экологического просвещения и образования стало формироваться одновременно с введением в научный оборот самого термина «экология» Э.Геккелем в 1866 г. Объектом экологического знания становятся уже не только живые организмы и их сообщества, но и биосфера в целом. Наконец, решающий сдвиг в становлении экологического образования происходит вместе со становлением в 70-е годы XX в. социальной экологии, важнейшим приоритетом которой как раз является экологическое просвещение.
Наше российское экологическое образование имеет давние традиции формирования знаний о взаимоотношениях человека и природы. Первоначально оно складывалось на основе естествознания, которое как предмет было учреждено в школах России в конце XVIII в. Затем последовало включение естествознания в число предметов, изучаемых студентами учительской семинарии. Усилиями таких светил отечественного естествознания, как А. Н. Бекетов и К.А.Тимирязев, их педагогическими работами в конце XIX -начале XX в. был создан естественнонаучный фундамент экологического образования. В последующем экологическое образование и воспитание в нашей стране существенно эволюционировали.
Уже программо1 и указания Наркомпроса (1924 г.) ставили перед школой задачу изучения местного края и проведения работы по охране природы, по формированию у питомцев школы полезных навыков в этом государственно важном деле,- В 20-30-х годах началось внедрение в массовую практику форм и методов работы, активизирующих познавательную и практическую деятельность школьников по изучению и охране природного окружения, особенно при изучении естествознания и во внеклассной работе. В 30-е годы природоохранительные знания были включены в учебные программы по биологии и географии, многие из которых сохранились в неизменном виде вплоть до конца 70-х годов. В послевоенные годы принимается ряд постановлений по охране природы с участием органов народного образования в улучшении работы в деле изучения природы, разумного и любовного отношения к ней и ее охране. В 50-60-е годы природоохранное просвещение и воспитание молодежи быстро возрастает во всем мире, это касается и нашей страны; во всех республиках СССР принимаются законы об охране природы; в учебном процессе усиливается природоохранительная тематика; в начальной школе выделяется самостоятельный предмет «природоведение». В 70-80-е годы особое внимание уделяется вопросам образования в сфере рационального природопользования и охраны природы. В 1972 г. в составе Научно-исследовательского института содержания и методов обучения Академии педагогических наук СССР была создана одна из первых в мире лаборатория природоохранительного просвещения. В том же году была утверждена долгосрочная комплексная программа исследования по охране природы стран-участниц Совета экономической взаимопомощи. Новым в экологическом образовании явилась разработка программ факультативных курсов по охране природы.
Новое звучание экологическое образование получает с начала 90-х годов. Построение системы экологического образования базировалось на ряде методологических принципов, сформулированных еще в 80-х годах такими учеными, как С. Н. Глазачев, А. Н. Захлебный, И.Д.Зверев, Е. С. Сластенина, И. Т. Суравегина. Исходными стали представления, что человечество связано с природой своим происхождением, существованием и своим будущим; человеческая история - часть истории природы; целостность природной среды выступает естественной основой жизни в биосфере; качество экологически здоровой окружающей среды наряду с социальными условиями - основа физического и духовного здоровья человека; труд -основа взаимодействия человека и общества с природой, фактор ее изменения; изменение природной среды неизбежно, но оно имеет пределы, поэтому цели разумной человеческой деятельности должны всесторонне учитывать проявление законов природы и др.
Учеными были разработаны специфические принципы экологического образования: принцип единства познания-переживания-действия; принцип непрерывности; принцип взаимосвязи глобального, национального и краеведческого подхода к анализу экологических проблем и путей их решения; принцип междисциплинарности и др., которые наряду с широко действующими в дидактике составили основу экологического образования.
Первый принцип из группы «специфических» ориентирует педагогов на сочетание рационального познания природы и места в ней человека с чувственно-эмоциональным воздействием на ученика как непосредственного общения с окружающей природной средой, так и художественно-образных средств искусства. Недооценка этого принципа, считает И.Д.Зверев, приводит либо к чистому интеллектуализму, либо к бездоказательной
мечтательности, либо к расчетливому «узкому» практицизму. Принцип непрерывности рассматривается как организационно-педагогическое условие, обеспечивающее процесс становления и развития ответственного отношения к окружающей среде школьников младшего, среднего и старшего возраста в системе классно-урочных и внеклассных занятий, а также всех видов общественно полезного труда.
В эти годы было выявлено содержание экологического образования, основными компонентами которого явились знания и ценностные ориентации. В качестве ядра системы экологического образования А. Н. Захлебный выделяет четыре взаимосвязанных компонента: познавательный -основные идеи о характере взаимодействия природы и общества, о глобальных экологических проблемах и путях их решения и т.д.; ценностный - ценностные ориентации о многосторонней общественной и личной значимости природы; нормативный - основы нравственных и правовых норм природопользования, правила поведения в окружающей среде; деятельностный - виды и способы деятельности школьников, направленные на формирование познавательных и практических умений экологического характера.
В настоящее время вместе с укреплением позиций нового гуманистического типа экологической культуры все большее значение приобретает вопрос о том, какие именно представления о биосоциальной системе «человек-общество-природа» следует прежде всего внедрять в экологическое образование и воспитание, а какие принципы прежней потребительской культуры должны быть объектом критического пересмотра.
Факт глобального экологического кризиса требует закрепления в образовании и воспитании подрастающего поколения и в просвещении населения в целом нового миропонимания, а именно замены представления системы «природа и общество» на представление об объективном существовании иной системы «природа-общество». Научно-техническая революция, мощное усиление технической вооруженности человека в жесткой форме выявляет его полную зависимость от ресурсов живой и неживой природы. Эта драматическая ситуация должна быть в центре внимания и учителя и обучаемых.
В наше время вся живая природа планеты вовлечена в человеческую деятельность, в само жизнеобеспечение человеческого общества. В таком положении вещей сокрыт другой важнейший приоритет современного экологического образования, на который следует обратить особое внимание. Дело в том, что обеднение генофонда, безвозвратные потери видов животных и растительного мира разрушают живую природу постепенно. И это разрушение не так очевидно, оно как бы нас и не касается. Если, скажем, последствия загрязнения водоемов производственными отходами совершенно наглядны, то это позволяет рассматривать данную тему уже в начальной школе. Более затруднено понимание того, что чистота природных вод, газовый состав атмосферы, переработка бытовых и производственных отходов, их возвращение в систему биологического кругооборота,
восстановление нарушенных биосферных сообществ обеспечиваются живыми организмами. Включение в образовательный процесс представления о том, что основным условием эффективности названных процессов является многообразие форм жизни, - весьма непростая, требующая высокого мировоззренческого уровня и педагогического мастерства, но совершенно необходимая задача современного экологического образования.
Далее, важнейшим аспектом современного экологического образования является научная пропаганда того, что экологические законы касаются и материальной и духовной культуры и, таким образом, влияют на социальные процессы. Охрана природы через обратную связь возвращается к нам охраной благополучия человека. Придерживаясь столь однозначной формулировки, нельзя, однако, позволить себе впасть в «новый антропоцентризм» и упустить проблему гуманной заботы о природе. Необходимы широкий подход к теме «человек-общество-природа» и знания не только общей экологии, но и социальной экологии, включения этого предмета в весь объем просветительского и образовательного процесса.
В силу жизненной важности экологической проблематики обязательным принципом методологии экологического образования должен стать принцип его непрерывности. Экологическое образование в настоящее время принято рассматривать как единую систему, основными компонентами которой выступают формальное (дошкольное, школьное, среднее специальное и высшее) образование и неформальное образование взрослого населения.
В.М. Назаренко выделяет различные модели организации экологического образования, характерные в настоящее время для средней общеобразовательной школы. Это включение экологической информации в традиционные предметы; изучение вопросов охраны окружающей среды в специально выделенном предмете; формирование экологических знаний в разных учебных предметах, а затем их интегрирование в отдельный предмет; полная реформа учебного процесса. Однако большинство школ в стране (98%) работают по первой модели.
В. М. Назаренко доказывает, что создание системы непрерывного экологического образования требует новой парадигмы: экологическое образование - это не часть формального образования, а его новый смысл, его цель. Мировоззренческую основу экологического образования составляют два взаимосвязанных подхода: биоцентрический и антропоцентрический, которые позволяют сформировать представления о единстве природы и человека, о путях гармонизации их взаимодействия, о коэволюции природы и общества как единственно возможном пути развития современной цивилизации, а также о структуре личности, отвечающей требованиям экологической этики.
Обратимся теперь к центральному звену экологического образования и воспитания - к школе.
Ведущие специалисты школьной педагогики, на наш взгляд, с оправданным основанием полагают, что учителю, занятому экологическим преподаванием, постоянно нужно иметь перед собою определенную сверхзадачу: знания молодого человека - выпускника школы должны соответствовать передовым достижениям науки, соединенным с экологической культурой, с ее гуманистически цельным экономическим, правовым, нравственным, эстетическим и практическим отношением человека к природе.
Современные представления о вариативном образовании как в начальной, так и в средней школе хорошо соотносятся с преподаванием экологии - относительно нового предмета: оба эти обстоятельства требуют от самого учителя и от его ученика творческого отношения к обучению, главным результатом которого должно стать воспитание ответственности человека перед природой.
Далее, не менее важно, чтобы выпускник школы входил во взрослую трудовую жизнь, имея устойчивые ценностные установки бережного отношения к живой и неживой природе, по-настоящему усваивал, что можно, а что нельзя позволять себе и при производственных и при обычных, бытовых отношениях с нею. При этом учителю экологии никак нельзя стесняться высокого стиля изложения своего предмета, донося до сознания ученика, что его предмет действительно реально связан не только с его личным благополучием и благополучием его близких, но и всего человечества. Эмоциональный, художественный, образный подход к душе человека, пусть еще и совсем юного, - непременный элемент всей системы экологического просвещения, образования и воспитания.
В системе непрерывного образования дошкольное воспитание является его первой ступенью. На этой ступени у дошкольников происходят формирование привычек гигиенического характера, выработка простейших практических навыков, осознание элементарных проблем окружающей среды.
В начальных классах происходит закрепление и развитие знаний об окружающей природной и социальной среде, полученных школьником в семье и в дошкольных учреждениях. Преподавание ведется строго, логично, обязательны также образные формы обучения, обращение к искусству и художественной литературе. В этом возрасте закладываются основы экологической культуры, целостного представления о природе, формируется научное отношение к природной среде, сознается необходимость ее охраны, усваиваются нормы поведения в окружающей среде и навыки элементарных экологически грамотных действий. Каждый предмет, изучаемый в начальной школе (родной язык, рисование, музыка, трудовая подготовка и др.), по-новому раскрывает природоведческий материал, обогащает и помогает развивать навыки общения с природными объектами. В среднем школьном звене главная роло в экологическом образовании отводится теме «Естествознание» с привлечением задач по экологии, игр, а также некоторых видов практического общения с природой. В этих классах рекомендуется развивать «экологизированные» нравственные ценности, доступные подростковому возрасту. Целью воспитания детей данного возраста (11-14 лет) является формирование позитивного отношения к окружающей среде. Это происходит на уроках географии, биологии, литературы, физики.
В средних и старших классах при изучении интегрированных курсов «Здоровье и окружающая среда», «Биосфера и человек», «Основы экологии», «Экология человека», «Природа и культура», «Охрана окружающей среды» закрепляется и совершенствуется нравственная ориентация школьника в его отношениях с природой. Здесь закладываются основы диалектического понимания единства природы и общества, а охрана природы рассматривается как часть общей культуры человека. На этом этапе формируется современное мировоззрение, строящееся на интегративных знаниях об окружающем мире и проявляющееся в ответственном, деятельностном поведении, основанном на убежденности в необходимости охраны природной среды. Важна роль экологической практики.
Специалисты по школьному экологическому образованию обращают также внимание на планируемую последовательность преподавания учебного материала. Тематически и методически это формируется примерно и в общем виде таким образом: выяснение конкретного опыта общения школьника с природой; ознакомление с историей возникновения и развития экологической проблемы; формирование проблемы в современном понимании; четкое обозначение трудностей в ее решении; привитие правовых и этических норм общения человека с природой и соответствующая этому конкретная экологическая практика. На завершающем этапе обучения решающее значение приобретают самостоятельность и творческое отношение к предмету и, наконец, как уже подчеркивалось ранее, к ответственности перед природой.
Уровень современного школьного образования во многом зависит от внедрения в постоянную практику новых оригинальных методов и приемов обучения и воспитания. Среди них можно назвать повсеместную и непрерывную, от младших до выпускных классов компьютеризацию экологического образования. Необходимо и внедрение неординарных педагогических приемов, как, например, «летний экологический лагерь» или, начиная с младших классов, проектных уроков, типа: «Лес - мой друг», «Город моей мечты», «Экомагазин», «Экотеатр», «Природа и искусство».
В настоящее время появилось много альтернативных средних учебных заведений дополнительного экологического образования в связи с созданием современной эколого-информационной культуры (фермерские школы, заочные экологические лицеи для учеников сельских школ и малых городов, лагеря и школы по отдельным направлениям экологического и биологического образования и т.д.). В качестве примера приведем лицей эколого-информациопных технологий («Ноосферная школа»). Основные принципы учебно-воспитательного процесса здесь исходят из понимания единства человека и всего остального мира; философским основанием стала концепция всеединства, разработанная к началу нашего века русскими мыслителями-софиологами В.Соловьевым, П.Флоренским, С.Булгаковым и др. Натурфилософским основанием стала научно-философская концепция биосферы и ее переход в ноосферу В. Вернадского. Данная концепция была разработана группой ученых Иркутска - Ю.Абрамовым, М.Алешкевичем, А. Буровским, А. Костиным - и внедрена в инновационное учебное заведение второго дополнительного профориентационного образования (средняя школа № 24 г. Иркутска).
Цель данной образовательной программы - воспитание экологической культуры, обеспечивающей прогресс общества в гармонии человека и природы, становление гражданской зрелости и ответственности по отношению к природе, человеку, обществу, самому себе.
Задачи образовательной программы.
1. Объединить п систематизировать разрозненные знания по предметам естественного, общественно-гуманитарного цикла, раскрывающие характер взаимоотношений и взаимодействия природы и человека как в далеком историческом прошлом на современном этапе и в перспективе на XXI в.
2. Провести анализ причин последствий и путей преодоления экологического кризиса.
3. Сформировать у учащихся личностное отношение к сохранению окружающей среды, активную жизненную позицию.
Структура образовательной программы построена по блочно-модульному принципу, что позволяет спроектировать новый учебный план с экологической доминантой.
Экологическое образование - это органичная и приоритетная часть всей системы образования, придающая ему новое качество, формирующая иное отношение не только к природе, но и к обществу, к человеку (экогуманизм). Экологизация образования означает формирование нового миропонимания и новый подход к деятельности, основанный на формировании ноосферно-гумани-тарных и экологических ценностей.
Переходя к вузовскому экологическому образованию, мы должны констатировать, что соответствующее школьное образование и воспитание, их прогрессивность и современность зависят в первую очередь от постановки обучения будущего преподавателя школы в стенах педагогического вуза.
Об уровне такой подготовки дают определенное представление количественные данные, взятые нами из выборочных экспертных оценок специалистов в этой области. Так, при изучении готовности выпускников вузов 1997 г. к экологическому образованию школьников до 30% из них показали высокую степень и знаний и методической подготовки. Оценка работы специалистов в разных общеобразовательных учреждениях выявила, что за период с 1991 по 1996 г. 27% педагогов, ведущих социальную экологию, повысили свою квалификационную категорию. В то же время есть данные последних лет иного, негативного, характера. Исследования уровня профессиональной компетентности 1300 педагогов и абитуриентов педагогических вузов показали, что около 25% педагогов не владеют в достаточной мере техникой ретрансляции экологических знаний, не способны вместить содержание экологического образования в рамки общих естественнонаучных знаний, до 50% выпускников школы – абитуриентов педагогических вузов - не владеют современной экологической культурой, продолжают придерживаться потребительских взглядов на природную среду.
Приведенная выше статистика свидетельствует о том, что, несмотря на многие отрицательные внешние объективные факторы и недостаточную освоенность методики экологического образования, здесь наблюдаются несомненные сдвиги. Налицо постоянное расширение экологической тематики, в том числе ее социальной составляющей в высшем образовании; значимость экологического образования закреплена законодательными актами, охватывающими и школу и профессиональное образование.
Значительно увеличился объем научных исследований в области теории и практики экологического образования, утверждается принцип непрерывного экологического образования, разработана последовательность такого образования в школе, написаны учебники для школьников и методические пособия для учителей, идет экологизация всего дошкольного и школьного образования и воспитания. В итоге, наверное, можно сказать, что экологическое образование становится важным фактором реформирования, осовременивания российского образования в целом.
Недостаточная же степень развитости экологического образования в вузах, конечно, объяснима: экологическое образование, тем более в его современном варианте, по историческим меркам еще очень молодо, в сущности, оно только зарождается; многие педагогические вузы еще не имеют полнопрофильного курса по экологии, в том числе по ее социальному аспекту; во многих областях экологии как предмета науки и преподавания остается больше проблем, чем их решений; отчетливо сказывается и общий социальный фон - недооценка глубины экологического кризиса в нашем обществе, охваченном кризисом другого рода.
В результате эффективность экологического преподавания в школе, главном звене экологического образования и воспитания, пока не удовлетворительна.
Что касается непосредственно внутривузовских проблем экологического образования, то полагаем, что многие из них достаточно хорошо известны самим и преподавателям и студентам: нехватка учебных пособий, далеко не полная оснащенность новейшей техникой исследований и т. д. Мы же здесь укажем лишь на некоторые изъяны в постановке экологического образования, может быть, не столь очевидные.
Наверное, следует признать, что еще недостаточно разработана сама методологическая основа, необходимая для прикладных исследований по экологическому образованию студентов и конкретных методических разработок; система общего среднего образования не располагает устоявшимися принципами экологического образования; есть определенный разрыв между довольно неплохим уровнем общего школьного экологического образования и уровнем развития эколого-педагогического образования; наметилось обострение противопоставления гуманитарной, естественнонаучной и технической культур, в частности, в связи с этим в экологическом образовании объемно представлено естественнонаучное содержание, но существенно отстает гуманитарное, в том числе во многом обделена вниманием социальная экология.
Сегодня лишь на начальной стадии находится внедрение таких специальностей и дополнительных квалификаций, как педагог-специалист по социальной экологии, педагог дополнительного экологического образования, педагог дошкольного экологического образования, менеджер экологического образования, которые не только актуальны, но и рассчитаны на будущее, что немаловажно для вузовского педагогического образования. Недостаточно активно внедряются учебные программы по этноэкологии, эколого-педагогической практике, экологическому краеведению - столь же и своевременные и перспективные. В вузовской подготовке слабо осваиваются традиции разных народов, их экологическая культура, не налажено устойчивое взаимодействие педагогических вузов и школ.
Решение обозначенных и других сходных проблем, дальнейшее внимание к экологическому образованию могли бы способствовать формированию его целостной научно обоснованной структуры. Такая структура, по мнению ведущих специалистов в данной области, должна включать ряд элементов.
1. Экологическое образование студента педагогического вуза как компонент, органически присущий его общей культуре.
Формирование гуманистической среды вуза как условие развития экологической культуры и практической готовности выпускника к школьному экологическому образованию и воспитанию в их современном и прогрессивном понимании.
Подготовка педагога-эколога для образования на профессионально-квалифицированном уровне.
Основываясь на этой структуре, выстраивается схема последовательного экологического образования в педагогическом вузе. На начальной стадии происходят личностное развитие и саморазвитие студента, усвоение им культурных и природных приоритетов и ценностей изначально на образном и эмоциональном уровнях. В соответствии с данной доминантой организуется обучение по всей общеэкологической программе. На второй стадии усваиваются необходимые образовательные и методические знания, складывается профессиональная компетентность будущего специалиста. Как следствие, формируется целый ряд предметов фундаментального экологического образования: общая экология, социальная экология, прикладная экология и т.д. На третьей стадии создаются условия для профессиональной идентификации студента, для выбора квалификации. На четвертой стадии студенты усваивают мировоззренческие представления о системе «человек-общество-природа», осуществляется интеграция исследовательской и научно-педагогической деятельности в этой области; создаются ситуации, стимулирующие его творческое саморазвитие.
Важная роль в формировании экологической культуры общества отводится социальным институтам. Так, Н.Н.Храменков выделяет четыре основных типа экологических социальных институтов, которые в зависимости от своих функций разделяются на практические, научные, педагогические и управленческие. Большое значение при этом придается средствам массовой информации (печать, радио, телевидение).
Стоить отметить также заключительный документ Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992 г.) - программу «Повестка дня для XXI века», где дана обобщенная оценка эволюции цивилизации и, что особо существенно, фундаментальным образом обоснованный сделан вывод о жизненной необходимости перехода человечества к устойчивому развитию.
Осмысление специфики устойчивого развития начинается с усвоения того, что в центре такого развития находится человек, который имеет неотъемлемое право на здоровую и плодотворную жизнь, что охрана окружающей среды реально должна стать важнейшим элементом процесса устойчивого развития, что общество перейдет к коэволюционному способу взаимодействия с природой, когда усилия коллективного разума будут направлены на то, чтобы обеспечить безопасность человечества во всех отношениях и реализовать стремление человека к личному и социальному благополучию.
Для достижения этих целей необходимо активизировать весь потенциал культуры, произвести радикальную, гуманистическую переориентацию всей системы ее ценностей, в полной мере раскрыть непреходящую значимость природы для человеческого существования.



















Лекция 4 (Раздел 1)
ОБЪЕКТЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА
Основные объекты экономического контроля можно подразделить на:
сам человек, его жилье;
человек и рабочее место;
человек и среда (в самом широком смысле этого понятия: село, город, транспорт, место отдыха, атмосфера, почва, реки, моря и океаны и т.д.).
Основные механизмы социально-экологического контроля: правовые, административные, моральные, этические, обычаи (традиции).
0 механизме комплексной оценки факторов окружающей среды человека мы поговорим ниже. Здесь попытаемся найти связь между социально-экологическим контролем и управлением средой обитания. При этом мы должны помнить, что экологическая безопасность - это достижение условий и уровня сбалансированного сосуществования окружающей природной среды и человека, когда уровень нагрузки на среду не превышает способности к ее восстановлению, т.е., саморегуляции (это достижение социально-экономических целей развития в комфортных условиях хозяйственной деятельности человека, в комфортной среде обитания).
Само управление состоит из оценки состояния окружающей среды, контроля изменения ее параметров, прогноза, принятия решений, их реализации через производственные структуры с помощью структур управления.
Выделяется несколько аспектов проблем, связанных с последствиями загрязнений окружающей среды:
1 .Медико-социальный. Воздействие изменяющейся среды на здоровье человека.
2.Экономический. Влияние загрязнения среды на общественное производство и его конечные результаты.
3. Экологический. Воздействие производственной деятельности на протекание естественных природных процессов.
4.Духовно-эстетический. Влияние изменяющейся среды на духовное и эстетическое состояние людей.
Принципиальная особенность иерархических систем управления заключается в том, что информация о состоянии объекта контроля может быть получена лишь с нижних уровней управляемой системы. А это уже предопределяет особые (основанные на доверии) отношения между контролирующей и управляющей системой и системой производства.
Отсюда сама концепция современных информационно-управляющих природоохранных систем должна быть иной. Она зиждется на глубоком знании законов самоорганизации природных систем, на знании того


Глобальный уровень экологического контроля связан с необходимостью защиты биосферы и элементов ее структуры от отрицательного воздействия хозяйственной деятельности всего мирового сообщества.
На региональном уровне ее сущность должна сочетать в себе: надведомственный контроль, возможность сочетания экономико-социального и экологического влияния на развитие региона или района. Гибкость, оперативность в управлении, бескомпромиссность в оценке состояния и воспроизводства ОС, независимость от финансирования физических и юридических лиц, ответственных за экономико-социальное состояние объектов природопользования. Такой структурой являются, государственные комитеты по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.
В рамках выбора механизма локальной системы управления экологической безопасностью важен экологический анализ
взаимодействующих составных элементов социоэкосистем.
В России выделяется четыре подхода к контролю окружающей среды: территориальный, отраслевой, межотраслевой и специальный.
Территориальный контроль. Реализуется в рамках деятельности правительств Республик в составе РФ, Администраций краев и областей.
Отраслевой контроль. Входит в компетенцию отраслевых министерств и ведомств, обеспечивающих выполнение требований охраны природы на своих предприятиях и организациях им подконтрольных.
Межотраслевые формы контроля. Включены в структуры министерств, комитетов, ведомств и различных организаций, связанных системой использования природных ресурсов и надзирания за состоянием окружающей среды. К специальному виду контроля относится деятельность органов, наблюдающих за использованием и охраной отдельных видов природных ресурсов (например, Госгортехнадзор, Госсанэпидемнадзор, Госинспекция по контролю за работой газоочистных и пылеулавливающих установок, Госэпидемслужба и т.д.).
Оперативные меры контроля и управления подразумевают непосредственное вмешательство местных природоохранных организаций в процессе поддержания экологического благополучия на объекте контроля и управления (предприятие, организация). Взаимодействие управляющих систем при этом определено схемой взаимодействия органов госконтроля при аварийных выбросах загрязняющих веществ и экстремально высоким загрязнением ОС.
Органами отраслевого контроля, например, за воздействием подведомственных предприятий на атмосферный воздух, подземные и поверхностные воды являются службы ведомственного контроля. Контроль осуществляется на выходе (сбросы, стоки), на выходе очистного оборудования.
Органами госконтроля по отдельным элементам природной среды являются соответствующие природоохранные госинспекции в рамках Закона об охране окружающей природной среды, целей, задач, прав и обязанностей Госкомэкологии.
Помимо передачи сведений об уровне загрязнения в центральные органы контроля (или центр по мониторингу окружающей среды Госкомэкологии) за состоянием ОС, Госкомэкология осуществляет формирование нормативно-правовой и инструктивно-методической базы проведения единой научно-технической политики в области управления природоохранной деятельностью.
Информационное обеспечение экологических проблем - механизм сбора, обработки, анализа, синтеза, сворачивания экологической информации, построения моделей, создание баз данных для пользователя.

Лекция 5 (Раздел 1)
СОДЕРЖАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА
Средние по масштабам предприятия могут иметь ограниченные возможности и им разве что под силу содержание только специалиста в ранге менеджера-консультанта по экологическим вопросам или менеджера-эколога. Решение же крупных вопросов экологического аудирования им не под силу, и они либо вынуждены обращаться к крупным предприятиям за плату для выполнения этой работы или же напрямую обращаться к аудиторским, консультативным, тренинговым, инжиниринговым фирмам, либо к контролирующим организациям, природоохранным службам.
Мелкие предприятия не имеют возможности содержать и менеджера-консультанта по экологическим вопросам, поэтому они вынуждены все свои проблемы решать либо на свой страх и риск, либо прибегать к услугам соответствующих фирм, Комитетов по контролю за ОПС.
Инженер-эколог в системе экологического аудита
Экоаудит - один из видов ревизионной или контролирующей деятельности аудиторами в области соблюдения экологических требований на предприятии, организации.
Например, эколическая ревизия (Норт, 1992) имеет целью обеспечение охраны окружающей среды путем:

· создания системы контроля за постановкой экологической работы на предприятии;

· анализа соответствия принятой форме политики в области охраны окружающей среды требованиям экологического законодательства.
Объектами экологического аудита и экологической ревизии на предприятии или в организации является:
система планирования, экомониторинга, отчетность в области экологической политики;
система экологического обучения и подготовки (переподготовки в рамках изменяющихся экологических требований и направления или технологии производства) экологических кадров и сотрудников предприятия (организации);
отношения с контролирующими органами и общественностью;
планирование мероприятий на случай чрезвычайных экологических ситуаций, вызванных работой предприятия или стихийным бедствием;
источники снижения и уровня загрязнений, выбросов, стоков;
системы очистки и ликвидации отходов;
ресурсосбережение (энерго,-водосбережение, природных ресурсов, компонентов, сырья, рационального использования земли);
за счет чего получается прибыль на предприятии (за счет рационального использования природных ресурсов и соблюдения экостандартов, или за счет ухода от платежей за нерациональное имспользование природных ресурсов, за счет скрывания отходов, выбросов, стоков и т.д.);
система финансово-экономического учета и анализа (критерии дисконтирования на основе окупаемости инвестиций, время возмещения инвестиций на чистые и безотходные технологии, годовые эксплуатационные издержки устаревшей в сравнении с новыми технологиями, годовой доход от чистой технологии;
показатели и критерии экологизации предприятия в рамках требований контролирующих природоохранных служб;
бухучет в рамках «зеленого бухучета».
В условиях внутреннего аудита менеджер-эколог является центральной фигурой, деятельность которого направлена на вскрытие резервов предприятия по экологизации производства, политики и финансовой деятельности. В условиях внешнего и специального экоаудита менеджер -эколог создает все необходимые условия для работы внешним аудиторам в рамках достижения общих целей экоаудита: выявить резервы предприятия для решения своих проблем и проблем соблюдения экологического законодательства.
Инженер-эколог в системе страховой политики
Это одна из форм защиты от возможного ущерба предприятию (организации и т.д.), которое может быть причинено вследствие непреднамеренного (неожиданного или стихийного) загрязнения окружающей природной среды, рис. 5.
Одним из эффективных механизмов оздоровления экологической обстановки в стране может стать экологическое страхование (ЭС) и развивающееся для его потребностей экологическое аудирование. В России такой перспективный вид ЭСХД как ЭС проводится только в качестве эксперимента.
В соответствии с ЭС основная роль отводится Комиссии по экологическому аудированию (КЭА). Она должна создаваться из специалистов научно-исследовательских учреждений, органов охраны окружающей среды и Федеральной службой надзора за страховой деятельностью и должна быть уполномочена Правительством осуществлять экологический аудит на основе утвержденных Правительством нормативно-методических документов.
В задачи Комиссии по экологическому аудированию входит:
определение перечня видов деятельности, подлежащих экологическому страхованию при обязательном экологическом страховании в отрасли, на территории или предприятии;
представление страхователей для их последующего определения Постановлением Правительства РФ при обязательной форме экологического страхования;
проведение расчетов в соответствии с нормативно-методическими документами по оценке убытков от аварийного загрязнения окружающей природной среды для определения предела ответственности страховщика при обязательном экологическом страховании;
давать заключения на иски, предъявляемые в судебные органы, которые будут принимать данные иски только при наличии заключений КЭА.

Рис. 5. Структурная схема экологического страхования
Страховое возмещение осуществляется согласно нижеприведенной структурной схемы ( Маковик, 1996), рис. 6 .
СТРАХОВОЕ ВОЗМЕЩЕНИЕ
- гибель (повреждение ) имущества Компенсация убытков за: - повреждение здоровья - упущенную выгоду__________________________
Компенсация ущерба природной среде
Расходы
По приведению в прежнее состояние природных объектов
Для спасения жизни и имущества
Связанные с административно-судебной защитой
Иные, предусмотренные страхованием
Рис. 6. Страховое возмещение
За рубежом страховые компании формируют специальные подразделения для оценки экологического риска, связанного с договором страхования, и дают рекомендации своим клиентам о путях его снижения.
Роль менеджера-эколога в решении этой проблемы заключается в том, чтобы не только предусмотреть сам элемент страхования, но и участвовать в системе отслеживания факторов, связанных с необходимостью проведения обязательного и обоснованного добровольного экологического страхования предприятия и его деятельности.
Инженер-эколог на стадии проектирования
Участвует с самого начала намерений руководства о принятии решения на проектирование предприятия или замены устаревших технологий на более совершенные.
Менеджер-эколог участвует в разработке концепции предприятия и его проектировании через включение в проект вопросов охраны природной среды (через систему экологических стандартов и контроля за их выполнением), через стадию одобрения проекта, осуществление проекта в соответствие с требованиями технических условий, графиком прохождения проекта, сметно-финансовым расчетом.
Важнейшие правила, которым должен следовать менеджер эколог на стадии проектирования это:
предусматривать в проекте жесткий вариант соблюдений экологических стандартов и с расчетом на будущее их ужесточение;
добиваться одобрения проекта с учетом будущего экоразвития;
включение вопросов охраны окружающей среды должны носить системный характер, сообразуясь с выработанной оптимальной матрицы по оценки воздействия будущих работ предприятия на окружающую среду в рамках ОВОС.
Матрица должна включать в себя характер существующей природной среды и характер предполагаемых работ.
В составе характеристики природной среды указывают:
климат и качества воздуха (осадки, влажность);
дается краткая и общая геологическая характеристика среды (особенность, включая тектоническую и вулканическую активность, ископаемые ресурсы с подразделением на местные, регионального и федерального значения, наличие оползней, просадки грунтов с указанием естественных или техногенных причин);
приводится характеристика водных ресурсов (гидрогеологический баланс, режим грунтовых вод, состояние естественного дренажа с указанием наличия водотоков с подразделением на поверхностные и подземные, заболачивания, заиления, подтопления, засоления, качество воды);
описывается почвенный покров с указанием особенностей почвенного режима (структуры почв, степени водной и ветровой эрозии, засоления, подтопления, устойчивости грунтов, склонов, несущей способности грунтов, осаждения, вспучивания) и наличия земляных сооружений (надземных и подземных). Указывается категория земель и их качество, залесенность, дается характеристика землепользования, продуктивности земель;
приводятся обобщенные сведения по экологии (видовое разнообразие с указанием продуктивности вида) включая биохимические циклы;
указывается наличие районов с легко уязвимой природной средой или ее нарушенной частью (свалки, их категории, места сброса токсичных компонентов) с указанием степени уязвимости пор принятой категории на основе действующего законодательства;
даются дополнительные характеристики среды (наличие шума, вибрации , электромагнитных и других физических полей различной природы);
наконец приводятся данные по наличию архитектурных природных, археологических и социокультурных памятников, заказников, заповедников, ботанических садов и т.д.
В характере проектируемых (предполагаемых) работ указывается:
площадки под строительные работы (здания, сооружения, автодороги с указанием их категорий, тропы, мосты, переправы, железные дороги и обгонные пути (включая скоростные и нескоростные магистрали), ЛЭП, трубопроводы и водоводы, преграды, ограждения, дноуглубительные работы, спрямление каналов, дамбы, водоемы, морские причалы, терминалы, буровзрывные работы для целей проходки поверхностных или подземных выработок, расчистка, засыпка, грунтовка земель, огневая расчистка, выравнивание, мощение и т.д.);
производственный процесс (сброс охлажденной воды, сточных вод с разделением на промышленные и бытовые, потребность в воде (технической, питьевой), аэротеки для промышленных и сточных вод, газо- и пылеотводные трубы с указанием состава газов и объема выбросов, отработанные ГСМ, шум, вибрация, наличие электромагнитных полей;
транспортная схема (потребности в транспорте, схема транспортировки, автомагистрали, железные дороги, тропы, мосты, погрузка и отправка сырья, компонентов, продукции, полуфабрикатов, жизненный цикл продукции);
обработка и транспортировка сырья, компонентов, отходов (пыль, накопление запасов отходов), шум, вибрация;
энергетика (выброс в атмосферу, сброс нагретых или охлажденных вод, сточные воды, потребность в воде, накопление запасов материалов, потребность в определенных видах энергии, шум, вибрация);
опасности (аварии, взрывы, разливы, утечки, радиация) с подразделением на категории;
отходы (характеристика, объемы, виды, категории, свалки, отвалы) и управление ими.


Инженер-эколог на стадии управления отходами
В процессе функционирования предприятия и производственного цикла (рис. ) формируются различные виды отходов, которые представляют собой целый узел новых экологических проблем. Это газообразные (связанные с жиганием топлива, например, ликвидации самих отходов), жидкие (стоки различных категорий) и твердые. Которые могут быть подразделены на токсичные и нетоксичные, промышленне и бытовые.
Процесс формирования, накопления и складирования отходов регламентируются системой управления отходами.
Предусмотреть на предпроектной и проектной стадиях масштабы и виды формирования отходов, значит исключить большие издержки в будущем на их переработку, хранение и ликвидацию, поскольку ликвидация отходов является весьма дорогостоящим занятием.
Однако в последние годы сами отходы привлекают к себе все большее количество переработчиков (извлекается биологический газ, извлекаются ценные цветные и благородные металлы, получается ценный строительный материал и т.д.).
Задача менеджера-эколога на стадии управления отходами производства заключается в реализации плана действий по анализу затрат и результатов мероприятий, связанных с этой задачей, а также:
в предотвращении отходов (в рамках технологических циклов) на основе четкого знания характера производственного процесса, характера используемых ресурсов на входе предприятия, определения выходов производственных процессов;
в выявлении отходов, если они неизбежны, с составлением материального баланса производства;
регенерация (переработка) отходов и их использование в качестве вторичного сырья, включая внутреннюю и внешнюю рециркуляцию;
создание безопасных методов ликвидации (в рамках проектов и технологий).
Важным результатом управления отходами является составление итогового материального, энергетического и финансового баланса используемых ресурсов и формируемых отходов.


Инженер-эколог в условиях развития чрезвычайной ситуации
В условиях развития чрезвычайной ситуации (ЧС), связанной с проявлением стихийных бедствий или производственными условиями (авариями) инженер-эколог действует в рамках техники безопасности и экологической безопасности, предусмотренных производственными программами или схемами управления экологической безопасностью, которые разрабатываются специально на случай развития ЧС (так называемый нештатный режим работы предприятия).






















Лекция 3 (Раздел 2)
СОЦИАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА
Факторы формирования социального заказа на деятельность инженера-эколога: глобальные проблемы окружающей среды и проблема обеспечения устойчивого развития и безопасности общества; современные политические и социально-экономические отношения; система глобализации общества и экономики; специфичность профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля и ее отличие от профессиональной деятельности специалистов других категорий; востребованность специалистов инженерно-экологического профиля обществом; основные требования, предъявляемые обществом к инженеру-экологу как компетентному специалисту в решении социальных задач.
Формирование рынка экологических услуг
Дискуссии о влиянии экологических факторов на развитие экономики, о том, не является ли охрана окружающей среды причиной, сдерживающей это развитие, начались в конце 60 годов XX века. Сегодня в промышленно развитых странах практически уже не осталось сомневающихся в том, что пренебрежение экологией дорого обходится экономике. Дело не только в прямом ущербе для общества вследствие экологических нарушений (прежде всего это потери, обуславливаемые повышением заболеваемости населения, уменьшения количества и снижения качества биологических природных ресурсов, ускорение износа зданий и сооружений, рост затрат на подготовку питьевой воды и т.п.). Еще важнее комплекс не столь заметных причин, вызванных переориентацией экономики развитых стран на выполнение хотя бы самых необходимых экологических требований, связанных, прежде всего, с уменьшением прямого ущерба.
Переориентация экономики развитых стран началась в конце 60 годов XX века с введения экологических норм и стандартов. Поначалу казалось, что выполнение природоохранных мероприятий приводит к увеличению затрат на производство продукции. Однако довольно быстро появилось немало хозяйственных структур, научившихся извлекать доход именно благодаря действию экологических нормативов и стандартов, зарабатывать на них, предлагая экологическое оборудование, системы очистки отходящих газов и сточных вод, утилизации, нейтрализации и уничтожения твердых отходов, самые разнообразные экологические услуги. Следовательно, эти структуры были заинтересованы в расширении экологической стандартизации, ужесточении нормативов. Общественные экологические движения энергично поддерживали это направление и активно возбуждали внимание широких слоев населения к экологическим проблемам.
Компании и фирмы, которые хотели нравиться своим клиентам должны были «зеленеть», независимо от того, зарабатывали они на этом или только тратились. Постепенно сформировался международный рьшок экологических товаров и услуг, объем продаж на котором к концу XX века составил более 500 млрд. долларов.
Забота об окружающей среде вошла в кодекс правил хорошего тона для всех отраслей бизнеса. Если такая забота причиняла фирме лишь убытки, то отказ от нее обуславливал убытки куда более значительные - он грозил вытеснением с рынка. Кроме того, экологизация производства оказалась на острие научно-технического прогресса. Многие экологосообразные решения прямо соответствовали мерам по повышению качества продукции, снижению затрат ресурсов на производство.
В конце 70-х годов XX века стандартизация и нормирование в экологии вышли на международный рьшок и стали диктовать условия доступа на него. Сначала это были нормативы экологического качества и безопасности продукции, однако скоро наступил следующий этап - нормирование экологических параметров технологий, с использованием которых эта продукция производится. Другими словами, даже если продукт хороший, но произведен с недопустимым загрязнением окружающей среды вход на мировой рынок будет для него закрыт.
В 1970-1980-е годы основные усилия государства и компаний направлялись на нейтрализацию последствий нанесенного окружающей среде ущерба [12]. В производстве главенствовал принцип охраны окружающей среды, получивший название контроля «на конце трубы». Однако путем нейтрализации последствий применения «грязных» производственных процессов сегодня не решить экологические проблемы. Приведем цифры. Сейчас из 20 т сырья вырабатывается только 2 т продукта, идущего на прямое потребление, а 90% первоначально добытого сырья в процессе технологической переработки уходит в прямые отходы. Из 2 т конечного продукта выбрасывается не менее 1 т, а остальное «отложенные отходы». Поэтому в 1990-е годы акцент делается на устранение причин экологических нарушений, когда приоритет придается контролю «в источнике загрязнения» и предотвращению отрицательных последствий на стадии планирования и проектирования. К мерам предупредительного характера можно отнести экореструктуризацию и экологическую модернизацию производства. Экореструктуризация предусматривает перестройку отраслевой структуры в результате снижения спроса на продукцию «грязных» производств или путем модернизации фирм - потребителей этой продукции. Экореструктуризация находит свое отражение в виде снижения расходов сырья и материалов на единицу внутреннего валового продукта (ВВП).
Экологическая модернизация связана с изменением технологической базы производства, что также характеризуется сокращением расхода энергии, воды и других ресурсов на единицу производимой продукции. Одним из показателей экологической модернизации производства является степень развития рециклирования (повторного использования ресурса после его обработки). Рециклирование позволяет снизить вредное воздействие на окружающую среду без сокращения сырьевых возможностей страны.
В 1990-е годы в странах Западной Европы в связи с изменением в законодательстве и ситуации на рынке резко изменилось восприятие экологических проблем фирмами: они стали осознавать свою роль в охране окружающей среды и коренным образом менять экономическое поведение. Они разработали такие средства для достижения экологических целей. Как «добровольные экологические хартии», или «кодексы деловой этики» по отношению к окружающей среде, То есть охрана окружающей среды стала рассматриваться как важная экономическая задача, приносящая прибыль. С 1996 года стали публиковаться международные стандарты серии ISO 14000, включающие схемы экологического менеджмента.
Различные элементы природоохранной системы в России существовали с конца ХУШ века. Так образованному в 1798 году Лесному департаменту поручались среди прочих и некоторые природоохранные функции. В XX веке стала формироваться система особо охраняемых природных территорий. В 1916 году образован первый в России заповедник - «Баргузинский» в Прибайкалье. С 1960-х годов Госсанэпиднадзор СССР начал регулярную разработку некоторых экологических стандартов и нормативов. С 1970-х годов Госкомгидромет СССР организовал систематическую работу по мониторингу состояния окружающей среды. В 1988 году был образован Государственный комитет СССР по охране окружающей среды, в котором были созданы подразделения экологического контроля, экологической экспертизы, экономики природопользования и охраны окружающей среды. Образование самостоятельной природоохранной системы и подъем общественного экологического движения в первые годы горбачевской перестройки сыграли важную роль дали старт формированию рынка экологических товаров и услуг в России.
Однако в настоящее время поведение российских предпринимателей пока еще слабо ориентировано на охрану окружающей среды. Из всего количества фирм малого и среднего бизнеса только 15% включили осуществление экологических мероприятий в свои уставные документы. В то же время в Германии, например, 85% предпринимателей учитывают экологические аспекты в своей деятельности.
Лекция 6 (Раздел 2)
ПРИНЦИПЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА
1. Всегда хоть на один шаг, но опережать конкурентов в вопросах охраны окружающей среды, во внедрении экологически безопасных технологий, памятуя о том, что завтра это будет стоить дороже в связи с неизбежностью ужесточения экологических стандартов во времени.
2. Необходимо рекламировать свои усилия по охране окружающей среды таким образом, чтобы об этом знала общественность и контролирующие органы. Имидж "зеленого" предприятия всегда будет служить во благо. При этом не обязательно использовать платную рекламу. Путем предоставления интервью средствам массовой информации можно рассказать общественности о своих успехах по охране окружающей среды в рамках деятельности предприятия, обращая внимания на заботу об этом руководителей производства, особенно в части снижения порогов загрязнения окружающей природной среды относительно законодательно установленных норм.
3. Окупаемость природоохранных мероприятий придаст уверенность предприятию в достижении поставленных целей.
4. Надо постоянно укреплять среди сотрудников предприятия, компании, организации необходимость постоянного совершенствования технологии производства при минимизации давления на окружающую среду. Всячески поддерживать чистоту на производстве, здоровые условия труда, что неизбежно приведет к тому, что производством будут дорожить и даже временные трудности не приведут к текучести кадров.
5. На самом видном месте предприятия необходимо наглядно отобразить сильные стороны, возможности роста предприятия в условиях устойчивого развития и столь же наглядно иллюстрировать слабые стороны и опасности предприятия, в случае сворачивания с выбранного пути экологизации производства. При этом надо помнить, что эти выгоды, возможности могут быть реальны только в случае создания экологически безопасного производства ВСЕМИ сотрудниками от директора (совета директоров) до рядового исполнителя.
6. Также необходимо помнить, что война "зеленых" аргументов в системе завоевания рынка всегда предпочтительнее войны с контролирующими органами. С последними лучше не воевать, а сотрудничать, всячески способствовать открытости и готовности предприятия предоставить любую информацию в любое время о действительном экологическом положении предприятия, организации, компании. Бесконфликтность с природоохранительными органами это не только спокойствие и ритмичная деятельность предприятия, но и значительный экономический рычаг благополучия
7. Низкое качество продукции всегда отнимает у предприятия или организации потенциального покупателя и передает его в руки конкурентов.
8. Если отходами производства не воспользуется ваш конкурент, предприятие все равно заплатит за то, чтобы отходы свезти на свалку. Поэтому необходимо делать двойную выгоду - не делать отходы, а превратить их в новую продукцию. В результате этого предприятие может получить различные налоговые льготы со стороны органов власти, контролирующих природоохранных служб, стать участником реализации различных экологических программ, финансируемых из экологических и других внебюджетных фондов.
9. Необходимо осознавать, что природные ресурсы имеют тенденцию дорожать во времени, поэтому рачительное отношение к природным ресурсам и сырью будет тем эффективнее, чем полнее работу по производству продукции предприятие организует по принципу "с колес". Это приучит производство ориентировать на самую совершенную систему организации труда, на самую совершенную систему работы с поставщиками ресурсов, сырья, компонентов, на самую совершенную систему реализации продукции (услуг). Девизы: меньше простоев, минимум баз хранения, минимум потерь ресурсов, сырья, продукции, минимум транспортных и энергетических издержек, минимум утилизации невостребованного сырья и продукции.
10. Заботясь о качестве продукции, необходимо также помнить о качестве, возможности легкой утилизации упаковочных материалов, простоты технологии их изготовления из легко утилизируемых компонентов, не наносящих ущерба окружающей природной среде.
11. Не связывать надежды с долгосрочным и большеобъемным использованием невозобновляемых ресурсов. Необходимо постараться связать свою деятельность (если это возможно) с ресурсами возобновляемыми: они и дешевле и экологически безопаснее.
12. Проблема инвестиций в производство целиком зависит от того, какие цели оно ставит перед собой, чтобы удовлетворить растущие потребности потребителя в экологически безопасной продукции. Если Вы ищите деньги на стороне, Вы не знаете возможностей Вашего предприятия, если вы не обращаетесь к государству, Вы не знаете общества, в котором живете. Ищите деньги там, где они есть или могут быть. Этот девиз наглядно иллюстрируют необходимость использовать все варианты собственных возможностей финансирования и возможностей общества поделиться средствами для реализации Ваших целей, которые понятны и блики обществу.
13. В финансово-экономической политике необходимо придерживаться правила: вкладывать средства на ранних этапах производства с максимально возможным учетом экологических стандартов с тем, чтобы на последующих стадиях развития производства вложения в экологизацию оказались бы необременительными для предприятия. Затраты на окружающую среду должны окупаться.
14. Начало своей деятельности надо связывать чистыми помыслами. Руководство проектом или планом реконструкции надо начинать с решения экологических вопросов с целью избежания последующего возможного развития неуправляемых ситуаций на производстве. Поддержку проекта осуществлять не формально, а с полным учетом факторов, способствующим реализации проекта или плана реконструкции в рамках поставленных целей и задач производства.
15. Не представлять себе и не формировать общественное мнение о своем предприятии более "зеленым", чем оно есть на самом деле.
16. Учитесь на своих ошибках, извлекая уроки, ибо на эти ошибки укажут ваши конкуренты приобретенным за счет потери части Вашего рынка или контролирующие органы и органы государственной власти путем санкций, что неизбежно скажется на результатах вашего производства и личного положения в обществе.
17. Самым эффективным является постоянное снижение воды и энергозатрат на получение единицы продукции.
18. Чрезвычайную ситуацию дешевле, легче предотвратить, чем ликвидировать.
19. Защитников природы, общественные экологические движения не обязательно любить, но их устремления надо понимать и уважать.
20. Помните, что во благо всем и природе, то во благо Вам - вашему здоровью, жизни, карьере, признание Ваших заслуг обществом и потомками.
21. При приватизации средств производства старайтесь максимально эффективно провести экологический аудит с тем, чтобы средства на экологизацию производства соответствовали экологическим требованиям приватизированного предприятия.
22. Природа и окружающая среда работают по принципу саморганизующехся систем. Поэтому они сбалансированы и могут находиться в состоянии неустойчивого равновесия. Хозяйственная деятельность человека направлена на разбалансированность этих систем. Поэтому критерием сбалансированности системы является состояние окружающей среды. Всегда ищите разбалансированность системы в том давлении, которое Вы оказываете на окружающую среду. Помните, что и природная среда обладает предельной емкостью, выше которой ассимиляционные функции природы не могут Вам вернуть утраченной экосистемы.
В системе организации производства, управления им и организации персонала на высокие цели устойчивого развития полезно следовать принципам Д.Карнеги:
Как заинтересовать людей? Как завоевать расположение людей?
В споре нельзя одержать верх.
Единственный способ одержать верх в споре - это уклониться от него.
Проявляйте уважение к мнению Вашего собеседника. Никогда не говорите человеку, что он не прав. Если Вы не правы, признайте это. Причем, признавайте это быстро и решительно.
С самого начала придерживайтесь дружелюбного тона
Беседуя, не начинайте разговор с обсуждения тех вопросов, по которым расходитесь во мнениях с собеседником. Сразу же подчеркните - и продолжайте подчеркивать те аспекты, в отношении которых вы единодушны. Все время упирайте на то, что вы оба стремитесь к одной и той же цели, что разница между вами только в методах, а не в сути.
Заставьте сразу же собеседника ответить вам "да".
Пусть большую часть времени говорит ваш собеседник. А Вы слушайте.
Как добиться сотрудничества?
Пусть Ваш собеседник считает, что данная мысль принадлежит ему.
Искренне старайтесь смотреть на вещи с точки зрения Вашего собеседника.
Относитесь сочувственно к мыслям и желаниям других.
Взывайте к более благородным мотивам.
Драматизируйте свои идеи, подавайте их эффектно.
Бросайте вызов, задевайте за живое.
Начинайте с похвалы и искреннего признания достоинства собеседника.
Указывайте на ошибки других не прямо, а косвенно. Сначала признайте свои ошибки, а затем уж критикуйте собеседника.
Давайте людям возможность спасти свой престиж, не загоняя их в угол.
Выражайте людям одобрение по поводу малейшей их удачи и отмечайте каждый их успех. Будьте чистосердечны в своей оценке и щедры на похвалу.
Создавайте людям хорошую репутацию, которую они будут стараться оправдать.
Делайте так, чтобы ошибка казалась легко исправимой.
Вы неисправимый оптимист.
Добивайтесь, чтобы люди были рады сделать то, что предполагаете.
Выражайте друг другу искреннюю признательность.
Развивайте смелость и уверенность в себе.
Отдыхайте, не дожидаясь усталости.
Научитесь расслабляться.
Трудитесь с энтузиазмом.




















Лекция 7 (Раздел 3)
НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ
Эколого-правовой механизм управления экологической безопасностью представляет собой самостоятельный институт российского экологического права и находит свое проявление в системе эколого-правовых норм и экологических правоотношений, направленных на выполнение закрепленного в законе экологического императива. Цель механизма: обеспечить материализацию эколого-правовой нормы. Это достигается работой всех частей механизма. Его структура состоит из четырех звеньев.
Первое звено эколого-правового механизма - природоохранительные нормы права. Их главная функция состоит в том, чтобы закрепить базовые (исходные) экологические императивы.
Второе звено механизма включает экологизированные правовые нормы и нормативы. Главная функция этого звена выражается в том, чтобы конкретизировать экологический императив и привязать его к определенной хозяйственной или иной деятельности, воздействующей на природную среду.
Третье звено механизма составляет гарантии, обеспечивающие выполнение как базовых, так и экологизированных норм и нормативов.
Четвертое звено - завершающий этап движения нормы, реализующей себя в правоотношении. Применительно к охране природной среды оно может быть экологическим, т.е. отражающим требования охраны окружающей природной среды, либо экологическим вредным, если нарушает требования охраны окружающей природной среды (рис. 7)
Рис.7. Структура эколого-правового механизма
Природоохранительные правовые нормы, призванные выполнять базовые эколого-правовые функции, сконцентрированы в головном природоохранительном Законе РФ «Об охране окружающей природной среды» и дополняющих его природоохранительных актах. Закон содержит следующие виды эколого-правовых норм: нормы-принципы, нормы-приоритеты, нормы-императивы, нормы-гарантии.
Нормы-принципы закрепляют основополагающие начала правового регулирования природоохранительных отношений. Они выражены в ст. 3 Закона и пронизывают все его последующее содержание. Центральным принципом Закона является научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов под приоритетом охраны жизни и здоровья человека. Он рассматривается как неизменный принцип общественного развития.
Нормы-приоритеты выражают определенные преимущества в правовом регулировании охраны и использования одних объектов охраны природной среды перед другими в целях их особой защиты от нерационального потребления. Так в отраслевых природоохранительных правовых актах (основах, кодексах о земле, недрах, лесах, водах, животном мире и т.д.) провозглашаются отраслевые приоритеты. По земле - приоритет земель сельскохозяйственного назначения, их охраны и использования, приоритет природоохранных земель, земель природно-заповедного фонда; по водам - приоритет использования пресных вод прежде всего в интересах питьевого и коммунально-бытового потребления; по лесам - приоритет особо охраняемых лесов первой группы, выполняющих защитные, охранительные функции; по животному миру - приоритет охраны редких, исчезающих видов животных. Высшие эколого-правовые приоритеты выражаются в Законе в форме приоритета охраны жизни и здоровья человека, прав граждан на здоровую и благоприятную для жизни окружающую природную среду.
Нормы-императивы содержат экологические требования ко всем источникам воздействия на среду и здоровье человека и предлагают им в безальтернативном порядке эколого-правовую модель поведения. Экологические императивы устанавливают запреты на экологически вредную деятельность (ст. 40-57 Закона), лимиты на природопользование (ст. 19), порядок выдачи лицензий на использование природных ресурсов (ст. 18).
Нормы-гарантии определяют систему, обеспечивающих выполнение экологических императивов. Они предусматривают экономические, организационные, санитарно-гигиенические, эколого-контрольные,юридические, культурно-просветительские средства воздействия.
В целом эта модель природоохранительных норм права может выглядеть следующим образом, рис.8.
Рис. 8.Нормы природоохранительного законодательства РФ
Экологические принципы охватывают все стадии хозяйственного процесса доэксплуатационную, эксплуатационную, послеэксплуатационную (рис 9).
Доэксплуатационная стадия включает в себя четыре звена -размещение объекта, проектирование, строительство, приемка в эксплуатацию.
Эксплуатационная предусматривает важнейшие параматры экологической деятельности объекта - паспортизацию, разрешение на выбросы, стоки, установление нормативов выбросов, стоков, контроль за их выполнением. Она включает также выход продукции, размещение отходов производства, жизненный цикл продукции. Послеэксплуатационная стадия определяется необходимостью ликвидации предприятия с выполнением всех требований в рамках ЭСХД.













Лекция 9 (Раздел 4)
СТРОИТЕЛЬСТВО ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО УЛАВЛИВАНИЮ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ И СТОЧНЫХ ВОД
На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одним из основных мероприятий по защите воздушного бассейна.
В настоящее время используются различные методы улавливания и обезвреживания паро- и газообразных веществ из воздуха. На практике применяют следующие способы очистки газа: абсорбционный, адсорбционный, каталитический, термический и др. Методики расчета аппаратов для физико-химической очистки газов базируются на закономерностях тепло- и массообмена. При этом используются элементы теории подобия диффузионных процессов.
Абсорбция газовых примесей
Абсорбцией называется перенос компонентов газовой смеси в объем соприкасающейся с ней конденсированной фазы. При абсорбции происходит из бирательное поглощение одного или нескольких компонентов из газовой смеси жидкими поглотителями. Обратный процесс, т.е. удаление из объема конденсированного вещества поглощенных молекул газа, называется дегазацией или де (аб)сорбцией. Вещество, которое содержится в газовой фазе и при абсорбции не переходит в жидкую фазу, называют газом-носителем, вещество, в котором происходит растворение абсорбируемых компонентов, называют растворителем (поглотителем или абсорбентом), вещество, которое содержится в газовой фазе и при абсорбции переходит в жидкую фазу, т.е. поглощаемый компонент, называют абсорбтивом, поглощаемое вещество в объеме поглотителя - абсорбатом. Абсорбат удерживаются в абсорбенте, равномерно распределяясь среди его молекул, вследствие растворения или химической реакции.
Процесс, завершающийся растворением абсорбата в поглотителе, называют физической абсорбцией (в дальнейшем - абсорбция). При физической абсорбции происходит физическое растворение абсорбируемого компонента в растворителе, при этом молекулы абсорбента и молекулы абсорбтива не вступают между собой в химическое взаимодействие. Иногда растворяющийся газ вступает в химическую реакцию непосредственно с самим растворителем. Процесс, сопровождающийся химической реакцией между поглощаемым компонентом и абсорбентом, называют химической абсорбцией (в дальнейшем - хемосорбция). При хемосорбции абсорбируемый компонент вступает в химическую реакцию с поглотителем, образуя новые химические соединения в жидкой фазе. При физической абсорбции обычно используют в качестве абсорбента воду, а также органические растворители и неорганические, не реагирующие с извлекаемыми компонентами и их водными растворами. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.
Схема абсорбционной установки приведена на рис. 11. Газ на абсорбцию подается газодувкой 1 в нижнюю часть колонны, где равномерно распределяется перед поступлением на контактный элемент (насадку или тарелки). Абсорбент из промежуточной емкости 9 насосом 10 подается в верхнюю часть колонны и равномерно распределяется по поперечному сечению абсорбера с помощью оросителя 4. В колонне осуществляется противоточное взаимодействие газа и жидкости. Очищенный газ, пройдя брызгоотбойник 3, выходит из колонны. Абсорбент стекает через гидрозатвор в промежуточную емкость 13, откуда насосом 12 направляется на регенерацию в десорбер 7, после предварительного подогрева в теплообменнике-рекуператоре 11. Исчерпывание поглощенного компонента из абсорбента производится в кубе 8, обогреваемом, как правило, насыщенным водяным паром. Перед подачей на орошение колонны абсорбент, пройдя теплообменник-рекуператор 11, дополнительно охлаждается в холодильнике 5.

Насадочные колонны
Насадочные абсорберы получили наибольшее применение в промышленности. В насад очных колоннах обеспечивается лучший контакт обрабатываемых газов с абсорбентом, чем в полых распылителях, благодаря чему интенсифицируется процесс массопереноса и уменьшаются габариты очистных устройств. Эти абсорберы представляют собой колонны, заполненные твердыми телами различной формы. Некоторые распространенные типы насадок показаны на рис. 12.
Рис. 12. Виды насадки: а - насадка из колец Рашига: 1 - отдельное кольцо; 2 -кольца навалом; 3 -регулярная насадка; б - фасонная насадка: 1 - кольца Палля; 2 -седлообразная насадка «Инталокс»; 3 - кольца с крестообразными перегородками; 4 - керамические блоки; 5 - витые из проволоки насадки; 6 -кольца с внутренними спиралями; 7- пропеллерная насадка; 8 - деревянная хордовая насадка.
Тарельчатые колонны
Тарельчатые колонны составляют основную группу массообменных аппаратов. Они представляют собой вертикальный цилиндр (цельносварной или состоящий из нескольких царг, соединенных между собой наглухо или разъемными фланцами), по высоте которого расположены специальные контактные устройства - тарелки, используемые в одних случаях как технологические, в других как опорные устройства. Корпус колонны (цилиндр) выполняется из различных материалов - листового металла, металлического литья, керамики и т. д. в зависимости от коррелирующих свойств перерабатываемой смеси температурного и барометрического режимов работы аппарата.
Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и многократном взаимодействии жидкости и газа. Жидкость непрерывно перетекает с верхних тарелок на нижние, отделенные друг от друга свободным пространством, где газ, пар или легкая жидкость отделяется от уносимых ими частиц более тяжелой фазы.
Таким образом, процесс массопереноса в тарельчатых колоннах осуществляется в основном в газожидкостных системах, создаваемых на тарелках, поэтому в таких аппаратах процесс проходит ступенчато, и тарельчатые колонны в отличие от насад очных, в которых массоперенос происходит непрерывно, относят к группе ступенчатых аппаратов. Выбор того или иного типа тарелок обусловливается технологическими соображениями.
Диапазон диаметров тарелок (независимо от их типа и конструкции), применяемых в колонной аппаратуре, составляет 2008000 мм в соответствии с диаметрами колонн, для которых они предназначаются. Количество тарелок в одной колонне бывает обычно не менее 2030, а в отдельных случаях доходит до 80 шт. и более. Расстояния между тарелками зависят в основном от физико-химических свойств разделяемой среды, а также некоторых других соображений и бывают от 60 до 600 мм и более.
Тарелки малых размеров выполняются цельными, тарелки больших размеров большей частью составными (разборными) из отдельных секций, соединяемых между собой струбцинами, болтами и другими приспособлениями. В отдельных случаях в стальной сварной аппаратуре крупногабаритные тарелки выполняются неразборными, свариваемыми на месте монтажа.
Тарелки характеризуются нагрузками по пару и жидкости, относительная величина которых в зависимости от разделяемой среды может в значительной степени отличаться друг от друга. Рабочие параметры разделения в ректификационных и абсорбционных колоннах, также в зависимости от разделяемой среды, бывают различными: по давлению от глубокого вакуума до избыточного 4 МПа и выше, а по температуре от минус 250 до плюс 250 °С и более.

Методы и способы очистки сточных вод от примесей.
В соответствии с действующим законодательством все сточные воды должны перед сбросом в водоем подвергаться очистке от токсичных примесей. Для выполнения этих требований в зависимости от состава сточных вод применяются различные методы и способы.
Из известных способов обработки и утилизации производственных жидких отходов, включая и пастообразные, в мировой практике наибольшее распространение нашли следующие методы: биологическое окисление и физико-химическая очистка, складирование в поверхностных хранилищах, захоронение в глубинные горизонты и подземные пустоты естественного и искусственного происхождения, сброс в глубинные части морей и океанов, термическая обработка, захоронение отходов в наземных герметических резервуарах.
Сточные воды промышленных предприятий очищают механическими, физико-химическими и биологическими методами. Выбор схемы очистки определяется рядом 15факторов, включающих показатели очищаемого стока, возможность утилизации примесей и повторного использования воды для производственных нужд, состояние водоема, качество воды в нем и т.д.
Вследствие сильной загрязненности сточных вод промышленных предприятий их очистка от примесей производится в несколько этапов. Во всех случаях очистки стоков первой стадией является механическая очистка, предназначенная для удаления наиболее крупных механических примесей, взвесей и дисперсно-коллоидных частиц. Последующая очистка от химических веществ осуществляется различными методами: физико-химическими (флотация, абсорбция, ионообмен; дистилляция, обратный осмос и ультрафильтрация и др.), химическими (реагентная очистка), электрохимическими (электрохимическое окисление и восстановление, электродиализ, электрокоагуляция, электрофлотация и т.п.), биологическими. Если в сточных водах имеются весьма вредные вещества, применяют термические методы, позволяющие уничтожить примеси. Как правило, во многих случаях приходится применять комбинацию указанных методов.
Процессы и аппараты механической очистки сточных вод
Механическая очистка применяется для выделения из сточной воды нерастворенных минеральных и органических примесей. Назначение механической очистки заключается в подготовке сточных вод при необходимости к биологическому, физико-химическому или другому методу более глубокой очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования. Типы и размеры этих сооружений зависят в основном от состава, свойств и расхода производственных сточных вод, а также от методов их дальнейшей обработки.
Как правило, механическая очистка является предварительным, реже окончательным этапом для очистки производственных сточных вод. Она обеспечивает выделение взвешенных веществ из этих вод до 90...95 % и снижение органических загрязнений (по показателю БПК ) до 20.. .25%.
Высокий эффект очистки сточных вод достигается различными способами интенсификации гравитационного отстаивания преаэрацией, биокоагуляцией, осветлением во взвешенном слое (отстойники-осветлители) или в тонком слое (тонкослойные отстойники), а также с помощью гидроциклонов.
Процесс более полного осветления сточных вод осуществляется фильтрованием пропуском воды через слой различного зернистого материала (кварцевого песка, гранитного щебня, дробленого антрацита и керамзита, горелых пород, чугунолитейного шлака и других материалов) или через сетчатые барабанные фильтры и микрофильтры, через высокопроизводительные напорные фильтры и фильтры с плавающей загрузкой пенополиуретановой или пенополистирольной. Преимущество указанных процессов заключается в возможности применения их без добавления химических реагентов.
Выбор метода очистки сточных вод от взвешенных частиц осуществляется с учетом кинетики процесса. Размеры взвешенных частиц, содержащихся в производственных сточных водах могут колебаться в, очень широких пределах (возможные диаметры частиц составляют от 5 10 до 5 10 м), для частиц размером до 10 мкм конечная скорость осаждения составляет менее 10 см/с. Если частицы достаточно велики (диаметром более 30...50 мкм), то в соответствии с законом Стокса они могут легко выделяться отстаиванием (при большой концентрации), или процеживанием, например, через микрофильтры (при малой концентрации). Коллоидальные частицы (диаметром 0,1... 1 мкм) могут быть удалены фильтрованием, однако из-за ограниченной емкости фильтрующего слоя более подходящим методом при концентрациях взвешенных частиц более 50 мг/л является ортокинетическая коагуляция с последующим осаждением или осветлением в взвешенном слое.
Повышение технологической эффективности сооружений механической очистки очень важно при создании замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. Этому требованию удовлетворяют различные новые конструкции многополочных отстойников, сетчатых фильтров, фильтров с новыми видами зернистых и синтетических загрузок, гидроциклонов (напорных, безнапорных, многоярусных). Применение этих сооружений позволит сократить в 3...5 раз капитальные затраты и на 20...40 % эксплуатационные расходы, уменьшить в 3...7 раз необходимые площади для строительства по сравнению с применением обычных отстойников.-
С целью обеспечения надежной работы сооружений механической очистки производственных сточных вод, как правило, рекомендуется применять не менее двух рабочих единиц основного технологического назначениярешеток, песколовок, усреднителей, отстойников или фильтров. При выборе максимального числа сооружений предусматривается их секционирование по унифицированным группам, состоящим из единиц с наиболее крупными габаритами.
На рисунке 2.1. показана схема механической очистки сточных вод со следующим составом основных сооружений: решетки 2 для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения, песколовки 3 для выделения тяжелых минеральных примесей (главным образом песка), усреднители 5 расхода сточных вод и концентрации их загрязнений, отстойники или отстойники-осветлители 6 для выделения нерастворимых примесей, фильтры 7 для более полного осветления воды и сооружения для обработки осадка.
В ряде случаев механическая очистка является единственным и достаточным способом для извлечения из производственных сточных вод механических загрязнений и подготовки их к повторному использованию в системах оборотного водоснабжения.
Однако для некоторых производств требуется вода с меньшим содержанием взвешенных веществ, чем содержание, обеспечиваемое механической очисткой, поэтому необходима дополнительные физико-химическая и биологическая очистка, а также еще более глубокая очистка производственных сточных вод. При повторном использовании биологически очищенной сточной воды в соответствии с санитарными нормами требуется применять хлорирование.
Усреднители.
При выборе способов и технологического оборудования для очистки сточных вод от примесей необходимо учитывать, что заданные эффективность и надежность работы любого очистного устройства обеспечиваются в определенном диапазоне значений концентраций примесей и расходов сточной воды. Большинство цехов машиностроительных предприятий характеризуется постоянством расхода и состава сточных вод, однако в некоторых технологических процессах имею г место кратковременные изменения, что может существенно уменьшить эффективность работы очистных устройств или вывести их из строя. Например, залповые сбросы отработанных технологических растворов в термических, травильных и гальванических цехах вызывают существенное увеличение концентрации тяжелых металлов в сточных водах на входе в очистные сооружения. Быстрое таяние снега, а также интенсивные дожди вызывают существенное увеличение расхода поверхностных сточных вод на входе в очистные сооружения.
Для обеспечения нормальной эксплуатации очистных сооружений в указанных случаях необходимо усреднение концентрации примесей или расхода сточной воды, а в некоторых случаях и по обоим показателям одновременно. С этой целью на входе в очистные сооружения устанавливают усреднители, выбор и расчет которых определяются характеристиками залповых сбросов. Исключение пиковых расходов воды, поступающей на очистку, позволяет более экономично и надежно проводить процесс.
Усреднение проводят в контактных и проточных усреднителях. Контактные усреднители используют при небольших расходах сточной воды, в периодических процессах и для обеспечения высоких степеней выравнивания концентраций. В болынин-стве случаев применяют проточные усреднители, которые представляют собой много-коридорные (многоходовые) резервуары или емкости, снабженные перемешивающими устройствами. Многокоридорные усреднители могут быть прямоугольные и круглые (рис. 13). Усреднение в них достигается смешением струй сточной воды разной концентрации. Усреднение расхода воды достигается также при перекачке ее насосами. В этом случае усреднитель представляет собой простую емкость. Перемешивание жидкости может быть обеспечено и механическими мешалками или барботажем воздуха.


Решетки.
Очистка сточных вод от твердых частиц в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава осуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения твердых частиц в поле действия центробежных сил и фильтрования.
Процеживание первичная стадия очистки сточных вод предназначено для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей размером до 25 мм, а также более мелких волокнистых загрязнений, которые в процессе дальнейшей обработки стоков препятствуют нормальной работе очистного оборудования. Процеживание сточных вод осуществляется пропусканием воды через решетки и волокноуловители.
Решетки применяют для улавливания из сточных вод крупных, нерастворенных, плавающих загрязнений. Попадание таких отходов в последующие очистные сооружения может привести к засорению труб и каналов, поломке движущихся частей оборудования, т.е. к нарушению нормальной работы. Решетки изготовляют из круглых и прямоугольных стержней. Зазоры между ними равны 16... 19 мм.
Решетки устанавливают на очистных станциях при поступлении на них сточных вод самотеком. Не применять решетки на очистных станциях допускается в случае подачи сточных вод насосами с установленными перед ними решетками с зазорами 16 мм или менее.
Решетки подразделяют на:
- подвижные и неподвижные;
- с механической или ручной очисткой;
- устанавливаемые вертикально или наклонно (как при самотечном, так и при напорном поступлении сточных вод).
Решетки, требующие ручной очистки, устанавливают в случае, если количество загрязнений не превышает 0,1 мЗ/сут. При большем количестве загрязнений устанавливают решетки с механическими граблями. Уловленные на решетках загрязнения измельчают в специальных дробилках и возвращают в поток воды перед решетками. Решетки размещают в отдельных помещениях, снабженных грузоподъемными приспособлениями. Расчетную температуру в здании с решетками принимают равной 16°С, а кратность обмена воздуха - 5.
Схемы механизированных решеток показаны на рис. 14.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) крупностью свыше 0,2...0,25 мм при пропускной способности станции очистки сточных вод более 100 мЗ/сут.
Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод и проверяются на минимальный приток. Тип песколовки необходимо выбирать с учетом пропускной способности очистной станции, состава очищаемых производственных сточных вод и местных условий строительства. Число отделений песколовок надлежит принимать не менее двух, при этом все отделения должны быть рабочими.
В системах очистки наибольшее применение нашли песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, круглой формы с тангенциальным подводом воды и аэрируемые. Конструкцию сооружения выбирают в зависимости от количества сточных вод и концентрации твердых примесей.

Глубокая очистка сточных вод.
Глубокая очистка биологически очищенных сточных вод на микрофильтрах обеспечивает снижение содержания взвешенных веществ на 50...70 % и БПК на 30...40 % общего их содержания в поступающей воде. При этом количество растворенного кислорода практически не уменьшается, что является преимуществом микрофильтров по сравнению с песчаными фильтрами. С применением микрофильтров в системе глубокой очистки появляется возможность уменьшить число вторичных отстойников, сократив продолжительность пребывания сточной воды в них до 30 мин либо заменив I ступень биологических прудов микрофильтрами, уменьшить площадь прудов, капитальные расходы и эксплуатационные затраты. Применение микрофильтров при глубокой очистке сточных вод после вторичных отстойников позволяет уменьшить площадь биологических прудов.
Методы фильтрования, микрофильтрации, флотации и глубокой очистки в биологических прудах по задержанию в них взвешенных веществ и БПКполн обеспечивают разное качество очищенных вод по этим показателям при одинаковых значениях их в исходной воде, что свидетельствует о разных диапазонах применимости каждого метода. При концентрации взвешенных веществ в исходной воде менее 20 мг/л эффективность работы фильтров значительно превышает эффективность других методов; при концентрации взвешенных веществ более 20 мг/л эффективность флотаторов и микрофильтров увеличивается.
Независимо от величины БПКполн в исходной сточной воде фильтры обеспечивают наибольшее снижение этого показателя. Это является существенным преимуществом метода фильтрования по сравнению с другими методами глубокой очистки, так как основная задача уменьшение остаточного БПКполн в биологически очищенных сточных водах без значительного удорожания всего комплекса сооружений.
Повторное использование доочищенных сточных вод в промышленности осуществляется в районах с высокоразвитой промышленностью и ограниченными водными ресурсами. Очищенные сточные воды используются для охлаждения закрытых теплообменных аппаратов и питания котлов, для тушения кокса, смыва и гидротранспорта окалины в различных отраслях промышленности.
Максимальное использование доочищенных городских сточных вод для производственного водоснабжения позволяет в значительной степени сократить потребление воды из природных источников и уменьшить сброс очищенных городских сточных вод в водоемы, что значительно снижает капитальные расходы и эксплуатационные затраты на водохозяйственные нужды городов, а также улучшит санитарное состояние водоемов. Доочищенные сточные воды целесообразно также использовать для поливки улиц и зеленых насаждений.
В перспективе процент использования доочищенных сточных вод в промышленности и городском хозяйстве должен резко возрасти. Это направление одно из наиболее рациональных при использовании и охране водных ресурсов.















Лекция 11 (Раздел 5)
РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА В КОНТРОЛЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Полная и достоверная статистическая информация является тем необходимым основанием, на котором базируется процесс управления охраной окружающей среды. Принятие управленческих решений в области охраны окружающей среды на всех уровнях - от общегосударственного или регионального и до уровня фирмы или человека - невозможно без должного статистического обеспечения. Именно статистические данные позволяют определить объемы загрязнения воздуха, воды и почвы, выявить основные тенденции влияния загрязняющих веществ на здоровье населения, оценить уровень воздействия отдельных отраслей промышленности на окружающую среду, проанализировать состояние экосистем и ландшафтов, исследовать уровень существования организмов при антропогенном воздействии человека и т.д. Статистические данные получаются в процессе проведения соответствующего исследования.
Сущность инженерных исследований в экологии
Исследование - это изучение любых объектов путем проведения над ним эксперимента.
Соответственно, инженерное исследование в экологии - это изучение любых природных и антропогенных объектов природо-промышленных систем путем проведения над ним эксперимента.
Природо-промышленная система (ППС) - это множество объектов отраслей промышленного и сельскохозяйственного производства и объектов природной среды, образующих единую технико-экономическую и экологическую структуру рассматриваемого региона, упорядочен но взаимодействующих друг с другом в процессах обмена информацией, потребления материально-энергетических ресурсов и переработки отходов.
В состав природо-промышленной системы входят:
1) промышленная (антропогенная) подсистема (техносфера):
а) компоненты промышленной подсистемы:
- объекты (сфера) общественного потребления, являющиеся источниками выделения загрязняющих веществ, энергии и других факторов воздействия на окружающую среду (жилой сектор, транспорт, торговые и обслуживающие организации и т.д.);
- объекты (сфера) промышленного производства, являющиеся источниками выделения загрязняющих веществ, энергии и других факторов воздействия на окружающую среду (предприятия промышленности и сельского хозяйства, вокзалы, аэродромы, электростанции и т.д.);
- объекты (сфера) зашиты окружающей среды (очистные сооружения, системы размещения, переработки или захоронения отходов и т.д.);
б) внутренние и внешние связи в промышленной подсистеме (потоки первичных природных ресурсов, идущих на общественные, промышленные и эколого-технологические нужды, потоки промышленных потребительских продуктов, потоки перерабатываемых и неперерабатываемых общественных и промышленных отходов и т.д.);
2) природная подсистема (окружающая среда) - экосфера с флорой и фауной (компоненты и связи атмосферы, гидросферы и литосферы).
Природо-промышленные системы являются объектом профессиональной деятельности инженера-эколога.
Цель инженерного исследования в экологии
Инженерные исследования в экологии чаще всего преследуют практическую цель - получение достоверной информации для выявления закономерностей развития явлений и процессов, происходящих в природо-промышленной системе. Задача наблюдения предопределяет его программу и формы организации. Неясно поставленная цель может привести к тому, что в процессе наблюдения будут собраны ненужные данные или, наоборот, не будут получены сведения, необходимые для анализа.
Объект инженерного исследования в экологии
При подготовке инженерного исследования кроме цели следует точно определить, что именно подлежит обследованию, т.е. установить объект инженерного исследования в экологии.
Под объектом инженерного исследования в экологии понимается некоторая статистическая совокупность, в которой проистекают исследуемые явления и процессы, происходящие в природо-промышленной системе. Объектом инженерного исследования в экологии может быть совокупность физических лиц (население отдельного региона, страны; лица, занятые на предприятиях отрасли), физические единицы (станки, машины, жилые дома), юридические лица (предприятия, фермерские хозяйства, коммерческие банки, учебные заведения), природные объекты (растительность, животный мир, недра).
- определить состав используемых в анализе методов, необходимые группировки;
- на основе этого выявить те признаки, которые можно определить при проведении исследовательской работы.
Обычно программа выражается в форме вопросов переписного (опросного) листа.
К программе статистического инженерного исследования в экологии предъявляются следующие требования:
1) программа должна содержать существенные признаки, непосредственно характеризующие изучаемое явление, его тип, основные черты, свойства; не следует включать в программу признаки, имеющие второстепенное значение по отношению к цели обследования или значения которых заведомо будут недостоверны или отсутствовать (например, при незаинтересованности предприятий в представлении информации по используемому очистному оборудованию, так как она является предметом коммерческой тайны);
2) вопросы программы должны быть точными и не двусмысленными, иначе полученный ответ может содержать неверную информацию, а также лепсими для понимания во избежание лишних трудностей при получении ответов;
3) при разработке программы следует не только определить состав вопросов, но и их последовательность; логичный порядок в последовательности вопросов (признаков) поможет получить достоверные сведения о явлениях и процессах.
Время инженерного исследования в экологии
Выбор времени инженерного исследования в экологии заключается в решении двух вопросов:
- установление критического момента (даты) или интервала времени;
- определение срока (периода) наблюдения.
Под критическим моментом (датой) исследования понимаются конкретные день года, час дня, по состоянию на который должна быть проведена регистрация признаков по каждой единице исследуемой совокупности. Критический момент устанавливается с целью получения сопоставимых статистических данных. Если же надо проанализировать изменение значений статистических данных, например в отчетном месяце по сравнению с предыдущим месяцем, то устанавливается не критический момент, а интервал времени, за который следует получить статистические данные. Выбор критического момента или интервала времени определяется, прежде всего, целью исследования.
Срок (период) исследования - это время, в течение которого происходит заполнение статистических формуляров, т.е. время, необходимое для проведения массового сбора данных. Этот срок определяется исходя из объема работы (числа регистрируемых признаков и единиц в обследуемой совокупности), численности персонала, занятого сбором информации. Следует учитывать, что отдаление периода наблюдения от критического момента или интервала времени может привести к снижению достоверности получаемых сведений.






Лекция 8 (Раздел 6)
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И УПРАВЛЕНИЯ ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ
Решение о разработке серии международных стандартов в области систем экологического менеджмента явилось результатом Уругвайского раунда переговоров по Всемирному торговому соглашению и встречи на высшем уровне по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 году. Разработку новых стандартов поручили Международной организации стандартизации (ISO). Новая серия стандартов получила название ISO 14000.
Стандарты ISO 14000 разрабатываются с учетом уже зарекомендовавших себя международных стандартов по системам менеджмента качества продукции ISO 9000. Основным предметом ISO 14000 является система экологического менеджмента.
Важным аспектом является то, что система стандартов ISO 14000 ориентирована не на количественные параметры и не натехнологии. Основным положением стандартов является то, что организация в специальном документе должна объявить о своем стремлении соответствовать национальным стандартам в области охраны окружающей среды. Такой характер стандартов обусловлен тем, что ISO 14000 как международные стандарты не должны вторгаться в сферу действий национальных нормативов. Предполагается, что система стандартов будет обеспечивать уменьшение неблагоприятных воздействий на окружающую среду на трех уровнях:
- Организационном - через улучшение экологического "поведения" корпораций.
- Национальном - через создание существенного дополнения к национальной нормативной базе и компонента государственной экологической политики.
- Международном - через улучшение условий международной торговли.
Документы, входящие в систему, можно условно разделитьна три основные группы:
- принципы создания и использования систем экологического менеджмента;
- инструменты экологического контроля и оценки;
- стандарты, ориентированные на продукцию.
В трех названных областях разработаны и разрабатываются
следующие документы:
ISO 14001 Системы экологического менеджмента - спецификации и руководство по использованию
ISO 14004 ЭМС - Общее руководство по принципам, системам и методам
ISO 14014 Руководство по определению "начального уровня" экологической эффективности предприятия. Должно использоваться перед созданием формальной системы экологического менеджмента. Инструменты экологического регулирования и оценки
ISO 14010 Общие принципы экологического аудита
ISO 14011/1 Процедуры аудита систем экологического менеджмента
ISO 14012 Критерии квалификации экологических аудиторов
ISO 14031 Руководство по оценке экологических показателей деятельности организации. Стандарты, ориентированные на продукцию
ISO 14020 (Серия документов) Принципы экологической маркировки продукции
ISO 14040 (Серия документов) Методология "оценки жизненного цикла"
ISO 14050 Глоссарий
ISO 14060 Руководство по учету экологических аспектов в стандартах
на продукцию
Требования, предъявляемые к системе управления окружающей средой
(по ГОСТ Р ИСО 14001-98)
Как и в западном аналоге, основным документом стандартов серии ГОСТ Р ИСО 14000 является стандарт 14001. В этом стандарте, устанавливаются требования к системе управления окружающей средой, которая рассматривается как часть общей системы административного управления.
В предисловии к стандарту справедливо указывается, что в настоящее время предприятия становятся все более заинтересованными в том, чтобы добиться достаточной экологической эффективности. Предприятия стремятся демонстрировать, что они контролируют воздействие своей деятельности, продукции или услуг на окружающую среду с учетом своей экологической политики и целевых экологических показателей. Они делают это в условиях все большего ужесточения природоохранного законодательства и других мер, направленных на охрану окружающей среды, а также в условиях общего роста озабоченности заинтересованных сторон вопросами окружающей среды.
Настоящий стандарт устанавливает требования системе управления окружающей средой. Он разработан так, чтобы его можно было применить к организациям всех типов и размеров с учетом различных географических, культурных и социальных условий. Модель такого подхода показана на рис. 10. Общая цель стандарта заключается в том, чтобы поддержать меры по охране окружающей среды и предотвращению ее загрязнения при сохранении баланса с социально-экономическими потребностями.

Демонстрация успешного внедрения этого стандарта может быть использована организацией для того, чтобы заинтересованные стороны удостоверились в наличии у нее надлежащей системы управления окружающей средой.
Стандарт 14001 не устанавливает абсолютных требований к экологической эффективности помимо содержащихся в сформулированной политике обязательств соответствовать применяемым законодательным актам и регламентам и постоянно улучшать систему. Так, две организации, занимающиеся аналогичной деятельностью, но показывающие различную экологическую эффективность, могут обе соответствовать требованиям этого стандарта.
Требования стандарта 14001 применимы к тем экологическим аспектам, которые организация может реально контролировать и не устанавливает конкретных критериев экологической эффективности.
Представленные в данном стандарте требования помогают организациям решать следующие основные вопросы:
- внедрить, поддержать и улучшить систему управления окружающей средой;
- удостовериться в своем соответствии принятой экологической политике;
- продемонстрировать это соответствие другим;
- добиться сертификации или регистрации внешней организацией своей системы управления окружающей средой;
- самостоятельно определить соответствие системы экологического управления настоящему стандарту и самой заявить об этом соответствии.

























Лекция 10 (Раздел 6)
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА
Решение экономических и экологических проблем должно осуществляться во взаимосвязи. Состояние окружающей среды оказывает непосредственное влияние на потенциальные возможности развития экономики страны и, в свою очередь, зависит от степени развития производительных сил и научно-технического прогресса (НТП).

При решении экономических проблем необходимо учитывать их взаимосвязь с экологическими проблемами. Трудности с добычей природных ресурсов, связанные с увеличением глубины их залегания, а также уменьшение количества природных ресурсов, разведанных и вовлеченных в экономический оборот, ведут к повышению мировых цен на сырье со всеми вытекающими отсюда последствиями. Загрязнение окружающей среды отходами производства и потребления приводит к уменьшению земель сельскохозяйственного назначения, а также требует огромных затрат на хранение, захоронение, уничтожение отходов и т.д.
Очевидно, что для выхода из экономического кризиса необходимо изыскать возможности и средства для решения экологических проблем, т.е. решать эти проблемы в комплексе.
Взаимосвязь экономических и экологических проблем можно проиллюстрировать рядом примеров
Так, истощение запасов природных ресурсов, как это имеет место на Европейской территории России и во многих других странах мира, является следствием интенсивного использования природных ресурсов при постоянном расширении объемов, общественного производства. По оценкам специалистов, ежегодно из недр земли извлекается более 100 млн. т. полезных ископаемых, создаваемых природой миллиарды лет. Истощение разведанных запасов полезных ископаемых и ухудшение их геологического положения сопровождается увеличением стоимости природного сырья на мировом рынке, а это ведет, как правило, к росту стоимости готовой продукции и является фактором снижения эффективности производства.
Взаимосвязь экономических и экологических проблем проявляется и в увеличении затрат на ликвидацию вредного воздействия окружающей среды на здоровье людей. Уменьшение озона в стратосфере на 1% вызывает увеличение случаев заболевания раком кожи на 5%, что сопровождается затратами на лечение.
Проблема загрязнения всех компонентов окружающей среды также ведет к обострению экономических проблем хотя бы потому, что большая часть полезных площадей, часто сельскохозяйственного назначения (особенно вокруг больших городов), занята свалками; на захоронение, уничтожение и хранение отходов тратятся огромные средства (затраты на эти цели иногда превышают затраты на производство готовой продукции, их рост является сдерживающим фактором расширения производства). Развитие безотходных технологий - идеальный, хотя и трудно достижимый путь решения одновременно экологических и экономических проблем.
Проблема сокращения земель сельскохозяйственного назначения и проблема снижения плодородия почвы непосредственным образом влияют на решение проблемы обеспечения населения продуктами питания, развития продуктивности сельскохозяйственного производства и выхода из кризиса экономики. Решение этих проблем связано с рационализацией природопользования, в частности, с отведением земель под строительство дорог, трубопроводов, с соблюдением установленных при этом нормативов. Это позволит предотвратить сокращение земель сельскохозяйственного назначения, не обусловленное объективной необходимостью. Решение этих проблем связано также с решением Проблемы сокращения отходов, их уничтожения, утилизации, предотвращения их образования.
Ухудшение плодородия почвы является причиной низких урожаев и требует рекультивации земель и других мер направленных на стимулирование естественной способности почвы к восстановлению. Эта проблема связана с проблемой загрязнения атмосферы. Загрязнение атмосферы приводит к кислотным дождям, которые, как известно, оказывают значительное влияние на окисление почвенного слоя земли и снижение его плодородия.
Примеры, иллюстрирующие взаимосвязь экономических и экологических проблем, можно продолжить. Так, кризис экономики является тормозом развития безотходных технологий, создания индустрии экологического назначения (строительства очистных и других сооружений). Кризисное финансовое состояние многих предприятий тормозит внедрение таких экономических рычагов рационализации природопользования, как введение платы за использование природных ресурсов, за загрязнение компонентов окружающей среды. Кроме того, вследствие кризисного состояния экономики у государства нет средств на предоставление субсидий и налоговых льгот для поощрения экологически чистых технологий и производства.
Состояние природопользования на планете предполагает необходимость решения следующих вопросов:
- позволяет ли состояние окружающей среды в регионе развивать то или иное производство, если оно приведет к превышению предельно допустимого загрязнения;
- должны ли быть изменены темпы роста экономики в связи с ограничением некоторых ресурсов;
следует ли ограничить потребление некоторых природных ресурсов в интересах потомков;
- насколько серьезно влияет загрязнение окружающей среды и затраты на ее предотвращение на дальнейшее развитие экономики и должно ли это вызывать пересмотр национальных и международных целей ее развития;
- каковы основные стратегические пути решения экономических и экологических проблем одновременно;
- каковы возможности разведки природных ресурсов и каково влияние Н'ГП на этот процесс;
- каковы возможности замены традиционных видов топлива, энергии и других природных ресурсов нетрадиционными и т.п.;
- соответствуют ли имеющиеся на планете (в стране, регионе) природные ресурсы, их геологическое положение и состояние целями желаемым темпам экономического развития.
В развитых странах значительная часть этих проблем уже сейчас решается путем развития безотходных технологий. В том случае, когда стратегического решения этих проблем пока не существует, идут на ограничение или отказ от потребления тех или иных товаров.
Перспективы развития экономики природопользования
и природоохраны
В условиях перехода к рыночным отношениям предпочтение, в государственном регулировании качества окружающей среды, следует отдавать экономическим мерам - элементам экономического механизма природопользования (ЭМПП). По нашему мнению, ЭМПП должен включать следующие элементы:
- финансовую базу; экологическую индустрию (экобизнес); экологическое планирование; систему лимитов на природопользование (жестких экологических ограничений); систему платежей за природопользование и загрязнение окружающей среды (ОС); систему экономического стимулирования рационального природопользования и ОС; социально-экономическую оценку природных ресурсов; систему экологического страхования.
Основой ЭМПП должна быть мощная и динамичная финансовая база. В кредитно-финансовой системе необходимо создать новые структуры, которые позволяли бы осуществлять как сугубо финансовые операции, так и функции объединения средств различных экологических фондов, предприятий и организаций, а также функции контроля за расходованием этих средств. Такими структурами могли бы быть экологические банки как особые государственные и коммерческие учреждения.
Вторым элементом ЭМПП должна стать экологическая индустрия. В России эта отрасль хозяйствования только формируется. Её основу могут составить предприятия экологического профиля любых форм собственности по следующим направлениям:
- по переработке бытовых и промышленных отходов;
- по защите воздушного бассейна, водных и земных ресурсов;
-по производству экологически чистых продуктов питания, экологическому воспроизводству, включающему воспроизводство редких видов животных и растений, восстановление и повышение плодородия почв и продуктивности пастбищ, формирование качества ближайшей среды жизни человека и другое. Необходимо экономическими мерами стимулировать создание подобных предприятий.
С формированием экоиндустрии тесно связан экологический рынок. В его рамках необходимо развивать рынок идей, патентов, средощадящей техники и технологий, ресурсов, в том числе и вторичных, товаров, труда, услуг и капитала. Можно с большой уверенностью предположить, что в ближайшие 50 лет рынок «экологических благ» займет ведущее место в мировой экономике и обгонит сферу производства и обслуживания электронной техники.
Сегодня в стране нет плане экоразвития, а принимаемые программы малоэффективны из-за слабой экономической проработки, отсутствует четкая экополитика. Одним из важнейших условий решения вопросов природопользования должно быть экологическое планирование с реализацией планов восстановления природно-ресурсного потенциала до определенного уровня. Его целью является оптимизация хозяйствования с минимизацией экологических ущербов как от деградации эксплуатируемой территории, так и от ухудшения состояния здоровья населения.
С целью совершенствования существующей системы лимитов на природопользование, кроме установленных предприятием жестких экологических ограничений, необходимо также разрабатывать таковые и для отдельных территорий и экосистем. Показатели экологической емкости территории должны учитывать допустимую техногенную нагрузку, изъятие природных ресурсов и другие факторы.
В совершенствовании нуждается и такой элемент ЭМ1111, как система платежей за природопользование и загрязнение ОС. В эту систему входят:
- плата за природные ресурсы (землю, недра, воду, лес, иную растительность, животный мир, рекреационные и другие природные ресурсы, включая воздух для хозяйствования);
- плата за загрязнение ОС и другие виды воздействия.
Если механизм платы за право пользования землей, недрами, водой и лесом разработан и утвержден законодательством, то в отношении остальных природных ресурсов еще необходимо провести ряд научно-исследовательских работ в этой области (особенно по проблеме рационального использования кислорода и платы за него). Что же касается платы за загрязнение ОС, то несмотря то, что «Порядок определения платы и её предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия» существует, взимание платы за радиоактивные, шумовые, электромагнитные, бактериальные загрязнения ОС не осуществляется из-за отсутствия методических разработок. Тем более полностью отсутствуют хотя бы какие-то наброски по этой проблеме относительно кислорода.
Что касается системы экономического стимулирования рационального природопользования и охраны ОС, несмотря на то, что ее элементы утверждены законом РФ «Об охране окружающей среды», на практике она не применяется из-за усложненной процедуры оформления налоговых и других льгот.
Известно, насколько серьезный ущерб хозяйствованию наносит аварийное загрязнение ОС. Его доля в общем объеме загрязнения достигает 25-30 %. Реальность такова, что в силу ограниченности в средствах как организаций и предприятий, так и государства, более 80 % ущерба от загрязнения среды вообще не компенсируется, лишь 3% возмещается за счет виновников, остальное - из государственных резервов. Поэтому очень важно сформулировать в рамках ЭМПП специальную систему экологического страхования. Главным условием создания такой системы выступает принцип трансграничности её функционирования, т.е. достижение стандартов экологической безопасности обще регионального и даже мирового уровня для всех ее участников, т.к. распространение вредных веществ не признает ни каких границ. Однако само по себе формирование системы экологического страхования - ещё не гарантия понесенных обществом потерь. Необходимо на её базе развивать различные формы экологического предпринимательства, предварительно утвердив их в законодательном порядке.
Экономическое стимулирование ООПС.
В России стимулирование рационального природопользования и охраны окружающей природной среды (ООПС) осуществляется на законодательном уровне путем:
- установления налоговых и иных льгот, представляемых государственным и иным учреждениям и организациям, в том числе и природоохранным, при внедрении малоотходных и безотходных технологий и производств, использовании вторичных ресурсов, осуществлении другой деятельности, обеспечивающей природоохранительный эффект;
- освобождения от налогообложения экологических фондов;
- передачи части средств экологических фондов на договорных условиях под процентные займы предприятиям, учреждениям, организациям и гражданам для реализации мер по гарантированному снижению выбросов и сбросов загрязняющих веществ;
- применения поощрительных цен и надбавок на экологически чистую продукцию;
- введения специального налогообложения экологически вредной продукции;
- применение льготного кредитования предприятий, учреждений, организаций, независимо от форм собственности, эффективно осуществляющих ООПС.
Однако следует отметить, что в настоящее время до конца не разработан механизм практического осуществления ряда предусмотренных законом мер. Так, например, установление поощрительных цен и надбавок на экологически чистую продукцию должно предполагать предварительную ее аттестацию независимой экологической экспертизой и подтверждение этих качеств с определенной периодичностью. Эта периодичность должна устанавливаться на каждый конкретный вид продукции. Для введения системы социального налогообложения экологически вредной продукции и продукции, выпускаемой с применением экологически опасных технологий, необходимо определить место для раннего вида налогообложения, разработать его принципы, обосновать и составить перечень видов экологической продукции и технологий, при использовании которых нужно применять специально повышенное налогообложение. При установлении поощрительных цен и надбавок на экологически чистую продукцию, специального налогообложения экологически вредной продукции необходимо разработать и утвердить порядок введения системы идентификации и дифференциации товаров рынка экологических услуг (экологические марки, марочные и товарные знаки).


Финансовое регулирование природоохранной деятельности.
В большинстве развитых стран программы поддержания и улучшения качества окружающей среды были приняты в конце 60-х - начале 70-х гг. Для организационного обеспечения были созданы специальные государственные учреждения: Агентство по охране окружающей среды (США, Япония), Комитет по охране окружающей среды (ФРГ), Министерство культуры и окружающей среды (Франция), Консультативный комитет по окружающей среде (Швеция) и др. Задача этих ведомств состоит в разработке стандартов и в обеспечении эффективного механизма воздействия на предприятия - источники вредного влияния на природную среду - в случае нарушения принятых стандартов (национальные стандарты качества воздушной среды, стандарты на выброс особо опасных веществ, приводящих к увеличению смертности или повышению риска заболеваемости населения, стандарт на предотвращение загрязнения поверхностных и подземных вод, на удаление твердых отходов).
Помимо прямых затрат правительства на природоохранную деятельность в странах с рыночной экономикой используются и эффективные экономические рычаги стимулирования затрат на защиту окружающей среды. Одним из таких рычагов является ускоренная амортизация оборудования по очистке сбросов и выбросов (для основного производственного оборудования в США, например, срок амортизации составляет 15 лет, а для систем очистки устанавливается льготный срок 5 лет). Таким путем осуществляется скрытая субсидия в природоохранное оборудование, причем закон уточняет, что речь идет именно об очистных устройствах, не дающих никакой побочной прибыли.
Кроме этого, устанавливаются еще всевозможные налоговые скидки на дополнительные капиталовложения в очистные сооружения, которые полностью или частично освобождаются от налога на основные фонды, на продажу, при аренде, и пр. Специально для стимулирования установки очистных сооружений во многих странах применяется предоставление государственных низкопроцентных займов на продолжительные сроки. В числе более гибких или более «экономичных» мер сокращения вредных выбросов в атмосферу необходимо упомянуть компенсационную политику - принцип и продажу прав на выброс.
Суть политики компенсации заключается в том, что для создания благоприятных условий экономического роста и вместе с тем сдерживания загрязнения воздушной среды предусматривается возможность строительства нового источника загрязнения только в том случае, когда дополнительный выброс загрязняющих от этого источника компенсируется сокращением выбросов от других источников. Развитием компенсационного подхода стал так называемый бабл - принцип, или принцип пузыря (bubble - пузырь). В соответствии с этим предполагается, что региональная производственная деятельность и прочие виды человеческой хозяйственности, приводящие к отрицательному воздействию на воздушную среду, осуществляются в некотором гипотетическом пузыре достаточно больших размеров, и задача состоит в наиболее региональном распределении между загрязнителями воздушной среды, ограниченных объемом «пузыря» возможностей выбросов различных видов загрязняющих веществ. Предприятия, снижая путем дополнительной очистки или усовершенствования технологии объем выбросов определенного типа загрязняющего вещества, становится обладателем «права на выброс», которое может быть зарезервировано в специальных «банках» излишков разрешенных выбросов или продано фирме, заинтересованной в получении такого права.
В России введение платежей за выбросы и сбросы (в дополнение к штрафам за превышение предельно допустимых выбросов и сбросов) означает, что стратегия природоохранной деятельности все в большей степени начинает использовать положительный опыт природоохранной работы стран с рыночной экономикой.
Согласно ст. 25 Закона РФ « Об охране окружающей среды» плата взимается за:
- природные ресурсы (земля, недра, вода, лес, и другие ресурсы);
- загрязнение окружающей среды;
- нарушение природоохранного законодательства в порядке компенсации причиненного ущерба.
Плата за природные ресурсы взимается в соответствии с законами РФ «Земельный кодекс РФ», «Налоговый кодекс РФ», «Об экологической экспертизе», «Об охране окружающей среды» и др.
Значительную роль в мобилизации средств для природоохранной деятельности и обеспечения заинтересованности предприятий в снижении промышленных выбросов отводится платежам за загрязнение окружающей среды, которые представляют собой особый вид налогообложения, когда облагаемой величиной является масса выбросов или сбросов, а также размещаемых отходов, независимо от других результатов хозяйственной деятельности предприятий. Финансовое бремя такого налогообложения распределяется между природопользователями пропорционально наносимому им вреду окружающей среды и у каждого из них появляется стимул к уменьшению облагаемой налогом величины. В соответствии с новым порядком предусматривается взимание платы за следующие виды вредного воздействия на окружающую среду:
- выброс в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников;
- сброс загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты;
- размещение отходов;
- другие виды вредного воздействия (шум, вибрация, электромагнитные и радиационные воздействия и т.п.).
Установлены три вида базовых нормативов платы:
- за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, другие виды вредного воздействия в пределах нормативов;
- то же, но в пределах установленных лимитов (временно согласованных нормативов);
- то же, за сверхлимитное загрязнение.
Базовые нормативы платы устанавливаются по каждому ингредиенту загрязняющего вещества (отхода), виду вредного воздействия с учетом степени опасности их для окружающей природной среды и здоровья населения. Норматив платы за размещение отходов, являющихся вторичными ресурсами, устанавливаются в размере цен на эти ресурсы, а по остальным - в зависимости от классов токсичности. В случае нарушения природоохранного законодательства виновные могут быть подвергнуты штрафу в административном порядке в соответствии со ст. 43 Закона «Об охране окружающей среды». Виновные обязаны полностью возместить вред, причиненный окружающей среде, здоровью и имуществу граждан, хозяйству.
Однако сумма штрафов и исков при крупных авариях может оказаться настолько велик, что её не сможет выплатить даже мощное предприятие. Чтобы не допустить неизбежного «списания» претензий в таких случаях, следует широко использовать экологическое страхование, предусмотренное ст. 23 Закона «Об охране окружающей среды». Платежи за природные ресурсы и загрязнение окружающей среды, а также суммы, взысканные по искам о возмещении нанесённого ущерба и штрафа, поступают во внебюджетный государственный экологический фонд. Средства экологических фондов зачисляются на спецсчета в банках и распределяются специальным образом. 60% - на реализацию природоохранных мероприятий местного значения; 30% - то же, республиканского, краевого и областного значения; 10% - тоже, федерального значения. Расходовать средства экологического фонда на цели, не связанные с природоохранной деятельностью, запрещается.




Лекция 13 (Раздел 7)
Перспективные способы переработки отходов различных отраслей

Проблема переработки органических отходов. Актуальные аспекты утилизации органических отходов с использованием методов биоконверсии в проблеме охраны окружающей  среды. Современные биогазовые технологии – перспективный метод решения проблем агропромышленного комплекса. Анаэробная переработка отходов животноводства и растениеводства приводит к минерализации основных компонентов удобрений. Обеззараживание отходов животноводства и растениеводства. Производство топливного биогаза, биометана и электроэнергии. Классификация отходов. Отходы производства. Отходы потребления. Промышленные отходы. Бытовые отходы. Радиоактивные отходы. Возможные направления использования отходов производства. Утилизация промышленных отходов. Методы технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых бытовых отходов. Источники углеродсодержащих отходов. Методы утилизации углеродсодержащих отходов. Технологии утилизации углеродсодержаших отходов. Технологии, основанные на химических методах обезвреживания. Технологии биологического обезвреживания. Технологии основанные на электрохимических методах.




Современные биогазовые технологии – перспективный метод решения экологических проблем агропромышленного комплекса.
Перспективы создания биоэнергетической индустрии переработки сельскохозяйственных отходов

Основной отраслью агропромышленного комплекса Российской Федерации является животноводство, которое специализируется на разведении крупного рогатого скота, свиноводстве и птицеводстве. По данным на январь 2010 года поголовье крупного рогатого скота составляет 9275,9 тыс. голов, свиней – 11021,4 тыс. голов, птицы – 344480,8 тыс. голов [1].
В Российской Федерации в результате жизнедеятельности деятельности предприятий животноводства ежегодно скапливается большое количество отходов:
- крупного рогатого скота и свиноводства – 349,7 млн. т
- птицеводства – 23,1 млн. т.
Белгородская область является одним из наиболее динамично развивающихся регионов страны. Товары животноводства составляют порядка 70 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] от всей продукции сельского хозяйства области. Ниже представлена таблица численности КРС, свиней и птицы по Белгородской области.
В таблице 1 представлены данные о поголовье скота и птиц
Таблица 1
Данные по крупным, средним и малым сельскохозяйственным организациям Белгородской области
 
Поголовье скота и птицы на конец отчетного периода, тыс. голов
январь
2010 года

крупного рогатого скота
184.4

свиней
2046.4

птицы
38828.0

К 2012 году ожидается увеличение объема отходов до 11,5 млн тонн.
В результате регион сталкивается с серьезной экологической проблемой - утилизацией отходов животноводства и птицеводства. На сегодняшний день данная проблема имеет приоритетный характер и требует принятия энергичных мер.
Такая же ситуация складывается и в других регионах Российской Федерации с развитым животноводством.
Традиционные способы использования отходов животноводства и растениеводства, применяемые в настоящее время в сельском хозяйстве России, ограничиваются получением из них путем естественного перегнивания органических удобрений в виде перегноя. Свиноводческие отходы до сих пор не находят квалифицированного применения даже в виде удобрений и создают значительные экологические и технические сложности при их хранении и утилизации.
Расчетные данные показывают, что на территории России ежегодно образуется значительное количество отходов растениеводства и животноводства. Только отходы животноводства (около 650 млн т/г) по своей удобрительной ценности эквивалентны 65 % объема удобрений, необходимых для сельского хозяйства страны. Однако этот огромный потенциал используется не более чем на 25 %. При этом образующиеся отходы наносят значительный вред окружающей природной среде.
При переработке таких отходов используют различные методы: утилизация с помощью вермикультуры, сжигание, получение компоста, складирование в течение трех лет, а затем внесение на поля с целью повышения плодородия почв. Одним из перспективных способов является анаэробная переработка отходов в биореакторе с последующим получением биогаза и биоудобрений.
Одним из наиболее перспективных, если не сказать единственным, на сегодняшний день вариантом решения этой проблемы является биотехнологическая переработка сельскохозяйственных отходов в высококачественные экологически чистые удобрения и топливный биогаз.
В процессе сбраживания в анаэробных условиях отходы превращаются в высококачественные удобрения, в которых потери азота сокращаются с 50-60 % (при традиционном способе) до 1-2 %. При этом значительная часть трудно усвояемых соединений азота переходит в доступную для питания корневой системы растений форму, вследствие чего коэффициент использования азота достигает 80 % по сравнению с 25-30 % для перегноя. Одновременно с этим происходит полная минерализация фосфора и обеспечивается сохранность калия, за счет чего урожайность зерновых и картофеля повышается на 25-30 %, а многолетних трав с 28-30 до 45-50 ц/га. Помимо этого, высушенный и гранулированный биошлам содержит аминокислоты и витамины группы В и может быть использован в качестве кормовой добавки.
При метановом сбраживании отходов в условиях термофильного режима уничтожаются семена сорных растений и возбудители инфекционных заболеваний и фитофторы, что способствует очищению полей от сорняков, а также улучшению санитарно-гигиенического состояния животноводческих хозяйств.
Одновременно с получением удобрений из 1 т сухого навоза при оптимальных условиях можно получить 350 м3 метансодержащего (60-65 % СН4) биогаза, что в пересчете на одну голову крупного рогатого скота составляет около 2,5 м3/сут, а в течение года – 900 м3 газообразного экологически чистого топлива. В пересчете на традиционное моторное топливо одна корова кроме молока позволяет получать ежегодно около 600 л бензина.
Еще одним ценным видом продукции, которую можно получать из биогаза, является так называемый биометан. Использование биометана, получаемого путем очистки биогаза от СО2, в качестве газообразного топлива для двигателей внутреннего сгорания показало, что выброс токсичных веществ по сравнению с бензином снижается: по СО в 5-10 раз, оксидам азота в 1,5-2,5 раза. (Возможные направления использования).
При переработке 1 т свежих отходов крупного рогатого скота и свиней (при влажности 85%) можно получить от 45 до 60 м3 биогаза, 1 т куриного помета (при влажности 75%) - до 100 м3 биогаза.
Основную часть биогаза составляет метан (55-85%) и углекислый газа (15-45%). В состав сероводорода. Его теплота сгорания составляет от 21 до 27,2 МДж/м.
По теплоте сгорания 1 м3 биогаза эквивалентен: 0,8 м3 природного газа, 0,7 кг мазута, 0,6 кг бензина, 1,5 кг дров (в абсолютно сухом состоянии), 3 кг навозных брикетов. Биогаз, как и природный газ, относится к наиболее чистым видам топлива. 
Анаэробная переработка отходов животноводства и растениеводства приводит к минерализации основных компонентов удобрений (азота и фосфора) и их сохранению (в отличие от традиционных способов приготовления органических удобрений методами компостирования, при которых теряется до 30-40% азота). Кроме того, процесс этого способа переработки занимает намного меньше времени по сравнению с традиционными (компостирование, складирование и др.
Отсутствие технологий обеззараживания животноводческих отходов приводит не только к загрязнению окружающей природной среды, но и к распространению инфекционных заболеваний среди людей и животных. По данным ФАО, экономический ущерб, причиняемый болезнями скоту в разных странах, составляет: в Германии – 12,5; США – 15,4; Англии – 15,7; Франции – 15,1, а Италии даже 19,0 % от годовой стоимости продукции животноводства. Вероятно, что в России эти показатели не меньше.
За рубежом проблеме получения и использования биогаза уделяют большое внимание. В качестве сырья для получения биогаза используют навоз крупного и мелкого рогатого скота, свиной навоз и птичий помет, органические бытовые отходы, стоки городских канализаций и даже человеческие экскременты. Во многих странах мира имеется значительное количество мелких и крупных промышленных установок по производству биогаза и их количество постоянно увеличивается. Так, если в 1980 году таких установок по получению биогаза насчитывалось около 8 млн штук (с суммарной мощностью около 3 млрд м3/г), то в настоящее время эти показатели соответствуют производительности только одной страны – Китая.
Во многих странах мира эксплуатируется широкий спектр установок, перерабатывающих органические отходы: от индивидуальных фермерских хозяйств (2-3 животных) до биоэнергетических комплексов для крупных животноводческих хозяйств (до 110 тыс животных). Биогазовые установки для фермерских хозяйств обеспечивают их потребность в энергии на 100 % летом и на 50 % зимой. Производительность биоэнергетических комплексов позволяет обеспечивать тепло- и электроэнергией не только собственные нужды, но и реализовывать их другим потребителям.
Перечисленные факторы позволяют сделать вывод о значительном экономическом и экологическом эффекте от внедрения технологий биопереработки отходов животноводства и растениеводства в сельскохозяйственном секторе России.
Актуальность поставленной задачи обусловлена необходимостью улучшения экологического и энергетического положения, повышения социально-экономического уровня и качества жизни и перспективного развития агропромышленного комплекса России.
Решение данной проблемы возможно только на основе комплексного научно-обоснованного подхода и при безусловной поддержке на региональном и федеральном уровне. Создание индустрии биопереработки органических отходов должно быть ориентировано на конкретного потребителя и разрабатываться на основе комплексного анализа имеющихся объемов и региональной плотности распределения отходов, необходимой номенклатуры и типоразмеров, а также структуры и емкости рынка биоустановок и биоэнергетических комплексов.
Создание индустрии биотехнологической переработки сельскохозяйственных отходов позволит решить следующие взаимосвязанные проблемы:
1) Экологическую – обеззараживание отходов животноводства и растениеводства.
2) Экономическую – получение высококачественных удобрений.
3) Энергетическую – производство топливного биогаза, биометана и электроэнергии.
4) Социальную – обеспечение занятости населения при производстве, строительстве и эксплуатации биоустановок и биоэнергетических комплексов.
Для решения данных экологических проблем нами предложена модернизированная установка для переработки органических отходов агропромышленного комплекса с последующим получением биогаза (рис. 1).
Основным элементом установки является биореактор, в котором происходит анаэробное брожение. Также установка содержит газгольдер, системы подготовки, подачи и слива субстрата, устройства перемешивания, подогрева, и средства автоматики.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис. 1 Схема биогазовой установки
1 – источник отходов; 2 – система подготовки субстрата; 3 – биореактор; 4 – барботажное перемешивающее устройство; 5 – газгольдер; 6 – система сбора готового биоудобрения
 
В отличие от известных ранее биогазовых установок технология переработки отходов производств АПК с последующим получением биогаза и биоудобрений в данном комплексе включает несколько стадий.
Сначала отходы поступают в систему подготовки субстрата, которая представляет собой емкость необходимого объема. Здесь происходит измельчение отходов, перемешивание и доведение до влажности 85-90 %.
Затем подготовленный субстрат подается в биореактор.
Закачка сырья в реактор осуществляется двумя способами: под действием силы тяжести и с помощью специального насоса. Первый способ простой и дешевый, но усложняется с ростом объема биореактора, поэтому применяется для малых установок. Для больших и средних установок применяют второй способ [4].
Биореакторпредставляет собой герметичную емкость, в которой происходит сбраживание органических отходов с получением биогаза [4].
Одним из условий интенсификации режима переработки отходов АПК является перемешивание перерабатываемой массы. В современных биореакторах применяют в основном два вида перемешивания: механическое с использованием вращательного движения и барботажное.
Другим не менее важным условием является поддержание оптимального температурного режима в биореакторе. На практике применяют два режима брожения: термофильный и мезофильный. Согласно первому, температура бродильной массы должна составлять 51-55 °С. Реакция при этом идет в два раза интенсивнее. Термофильный режим имеет преимущества с точки зрения экологии: болезнетворные организмы, семена сорняков уничтожаются практически полностью. Пропускная способность реактора повышается, что позволяет уменьшить объем реактора и снизить затраты.
При мезофильном режиме (30-40 °С) требования к точности поддержания температуры менее строгие. Но не всегда существует возможность применения этого режима с экологической точки зрения.
Температурный режим поддерживается при помощи системы обогрева биореактора. Рациональнее всего для подогрева использовать энергию сжигания биогаза, вырабатываемого установкой.
После брожения удобрение отводится из биореактора в специальную емкость. Из больших биогазовых реакторов перебродившую массу подают в емкость с использованием насосов.
На малых и средних установках биоудобрения поступают в емкость самотеком, поэтому необходимо располагать емкость несколько ниже патрубка слива готового удобрения из реактора. При этом система слива представляет собой канализационную трубу со специальным краном [4]. Если позволяет рельеф местности, то удобрение может поступать самотеком из реакторов любого объема в емкость для хранения.       
Для непрерывного функционирования биогазовой установки устанавливают блок автоматики, который контролирует все параметры и поддерживает заданный температурный режим. Блок автоматики состоит из программируемого контроллера температуры и таймера. Термоконтроллер осуществляет управление системой подогрева биореактора. Таймер управляет работой электрического миксера при перемешивании субстрата в емкости для подготовки, насосами для подачи исходного субстрата и удаления готового удобрения из реактора, компрессора для подачи газа на барботирование.
Предложенная биогазовая установка за счет использования биореактора барботажного типа позволяет повысить интенсивность и качество переработки отходов АПК, варьировать объемы исходного субстрата и период брожения за счет выбора температурного режима. Применение современной системы автоматизации позволит сделать процесс непрерывным.
В настоящее время проведена серия опытов по математическому моделированию процесса получения биогаза, определены основные конструктивные и технологические параметры (влажность и температура субстрата, продолжительность процесса и интенсивность перемешивания биогаза).
Целью исследований является определение оптимальных параметров и режимов работы интенсивной технологии получения биогаза.
Методы технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твердых бытовых отходов
Проблема переработки органических отходов является одной из актуальных, поскольку  продолжается   накопление  промышленных, бытовых и сельскохозяйственных  загрязнениях, чуждых биосфере  и не вписывающихся  в естественных  биологический  круговорот.  приводит к  контаминированию  воздуха, воды, земли и  и отрицательно сказывается на здоровье человека.
Установлено, что в настоящее время каждая из величин – население Земли, объем промышленной продукции, промышленные отходы (у) – возрастает во времени (t) по экспоненциальному закону: y = Aet, и отличается лишь значением коэффициента А, определяющим крутизну этого роста. При этом загрязнение окружающей среды промышленными отходами, бытовым мусором и отбросами увеличивается быстрее, чем население планеты. Отсюда десятки миллиардов тонн промышленных отходов, сотни миллионов тонн бытовых отходов и мусора.
Классификация отходов

Отходы производства

Добыча и переработка сырья, необходимого для производства энергии, различных материалов и в конечном итоге удовлетворения тех или иных потребностей общества, ведет к истощению природных ресурсов Земли, разрушению природных экосистем, нарушению биосферных процессов и невиданному загрязнению окружающей среды, в том числе в результате накопления отходов производства.
Характерное для современного мира расширение индустриального производства сопровождается использованием громадного количества сырья и энергетических ресурсов, направленным на производство материальных благ. При этом действует сложившийся веками стереотип, что именно экстенсивный рост промышленного производства определяет благосостояние общества; промышленное производство считается основой экономического развития и социально-экономического уровня жизни общества, а объем потребляемых сырья и ресурсов расценивается как показатель экономического процветания.
Отходы производства – все то, что образуется в процессе производства или после завершения его цикла, кроме продуктов в виде энергии или веществ – предметов производства.
Согласно этому определению к отходам производства относятся остатки многокомпонентного природного сырья после извлечения из него целевого продукта, например пустая рудная порода, вскрышная порода горных разработок, шлаки и зола тепловых электростанций, доменные шлаки и горелая земля опок металлургического производства, металлическая стружка машиностроительных предприятий и т. д. Кроме того, к ним относятся значительные отходы лесной, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслей промышленности, дорожно-строительной индустрии и современного агропромышленного комплекса (навозохранилища, неиспользованные химические удобрения и пестициды, необустроенные кладбища погибших во время эпидемий животных и др.).
В принципе отходами производства являются и вещества, содержащиеся в отходящих технологических газах (дымовые) или в сточных водах предприятий, использующих воду в технологических процессах. Эти газообразные и жидкие виды отходов обычно рассматриваются в рамках экологических проблем загрязнения атмосферного воздуха и водного бассейна Земли и их охраны.
В промышленной экологии под отходами производства понимают отходы, находящиеся в твердом агрегатном состоянии (некоторые газообразные и жидкие отходы могут переходить в твердую фазу, например в фильтрах или отстойниках). То же относится и к отходам потребления – промышленным и бытовым (рис. 1).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Рис. 1. Классификация основных видов твердых отходов
В России ежегодно образуются около 7 млрд т отходов, в том числе более 3 млрд т вскрышных пород – отходов горнодобывающей отрасли промышленности, сотни миллионов тонн шлаков и золы тепловых электростанций и металлургических комбинатов и др. В этом отношении «впереди планеты всей» выступают США, где ежегодно производится не менее 11 млрд т твердых отходов (44 т на каждого жителя страны), за ними Канада, Австралия.
Образование, сбор, накопление, хранение и первичная обработка отходов является неотъемлемой составной частью технологических процессов, в ходе которых они образуются и должны быть отражены в технологических регламентах и другой нормативно технической документации. В соответствии с ГОСТ 30772-2001 отходы - это остатки продуктов или дополнительный продукт, образующиеся в процессе или по завершении определенной деятельности и не используемые в непосредственной связи с этой деятельностью. Под определенной деятельностью понимается производственная, исследовательская и другая деятельности, в том числе - потребление продукции. Соответственно различают отходы производства и отходы потребления. Вопросы обращения с отходами регулируется федеральным законом «Об отходах производства и потребления» и подзаконными актами.
Отходы производства - это остатки сырья, материалов, веществ, изделий, предметов, образовавшиеся в процессе производства продукции, выполнения работ (услуг) и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Например: металлическая стружка, древесные опилки, бумажные обрезки и пр. К отходам производства также относят образующиеся в процессе производства попутные вещества, не находящие применения в данном производстве. Например: твердые вещества, улавливаемые при очистке отходящих технологических газов или сточных вод. Наряду с отходами производства на промышленных предприятиях образуются и отходы потребления, к которым относят в основном твердые, порошкообразные и пастообразные отходы (мусор, стеклобой, лом, макулатуру, пищевые отходы, тряпье и др.), образующиеся в результате жизнедеятельности работников предприятия.
Отходы потребления
Отходы потребления - остатки веществ, материалов, предметов, изделий, товаров (продукции или изделий), частично или полностью утративших свои первоначальные потребительские свойства для использования по прямому или косвенному назначению в результате физического или морального износа в процессах общественного или личного потребления (жизнедеятельности), использования или эксплуатации.
Примечания:
1. К отходам потребления относят полуфабрикаты, изделия (продукцию) или продукты, утратившие свои потребительские свойства, установленные в сопроводительной эксплуатационной документации.
2. К отходам потребления относят в основном твердые, порошкообразные и пастообразные отходы (мусор, стеклобой, лом, макулатуру, пищевые отходы, тряпье и др.), образующиеся в населенных пунктах в результате жизнедеятельности людей.
3. В последние годы к отходам потребления относят не только отходы потребления от домовладений (их иногда называют твердыми бытовыми отходами - ТБО), но и отходы, образующиеся в офисах, торговых предприятиях, мелких промышленных объектах, школах, больницах, других муниципальных учреждениях. Для указанных отходов часто используется термин "муниципальные отходы". 4. Отходы производства и потребления делят на используемые и неиспользуемые.
Промышленные отходы потребления – машины, станки и другое устаревшее оборудование предприятий.
Бытовые отходы – отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей и удаляемые ими как нежелательные или бесполезные. К твердым бытовым отходам относят картон, газетную, упаковочную или потребительскую бумагу, всевозможную тару (деревянная, стеклян14 "$&(*,.024йная, металлическая), вышедшие из употребления или утратившие потребительские свойства предметы и изделия из дерева, металла, кожи, стекла, пластмассы, текстиля и других материалов, сломанные или устаревшие бытовые приборы – мусор, а также сельскохозяйственные и коммунальные пищевые отходы – отбросы.
Особую категорию отходов (главным образом, промышленных) составляют радиоактивные отходы (РАО), образующиеся при добыче, производстве и использовании радиоактивных веществ в качестве горючего для атомных электростанций, транспортных средств (например, атомные подводные лодки) и других целей.
Большую опасность для окружающей среды представляют токсичные отходы, в том числе часть неопасных на стадии их появления отходов, которые приобретают токсичные свойства во время хранения.
Отходы производства и потребления требуют для складирования не только значительных площадей, но и загрязняют вредными веществами, пылью, газообразными выделениями атмосферу, территорию, поверхностные и подземные воды. В связи с этим, деятельность природопользователя должна быть направлена на сокращение объемов (массы) образования отходов, внедрение малоотходных технологий, преобразование отходов во вторичное сырье или получение из них какой-либо продукции, сведение к минимуму образования отходов, не подлежащих дальнейшей переработке, и захоронение их в соответствии с действующим законодательством. В соответствии со статьей 11 федерального закона «Об отходах производства и потребления» индивидуальные предприниматели и юридические лица при эксплуатации предприятий, зданий, строений, сооружений и иных объектов, связанных с обращением с отходами, обязаны:
соблюдать экологические требования, установленные законодательством Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды;
разрабатывать проекты нормативов образования отходов и лимитов на размещение отходов в целях уменьшения количества их образования;
внедрять малоотходные технологии на основе научно-технических достижений;
проводить инвентаризацию отходов и объектов их размещения;
проводить мониторинг состояния окружающей природной среды на территориях объектов размещения отходов;
предоставлять в установленном порядке необходимую информацию в области обращения с отходами;
соблюдать требования предупреждения аварий, связанных с обращением с отходами, и принимать неотложные меры по их ликвидации;
в случае возникновения или угрозы аварий, связанных с обращением с отходами, которые наносят или могут нанести ущерб окружающей природной среде, здоровью или имуществу физических и юридических лиц, немедленно информировать об этом специально уполномоченные федеральные органы исполнительной власти в области обращения с отходами, органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления.
В последние годы возникла серьезная проблема загрязнения околоземного космического пространства твердыми фрагментами, так называемым космическим мусором, который образуют обтекатели последних ступеней ракет, различные детали стыковочных узлов, осколки космических аппаратов (КА) как результат их преднамеренной ликвидации, частицы разрушающихся покрытий КА. Спектр размеров этого мусора – от менее нескольких сантиметров до нескольких метров. В настоящее время общая масса космического мусора превысила 5000 т и продолжает увеличиваться. В последнее десятилетие в космос запускают ежегодно более 100 ракет, выводя на орбиту спутники связи, исследовательские спутники, спутники-спасатели поиска аварийных судов и самолетов системы космического спасения (КОСПАС), спутники-шпионы и др. Масса космического мусора уже составляет величину, соизмеримую с массой газа верхних слоев атмосферы на высоте выше 200 км, т. е. там, где этот мусор может существовать (на более низких высотах он сгорает).
Двигаясь с космическими скоростями, этот мусор обладает колоссальной кинетической энергией и становится угрозой для освоения космического пространства (защитить КА от разрушения при столкновении с осколками размером более 1 см практически невозможно). Около 75% космического мусора принадлежит нашей стране. Кроме того, на космических орбитах находится 31 КА российского происхождения с ядерными энергетическими установками – потенциальный источник появления в космосе РАО.
Возможные направления использования отходов производства
Принципиально возможно использование промышленных отходов в следующих основных направлениях:
1. Рекультивация ландшафтов, планировка территорий, отсыпка дорог, дамб и т. п., для чего используют скальные породы, галечник, гравий, песок, доменные шлаки и другие виды твердых промышленных отходов.
Реализация этого экономически выгодного направления утилизации отходов тем не менее незначительная – всего в этих целях используется примерно 10% объема имеющихся отходов.
2. Использование отходов в качестве сырья при производстве строительных материалов:
как пористые заполнители бетона, строительной керамики, кладочных растворов (пустая горная порода, галечник, песок);
как сырье для производства белого цемента, строительной извести и стекла (породы, содержащие мел СаСО3), портландцемента (глинистые сланцы), керамзита (пластичные глины), силикатного и строительного кирпича (золошлаковые отходы тепловых электростанций и металлургических заводов) и т. д.
Промышленность строительных материалов – единственная отрасль, в значительных масштабах использующая многотоннажные отходы производства.
3. Вторичное использование отходов в качестве исходного сырья, поскольку некоторые отходы по своим свойствам близки к природному сырью для получения определенного вещества или сырья для получения новых видов продукции.
В первом случае реализуется принцип малоотходной или безотходной технологии производства (рис. 4), например производство графита из графитовых руд и образующейся при этом графитовой копоти.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Рис. 4. Схема безотходного технологического процесса
Во втором случае таким образом можно, например, получать серную кислоту: при обогащении угля с целью снижения в нем содержания серы образуется серный колчедан FeS2 (например, в «хвостах» обогащения Подмосковного угольного бассейна его запасы достигают 60 млн т); термическая обработка серного колчедана совместно с другим крупнотоннажным отходом – сульфатом железа FeSO4 – позволяет получить диоксид серы:
FeSO4 + 3FeS2 + 8О2 = 7SO2 + 2Fe2O3,
и в дальнейшем – серную кислоту.
Это направление использования отходов применимо при переработке таких промышленных отходов потребления, как черный и цветной металлолом. При переработке черного металлолома можно сэкономить до 75% электроэнергии, необходимой для получения стали из железной руды. Повторное получение алюминия из лома экономит до 90% электроэнергии, необходимой для его выплавки из руды. Попутно уменьшается загрязнение атмосферы и количество добываемого первичного сырья, а следовательно, и количество пустой рудной породы.
4. Использование отходов в сельском хозяйстве в качестве удобрения или средства мелиорации. Например, разработаны технологические процессы получения из фосфогипса (крупнотоннажный отход некоторых химических производств, содержащий в %: гипс – 80–90, фосфорную кислоту – 0,5–0,6, глину – 5–6) ценного химического удобрения – сульфата аммония (NH4)2SО4, а также извести для химической мелиорации солонцовых почв. Известковые мелиоранты (поглотители) кислых почв получают также из золошлаковых отходов металлургии, отходов бумажной, кожевенной и других отраслей производства.
Применение отходов промышленности в сельском хозяйстве имеет свои сложности. Это связано с тем, что в них в зависимости от исходного сырья могут находиться тяжелые металлы, мышьяк, фтор, селен и другие вредные элементы.
5. Использование в качестве топлива в промышленности и быту отходов лесной и деревообрабатывающей отраслей промышленности, некоторых отходов сельского хозяйства.
Утилизация промышленных отходов
Отходы, которые не используются (или не подлежат использованию), направляются на захоронение на полигоны-свалки.
Полигон для хранения твердых промышленных отходов представляет собой обычно заглубленный примерно на 10 м и огражденный насыпью во избежание попадания ливневых и талых вод земельный участок площадью от нескольких до десятков гектаров. Для предотвращения загрязнения грунтовых вод дно хранилища покрывают противофильтрационным экраном (несколько слоев полимерной пленки). Для контроля работы этого экрана и качества грунтовых вод в районе полигона бурят скважины с целью отбора проб воды на химический анализ. Полигон, как правило, огораживают полосами из деревьев и кустарников. Твердые отходы после их обезвоживания на заводских очистных сооружениях засыпают в хранилище самосвалами со специальной эстакады или с гребня ограждающей насыпи. После заполнения хранилища на выровненной поверхности устанавливают противофильтрационный экран и засыпают его слоем песчаного и почвенно-растительного местного грунта. На этом в основном заканчивается рекультивация хранилища твердых нетоксичных промышленных отходов.
В России из учтенных статистикой (в 1997 г.) 1112 мест организованного захоронения промышленных отходов, занимающих территорию в 14,5 тыс. га, 935 мест (84%) отвечало действующим нормативам захоронения отходов.
Особое внимание мониторинг окружающей среды уделяет токсичным отходам производства.
В докладе «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1997 году» Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды отмечается, что на начало 1997 г. на предприятиях различных отраслей промышленности накоплено 1431,7 млн т токсичных отходов. За 1997 г. на промышленных предприятиях РФ образовалось 89,4 млн т токсичных отходов, из них использовано в собственном производстве 39,1 млн т, полностью обезврежено 9,2 млн т, т. е. соответственно около 44 и 10% общего количества образовавшихся за год отходов.
Токсичные промышленные отходы должны помещать в герметичные металлические контейнеры (особо вредные – в кубы из отвердевшего жидкого стекла) и захоранивать в толще глины. Иногда в качестве полигонов для хранения таких отходов используют пустые геологические выработки (брошенные угольные шахты, соляные копи или специально созданные полости).
Однако по-прежнему существует практика вывоза промышленных отходов, в том числе токсичных, в места неорганизованного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды. Количество отходов на несанкционированных свалках постоянно растет (рис. 5). Главные причины этого – переполненность существующих полигонов захоронения токсичных отходов и отсутствие финансирования нового строительства. Кроме того, при строительстве новых объектов обезвреживания и захоронения отходов возникает серьезная проблема – нахождение баланса между интересами граждан, проживающих вблизи территории предполагаемого строительства данного объекта, и решением экологических проблем региона в целом.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Рис. 5. Количество токсичных отходов, размещенных на несанкционированных свалках
Переработка промышленных отходов должна предшествовать их захоронению на полигонах-свалках для обеспечения экологической безопасности при их хранении, уменьшения первоначальных объемов.
Одновременно в процессе переработки из отходов можно извлечь ценные компоненты или получить новые материалы.
Несмотря на существующие технологии переработки (термические, физико-химические, биотехнологии), ей подвергается в нашей стране не более 20% общего количества промышленных отходов, при этом официальные данные показывают непрерывный рост неперерабатываемых промышленных отходов, не говоря уже о неучтенных свалках, старых захоронениях, инвентаризация которых даже не начиналась и где содержится около 100 млрд т отходов (из них около 2 млрд т – токсичные).
На сегодняшний день не существует промышленных отходов, которые нельзя было бы переработать тем или иным способом. Правда, при этом велики расходы энергии и себестоимость единицы массы переработанных отходов. Именно это сдерживает применение способов переработки и одновременно стимулирует разработку новых экологически и экономически эффективных технологий. Прогнозируется, что решение этой задачи при колоссальном количестве отходов и при все ужесточающемся законодательстве во всех странах в области охраны окружающей среды приведет к созданию не только новой отрасли индустрии, но и к ее бурному развитию – своего рода «экопромышленному буму».
Суть термической технологии заключается в обработке отходов высокотемпературным теплоносителем, в частности продуктами сгорания топлива, СВЧ-нагревом и др. Высокотемпературная обработка происходит в окислительном или восстановительном режиме с подачей воздуха, кислорода, водорода или других газов. Этот способ обладает определенной универсальностью, позволяя обезвреживать неорганические и органические соединения. Главный недостаток термической технологии – большая энергоемкость на единицу перерабатываемых отходов.
Разновидностью термического метода является плазменный, при котором высокие температуры (выше 3000 К) позволяют обезвреживать широкий спектр токсичных и особотоксичных веществ, среди них различные отравляющие вещества (в том числе боевые), пестициды, диоксины и др.
Еще одним перспективным направлением термической технологии является пиролиз – разложение отходов под действием высокой температуры без доступа воздуха. Преимущества этой технологии – возможность получения газа для технологических и бытовых целей, а в ряде случаев новых продуктов (масла, смолы), пригодных к использованию; резкое сокращение затрат на систему очистки отходящих газов за счет снижения их объемов (в 3–4 раза); достаточная экологическая чистота и безопасность; низкое энергопотребление на единицу объема перерабатываемого вещества, особенно в случае применения СВЧ-нагрева.
В результате физико-химической технологии переработки некоторые отходы используются как сырье для получения полезного продукта.
В промышленно развитых странах эту технологию применяют для переработки:
отходов резинотехнической промышленности (автомобильные покрышки, резиновые шланги и рукава и др.) в резиновую крошку, используемую в дорожном строительстве (например, шумопоглощающий «шепчущий асфальт», которым покрыты многие автомагистрали Австрии);
широко используемых полимерных материалов (новая отрасль промышленности по переработке такого вида отходов обеспечивает их 100%-ю переработку в сырье для повторного использования);
определенных видов промышленных отходов в удобрения, строительные материалы.
При переработке каждого вида отходов этим методом приходится разрабатывать индивидуальную технологию. В связи с этим с точки зрения экологизации промышленного производства при создании нового материала, находящего широкое применение, желательно одновременно разрабатывать и технологию его утилизации.
Теоретически самой перспективной технологией переработки промышленных отходов является биотехнология. Живое вещество планеты в ходе эволюции переработало косную литосферу, гидросферу и атмосферу, превратив их в биосферу. Энергетический потенциал биоты не сравним ни с какой технической установкой, выполняющей ту же функцию, правда, скорость протекания биологических процессов невелика. В лабораторных условиях осуществляются технологии извлечения из отходов Fe, Сu, Zn, Сd, Рb, Нg, Со, Аg и других металлов, в том числе радиоактивных изотопов, некоторыми бактериями и грибами. В промышленных условиях биотехнологию уже используют для производства белковых продуктов из отходов лесной и деревообрабатывающей отраслей промышленности.
Биотехнологические методы должны оказаться очень полезными и эффективными при переработке отходов пищевой отрасли промышленности, агропромышленного комплекса, а также коммунального хозяйства – областях, где утилизация отходов развита в наименьшей степени.
Источники углеродсодержащих отходов


Основные источники углеродсодержащих отходов в России, их примерная норма образования в год, состав и калорийность приведены в Таблице 1.
Объем загрязненного нефтепродуктами грунта, образующегося за год, составляет 510 млн. тонн. Норма образования ТБО - 130 млн. тонн. Объем осадков биологических очистных сооружений составляет 0,8 млн. тонн/год. Нормы образования нефтешламов - 3 млн. тонн. Хранение и утилизация вышеперечисленных отходов является наиболее острой проблемой для России. Объемы остальных отходов незначительны.
Для выработки концепции обезвреживания углеродсодержащих отходов оценим тепловой эффект сжигания отходов при температуре 1100°С с учетом влажности и фазовых переходов. При обезвреживании углеродсодержащих отходов сжиганием важной физико-химической характеристикой является теплотворная способность сырья. Рассчитаем наименьшую концентрацию нефтепродуктов в отходах, при которой тепловой эффект реакции - нулевой (неотрицательный) для различных содержаний механических примесей и влажности. Минимальные концентрации или содержания углеводородов в отходах сведены в Таблицу 2.
В среднем, как следует из Таблицы 2, для получения положительного теплового эффекта реакции горения отходов содержание углеводородов должно быть выше 10%. КПД печей сжигания не превышает 70-75%, поэтому, содержание углеводородов в отходах не должно быть меньше 14%. Таким образом, если отходы содержат более 14% нефтепродуктов, то их рациональнее сжигать, получая при этом тепловую или электрическую энергию, если менее 14% - то для обезвреживания таких отходов лучше использовать микробиологический метод.
Таблица 1 Источники углеродсодержащих отходов
№ п/п
Наименование источника отхода
Состав отхода
Количество отхода млн. тонн/год
Калорийность, ккал/кг

1
Твердые бытовые отходы
Органические вещества 60-70% (углерода - 35%), зольность 30-40%, влажность обшей массы 40-50%
В России - 130,0 [1]
В Москве и Московской области ~ 6,0 [4]
2500

2
Осадки биологических очистных сооружений городов поселков и предприятий
Сухое вещество активного ила 44-76% С, 5-8% Н, 1-3% S, 3-10% М 12-40% 0
Железнодорожные предприятия . 0,1, Москва . 0,05, Россия в целом - 0,5 [3]
1000-2000 при влажности 50-60%

3
Нефтешламы из отстойников нефтеперерабатывающих вводов железнодорожных предприятий нефтебаз и ремонтных заводов
Нефтепродукты 20-30%, вода 20-30%, механические примеси 40-50%
В России в целом 3.0, нефтеперерабатывающие заводы - 1.4 нефтебазы 0.3 федеральные железные дороги- 1.3 [1]
2500-3500

4
Загрязненный нефтепродуктами грунт территорий железнодорожных предприятий, нефтебаз нефтеперерабатывающих заводов
Нефтепродукты 0.1-5 г/кг, Влажность 40-50% от обшей массы
Железные дороги 330, нефтебазы 80, нефтеперерабатывающие заводы - 100
0.4-20.0

5
Угольный шлам
Углерод 10-30% Зольность 70-90%
5.0[1]
500-1500

6
Отработанные масла и смазки, бумажные фильтры машин и механизмов
Нефтепродукты 90%, влага 8%, металлические и минеральные включения - 2%
Железные дороги 0.06 по России в целом - 0 4
5500-6500

7
Старые деревянные шпалы
Древесина 75%, креозот 5%, влага - 20%
Железные дороги . 0.1, трамвайные пути . 0.015
4500-5500


Методы утилизации углеродсодержащих отходов

В мировой практике для утилизации и обезвреживания ПО и ТБО используют термические, химические, биологические и физико-химические методы
К термическим методам обезвреживания отходов относятся сжигание, газификация и пиролиз.
Сжигание - наиболее отработанный и используемый способ. Этот метод осуществляется в печах различных конструкций при температурах не менее 1200°С. В результате сгорания органической части отходов образуются диоксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоль, оксид углерода, бензопирен и диоксины. Зола, имеющая в своем составе неподвижную форму тяжелых металлов, накапливается в нижней части печи и периодически вывозится на полигоны для захоронения или используется в производстве цемента.
Газификация - широко используемый в металлургии способ переработки некоксующихся углей - осуществляется в вихревых реакторах или печах с кипящим слоем при температурах 600-1100°С в атмосфере газифицирующего агента (воздух, кислород, водяной пар, диоксид углерода или их смесь). В результате реакции образуются синтез-газ (H2, СО), туман из жидких смолистых веществ, бензопирена и диоксинов. Реакция газификации протекает в среде с восстановительными свойствами, поэтому оксиды азота и серы практически не образуются. Масса тумана при 600°С может доходить до 30% от массы синтез-газа. При увеличении температуры газификации доля тумана в массе синтез-газа падает и при температуре более 1100°С близка к нулю.
Горючая смесь водорода и оксида углерода сжигается на горелках при 1400-1600°С или используется в каталитическом процессе синтеза метилового спирта. Зола, остающаяся после газификации, может содержать остаточный углерод и соли тяжелых металлов, растворимые в воде. После проверки золы на отсутствие бензопирена, диоксинов и тяжелых металлов в подвижной форме она может быть отправлена на захоронение.
Пиролиз - наиболее изученный процесс широко используется для производства активированного угля из древесины. Пиролиз нефтесодержащих отходов проводят при температуре 600-800°С с вакуумированием реактора. При этом протекают реакции коксо- и смолообразования, разложения высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные, жидкую и газообразную фракции, а если углеводородные отходы содержат серу, то образуются также сероводород и меркаптаны. Оксиды азота и серы практически не образуются.
Химические методы обезвреживания жидких и твердых нефтесодержащих отходов заключаются в добавлении к нейтрализуемой массе химических реагентов. В зависимости от типа химической реакции реагента с загрязнением происходит осаждение, окисление-восстановление, замещение, комплексообразование.
Методы осаждения основаны на ионных реакциях с образованием мало растворимых в воде веществ и особенно эффективны при нейтрализации тяжелых металлов и радионуклидов. Метод осаждения органических загрязнений основан на двух типах реакций: комплексообразование и кристаллизация. Осаждение используют для очистки грунта от полихлорированных бифенилов, пентахлорфенолов, хлорированных и нитрированных углеводородов. Реагенты могут быть как в жидкой, так и в газообразной фазах. Однако при этом происходит увеличение объема обезвреженной массы.
Методы управления окислительно-восстановительной реакцией среды позволяют переводить соединения тяжелых металлов и радионуклидов в трудно растворимые в воде гидрооксиды, а также разрушать цианиды, нитраты, тетра-хлориды и другие хлорорганические соединения.
Для химической иммобилизации или компексообразования используют неорганические вяжущие типа цемента, золы, силикатов калия и натрия, извести и гелеобразующих веществ (бентонит или целлюлоза). Иммобилизацию используют для связывания тяжелых металлов, радиоактивных отходов, полициклических и ароматических углеводородов, трихлорэтилена и нефтепродуктов.
Недостатком комплексообразования является неустойчивость вяжущих веществ к атмосферной и грунтовой влаге, быстрым изменениям температуры, что приводит в результате к разрушению композиционного материала. Объем отходов после комплексообразования уменьшается только в 2 раза.
Биологические методы обезвреживания ПО и ТБО находят все более широкое применение в нашей стране и особенно за рубежом. Они основаны на способности различных штаммов микроорганизмов в процессе жизнедеятельности разлагать или усваивать в своей биомассе многие органические загрязнители. В процессе биообезвреживания происходит вторичное загрязнение атмосферного воздуха продуктами гниения клеток микроорганизмов - сероводородом и аммиаком.
Биологическая очистка чаще всего используется для нейтрализации органических токсикантов и тяжелых металлов, а также азотных и фосфорных соединений в почвах и грунтах. Биологические методы можно условно подразделить на микробиодеградацию загрязнителей, биопоглощение и перераспределение токсикантов.
Микробиодеградация - это деструкция органических веществ определенными культурами микрофлоры, внесенными в грунт. Процесс биоразложения протекает с заметной скоростью при оптимальной температуре и влажности. Микробиодеградация может быть использована во всех случаях, где естественный микробиоценоз сохранил жизнеспособность и видовое разнообразие. Хотя процесс идет крайне медленно, его эффективность высока.
Биопоглощение - это способность некоторых растений и простейших организмов ускорять биодеградацию органических веществ или аккумулировать загрязнения в клетках.
Физико-химические методы образуют наиболее представительную группу методов обезвреживания ПО и ТБО. При создании физических полей в пористых средах начинают протекать одновременно множество физико-химических процессов.
При наложении поля механических напряжений загрязненный грунт интенсивно перемешивается и происходит очистка частиц грунта от поверхностных загрязнений.
Гидродинамическое воздействие на грунт или почву сопровождается суффозией, выщелачиванием, адсорбцией, диффузией и выносом загрязнений из порового пространства грунтов.
Перспективен метод сверхкритической экстракции углекислым газом органических загрязнений.
Постоянное электрическое поле, приложенное к водонасыщенному грунту или почве, вызывает протекание электрохимических и электрокинетических процессов. К электрохимическим процессам относятся: электролиз, электрофлотация, электрокоагуляция, электродеструкция, электрохимическое обеззараживание, ионный обмен, электрохимическое окисление и выщелачивание, электродиализ, а к электрокинетическим - электроосмос, электрофорез и электромиграция.
Электролиз порового раствора загрязненных грунтов и почв - это окислительно-восстановительный процесс, в результате протекания которого происходит разложение химических соединений. Он используется для очистки грунтов от микроорганизмов и называется электрохимическим обеззараживанием. Эффективность метода доходит до 99%.
При электрофлотации удаление нефтепродуктов происходит пузырьками газа, образующимися при электролизе и поднимающимися к поверхности.
Электрокоагуляция - это процесс агрегации микрочастиц минерального происхождения и органических молекул. В методе электрокоагуляции используют железные и алюминиевые электроды, при растворении которых образуются гидрооксиды, адсорбирующие загрязнения и выпадающие затем в осадок.
Электрохимическое окисление применяется для очистки грунтов от хлорированных углеводородов и фенола. Эффективность окисления фенола 70-92%.
Электрохимическое выщелачивание - это метод очистки грунтов, основанный на высолаживании загрязнений или переводе тяжелых металлов в подвижную форму. Однако метод требует внесения дополнительных химических реагентов.
Электродеструкция осуществляется при электрохимическом разложении токсичных органических соединений на электродах с образованием нетоксичных веществ. Преимущество метода в низкой стоимости и высокой эффективности.
При электродиализе порового раствора грунтов и почв происходит очистка от загрязнений в коллоидной форме, обессоливание в средней части межэлектродного пространства.
Электрокинетические методы начали широко применяться с 60-х годов. Электрокинетическая обработка применяется для очистки глинистых и суглинистых грунтов. Электрокинетические явления, наблюдающиеся в пористых средах при протекании постоянного электрического тока, подразделяются на электроосмос и электрофорез.
При электроосмосе ионы, содержащиеся в жидкости, перемещаются относительно неподвижной заряженной поверхности минеральных частиц грунта, увлекая при этом загрязнения в растворенном или жидком состоянии. Электроосмотическая скорость потока пропорциональна произведению силы потока на величину дзетта-потенциала и на удельную поверхность пористой среды.
При протекании электрофореза в поровом пространстве грунта, заполненном полностью или частично водой, перемещаются минеральные частицы. Это явление имеет крайне незначительную роль в электрокинетическом переносе загрязнений в диссоциированной форме, но определяющую в переносе коллоидных и заряженных минеральных частиц Электрофоретическое перемещение коллоидных и микрочастиц наблюдается в макропористых грунтах (песчаник, супесь).
Под действием напряжения, приложенного к электродам, которые погружены в скважины, вода и экотоксиканты в коллоидном состоянии перемещаются к электродным резервуарам, из которых затем вода с загрязнениями извлекается на поверхность и очищается одним из физико-химических методов. Эффективность очистки может доходить до 99%.
Отдельную группу составляют электромагнитные методы, основанные на термическом эффекте при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом
В сверхвысокочастотных полях происходит быстрый и равномерный прогрев грунта, и при этом протекают дегидратация, диссоциация карбонатов, окисление и даже плавление. Десорбирующиеся органические соединения обезвреживаются, например, каталитическим методом.
Обезвреживание ПО и ТБО с помощью ультрафиолетового и лазерного излучения относится также к электромагнитным методам. Активация ароматических молекул УФ и лазерным излучениями приводит к диссоциации молекул с образованием радикалов и активных комплексов, быстрому окислению и полимеризации.
Эффективен для очистки грунта от нефтепродуктов ультразвук. Начиная с критического значения звукового давления акустических волн, в жидкости возникает кавитация. При схлопывании кавитационных полостей образующиеся микроструи с линейными скоростями 300-800 м/с срывают с поверхности твердых частиц нефтяные загрязнения. Эффективность очистки может достигать 99,5-99,8%. При кавитационных разрывах жидкости происходит ионизация и активация молекул, стимулирующие окисление и полимеризацию углеводородных молекул.
Рассмотренные выше методы являются базой для уже созданных технологий обезвреживания ПО и ТБО или технологий, разрабатываемых в настоящее время. Каждый метод обезвреживания отходов и технология на его основе имеют определенную нишу, то есть совокупность физико-химических параметров отходов и возможностей метода, оптимальное сочетание которых позволяет достичь наибольшей прибыли или минимальных затрат на обезвреживание определенного вида отходов при наименьшем экологическом ущербе природе.
Технологии утилизации углеродсодержаших отходов

Западные страны начали активно заниматься переработкой ПО и ТБО еще в 60-е годы. В течение 10 лет в США, Японии, Германии, Франции и Швейцарии была создана разветвленная инфраструктура по сбору, сортировке и первичной переработке отходов и построены высокопроизводительные мусоросжигательные заводы.
В России мусоросжигательные заводы появились только десять-пятнадцать лет назад в Москве, Санкт-Петербурге и некоторых других городах. Мусоросжигательные заводы, построенные по западным лицензиям и требующие первичной сортировки ТБО, не приспособлены к российским условиям. В результате отсутствия первичной сортировки отходов заводы по сжиганию мусора работают эпизодически, объем сжигания не превышает 2% от объема ТБО.
Для правильного выбора технологии утилизации определенного вида отходов, необходимо знание основных физико-химических характеристик и экономических показателей существующих технологий обезвреживания отходов.
Технологии термического обезвреживания ПО и ТБО
Фирмы многих стран мира, занимающиеся сжиганием опасных отходов, сталкиваются с проблемой превышения содержания оксидов азота, серы и углерода, а также диоксинов и бензопирена в газовых выбросах мусоросжигательных заводов над предельно допустимыми выбросами. Вредные выбросы появляются, в основном, при загрузке новой порции отходов и резком понижении концентрации кислорода в реакторе или из-за плохого перемешивания горючей массы и, следовательно, низкой теплопередачи. Для борьбы с эффектом резкого понижения концентрации кислорода в реакторе печи оборудуют системами остановки подачи отходов до момента восстановления концентрации кислорода до оптимальной или быстрой инжекции кислорода в зону горения (инсинераторы фирмы Рrех Qir, Ash Groove Cement, USA). Камеры сгорания для отходов имеют либо устройство жидкого впрыскивания, либо предназначены для сжигания только твердых отходов.
В печи утилизации с жидким впрыском отходы, смешанные с воздухом, подаются через струйные форсунки в камеры сгорания. Размер капель, вылетающих из форсунок, не превышает 40 мкм. Уменьшение размера капель увеличивает скорость испарения с их поверхности и перемешивание с воздухом, что повышает эффективность горения. Для обеспечения оптимального распыления жидких отходов их сдвиговая вязкость не должна превышать 0.7 Па-с [6]. Отходы с большей сдвиговой вязкостью подогревают, или смешивают с жидкими отходами, обладающими низкой сдвиговой вязкостью. Разработаны специальные типы струйных и вращающихся форсунок [5]. Простые струйные форсунки используются редко, так как часто засоряются.
Конструкции камеры сгорания современных инсинераторов предусматривают горизонтальную или вертикальную организацию горения с турбулентным закрученным потоком [6,7]. Камеры с закрученными потоками могут утилизировать тепловыделение на уровне 1 Гкал/ч с одного кубического метра камеры сгорания, что в 4 раза больше, чем при горении без закручивания потока. Конструкция камеры сгорания такова, что исключает прямое воздействие пламени на термостойкую облицовку печи. Рабочий температурный диапазон инсинераторов 850-1650°С.
Примером крупной установки (штат Нью-Джерси, США) по сжиганию жидких отходов является инсинератор производительностью 4 м3 отходов в час, сжигание осуществляется при 1000-1200°С, время пребывания в зоне горения - не менее 2,5 секунд. Установка оборудована скрубберным блоком типа Вентури, охладительным скруббером и уловителем аэрозоля [8]. Стоимость утилизации жидких отходов в вышеописанной установке доходит до 65 долл США за одну тонну жидких отходов [3].
В России для сжигания жидких отходов используют турбобарботажные установки "Вихрь" производительностью до 1 т/ч. Температура сжигания 800-1100°С. Установка снабжена системой утилизации тепла и очистки дымовых газов от аэрозоля и тумана из жидких нефтепродуктов и смол. Стоимость сжигания - 30-50 долларов США за одну тонну.
Для обезвреживания твердых промышленных и бытовых отходов используют вращающиеся печи, позволяющие организовать перемешивание отходов. Вращающаяся печь представляет собой цилиндрическую конструкцию, стенки которой облицованы термостойким материалом. Они монтируются горизонтально с небольшим уклоном. Обычно отношение длины к диаметру составляет от 2:1 до 10:1, а скорость вращения 1-5 об./мин, температура горения 850-1650°С, время пребывания молекул загрязнений - от нескольких секунд до нескольких часов в зависимости от вида химических отходов. Негорючие отходы (зола, металлом) перемещаются вдоль наклонной печи и после охлаждения водой выводятся в специальные контейнеры. Фирмой «Waste Utilization Technologies» (г. Ливерпуль, штат Огайо, США) и «THREE М» (г. Сант-Пол, штат Миннесота, США) построены вращающиеся печи с длиной реактора 11 метров. Сжигаемый материал подается в бочках емкостью 150 м3.
Вращающаяся печь имеет дополнительную камеру сгорания, в которой поддерживается температура 820-890°С и дожигается несгоревшая часть углеводородов. Воздушный поток, проходящий через обе камеры сгорания, создается вентилятором, который устанавливается за влажной скрубберной установкой очистки продуктов сгорания.
Система очистки продуктов сгорания состоит из пяти основных устройств: камеры предварительного охлаждения газов методом впрыска воды, скруббера типа Вентури, системы отделения мелких капель воды, вытяжного вентилятора и трубы рассеивания высотой 60 м. Внутренние поверхности вышеперечисленных устройств покрываются коррозионно-стойкими материалами, так как в отходящих газах содержится хлорид водорода [9]. Примером установки, уровень выбросов которой удовлетворяет современным европейским стандартам, является мусоросжигатель фирмы «DURON» (Франция) производительностью 20 тыс. тонн/год. Низкий уровень вредных газовых выбросов достигнут дополнительным введением каталитического блока дожига бензопиренов и диоксинов. Однако и при этом концентрация диоксинов превышает норматив, установленный в Европе несколько лет назад.
Сжигание в псевдоожиженном слое - это относительно новая технология обезвреживания активного ила и подобных ему отходов [3,6,10]. Основными операциями переработки отходов являются: удаление крупных частиц из отходов, обезвоживание до 50% влажности, измельчение отходов, сушка, сжигание, очистка отходящих газов.
Камера сгорания представляет собой колонну с футеровкой, заполненную горячим песком или глиноземом с температурой 760-810°С (пирофлюидная технология). Ил вводится в печь потоком воздуха и при высыхании сгорает, передавая большую часть тепла песчаной насадке.
Для обезвреживания осадков биологических очистных сооружений немецкая фирма "DORR-OLIVER GmbH" (г. Висбаден) производит и продает установки по сжиганию в псевдоожиженном слое. Установки этой фирмы позволяют обезвреживать также отработанные масла и органические растворители. В Санкт-Петербурге для обезвреживания активного ила очистных сооружений Водоканала Санкт-Петербурга в 1997 г по лицензии фирмы "DORR-OLIVER GmbH" построена и пущена в эксплуатацию установка с псевдоожиженным слоем. Концентрация не сожженных органических веществ в золе не превышает 2%, производительность установки - 10-50 т/сутки. Стоимость сжигания одной тонны ила - 50 долл. США [11].
Установки с псевдоожиженным слоем требуют в 2-3 раза более высоких капитальных вложений, чем вращающиеся печи. Поэтому в Европе они постепенно вытесняются газификационными печами.
Газификационная технология обезвреживания отходов была заимствована из металлургической промышленности, в которой для получения горючих газов из бурого высокозольного угля широко использовали газификацию в камерных, циклонных или надслоевых реакторах. Отличительная особенность газификации от сжигания состоит в том, что в реакторе газовая фаза имеет восстановительные свойства. Поэтому образование оксидов азота и серы термодинамически невыгодно, и вредных газовых выбросов у газификаторов значительно меньше, чем у печей сжигания.
В Берлине в 1997 г. пущен завод по обезвреживанию осадков производительностью 400 тыс. тонн активного ила в год. После газификатора синтез-газ направляется в каталитический блок синтеза метанола. Производительность каталитического блока 120 тыс. тонн метанола в год [12].
Фирма «MOLTEN METAL TECHNOLOGIES» разработала процесс каталитической газификации отходов, использующий каталитические свойства расплавленного металла для разрыва химических связей в сложных органических молекулах. Получаемый синтез-газ используется для синтеза уксусной кислоты, температура процесса - 1650°С. Производительность установки - 22 тыс. тонн отходов в год. Каталитический реактор представляет собой герметичную емкость с огнеупорной футеровкой, вмещающую до трех тонн жидкого металла, оборудован индукционным нагревом и бункером для отходов. Установка имеет газоочистку и адсорбционный фильтр. Капитальные затраты не превышают 15-25 млн. долл США, что на 20-50% меньше, чем для установок сжигания [13].
Интересен способ обезвреживания отходов с использованием доменной технологии [14]. В доменном процессе активно образуется оксид углерода, за счет которого атмосфера домны имеет восстановительные свойства, препятствующие образованию оксидов азота и серы. Слой шлака позволяет обезвреживать любые химические отходы, вплоть до боевых отравляющих веществ, в любом агрегатном состоянии, строительный мусор, негодные железобетонные конструкции и ТБО.
Доменная мини-печь оборудуется газоочисткой, системами выпуска жидкого металла и шлака, участком изготовления из шлака гравия и облицовочной плитки. Горючий газ, образующийся в доменном процессе, может возвращаться в технологический процесс или использоваться для получения электроэнергии. Капитальные затраты на строительство установки производительностью 60 тыс. тонн в год составляют 20 млн. долл. США.
Процесс плавки железных руд в слое шлакового расплава РОМЕЛТ, разработанный учеными МГИСиС, был использован для обезвреживания отходов черной и цветной металлургии [15,16]. Процессы, протекающие в шлаковом расплаве печи РОМЕЛТ, те же, что и в доменном производстве [14]. Отличие состоит в том, что газовая фаза печи РОМЕЛТ имеет окислительные свойства, а домны - восстановительные. Поэтому доменный процесс экологически более безопасный.
Процесс РОМЕЛТ был применен для обезвреживания ТБО. При финансировании фирмой «SAMSUNG HEA INDUSTRIES» (Южная Корея) была построена установка производительностью 1 т ТБО/ч. На этой установке была опробована переработка отходов стеклянного боя, золы от сжигания угля, "горелой" (литейной) земли. В качестве топлива использовались измельченные изношенные шины. Общие капитальные вложения на строительство комплекса РОМЕЛТ для утилизации ТБО составляют 300 долл. на тонну годовой мощности [16].
В 1994 г. на заводе "Электростальтяжмаш" (г. Электросталь Московской области) была пущена в эксплуатацию установка экологически безопасного обезвреживания остатков закалочных масел. Технология и конструкция установки была разработана в Институте химической физики (г. Черноголовка Московской области). Реактор шахтного типа с наружным диаметром 2 м внутри выложен тремя рядами шамотного кирпича, внутренний диаметр ~ 1,5 м, его высота - 13 метров. Свободный объем реактора заполняется некондиционным (битым) шамотным кирпичом инертным материалом для создания режима адиабатического горения. В процессе газификации, протекающей в узкой зоне в средней по высоте части реактора, инертный материал в смеси с отходами перемещается в нижнюю часть реактора, где после отсева золы и шлака вновь возвращается в верхнюю часть реактора, и через специальный люк загружается вместе с отходами.
В 1998 году такая же установка, но для утилизации ТБО, введена в эксплуатацию в Финляндии в городе Лаппсенранта. Синтез-газ, получаемый от установки, подается в один из котлов ТЭЦ. Зола после газификации ТБО вывозится на захоронение. Рабочая температура в зоне газификации - 1000-1100°С, температура на наружной стенке реактора не более 50°С, КПД использования тепла - 70% Управление температурой в зоне газификации осуществляется подачей пара, а на случай перерыва в подаче пара установка оборудована аварийной автоматической системой продувки азотом для предотвращения расплавления инертного материала. Установка не имеет вредных газовых выбросов, и поэтому газоочистное оборудование не требуется. Производительность установки - 2-4 тонны ТБО в час. Капитальные затраты без газоочистного оборудования - 2,5 млн. долл. США [17].
Процесс пиролиза нефтеотходов и иловых осадков активно исследовался, начиная с 1985 г., в России во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), а в Германии - в Тюрингенском университете и научном секторе фирмы ALFA LAVAL (Франция). По технологии OFS, разработанной в Тюбингенском университете, осадки вначале высушиваются при температуре 100-120°С, а затем подвергаются пиролизу при температуре 450°С. В результате образуется масляная фракция, близкая по составу к дизельному топливу Процесс экологически безопасный и рентабельный. Отходящие газы установок содержат в сотни раз меньше оксидов азота и серы, аэрозоля и легких углеводородов по сравнению с отходящими газами печей сжигания.
В Германии, Австралии и Канаде уже несколько лет успешно работают установки пиролиза (процесс OFS), перерабатывающие до 1 тонны сухого илового осадка в сутки в низкосортное топливо. Срок окупаемости установки - 4-7 лет. Если построить установку на производительность 6 тонн сухого илового осадка в сутки, то срок окупаемости уменьшается до 1-2 лет, по мнению авторов, в технологии OFS
Установка пиролизного обезвреживания нефтеотходов ВНИИЖТ оборудована гидросепаратором для сортировки нефтеотходов (мусор, загрязненный нефтепродуктами, ветошь, нефтешлам моечных машин, отработанные масла и смазки и так далее). Производительность пиролизной установки 50 кг/ч по исходному сырью. Температура в первой секции реактора при приготовлении углеродного адсорбента 900°С. Выход нефтяного конденсата от исходного количества нефтешлама - 20%, выход пиролизного газа - 10%, выход адсорбента - 50%. Стоимость основного оборудования установки 50 тыс. долл. США. Срок окупаемости - 1,5-2 года [18].
В 1998 году фирма ALFA LAVAL начала продавать пиролизную печь для регенерации загрязненных нефтью грунтов, аналогичную по технологии и близкую по конструкции установке ВНИИЖТ. Производительность по исходному сырью - 2,5 т/ч. Стоимость установки - 2,65 млн. долл. США, стоимость обезвреживания одной тонны загрязненного грунта ~ 50-70 долл. [19].
На основе пиролиза фирма "MAN GUTENJHFNUNGAHUTТЕ AG" (г Оберхаухаузен, Германия) разработала ряд установок для обезвреживания загрязненных нефтепродуктами грунтов. Загрязненный грунт после сушки и измельчения с помощью загрузочного шнека подается в реактор, где при температуре 600-750°С образуется нефтяной газ и происходит коксование грунта. Остаток после пиролиза в зависимости от содержания кокса либо отправляется на захоронение, либо возвращается на прежнее место.
Многокамерные печи наиболее часто используются для сжигания отходов благодаря их простоте, надежности и легкости изменения режимов горения [5,6,8]. Печь представляет собой стальную конструкцию, защищенную внутри термостойким материалом. Твердые отходы или частично обезвоженный ил подаются сверху, зола разгружается снизу. Рабочая температура в первой камере многокамерных печей составляет обычно 800-900°С, последовательно возрастая до 1100°С в третьей камере. При достижении температуры 1050-1100°С в первой камере печь автоматически переключается на режим охлаждения. Многокамерные печи оборудуются зональными горелками с автоматическим поддержанием рабочей температуры и форсунками с автоматической регулировкой подачи жидких ПО. Таким образом, многокамерные печи позволяют обезвреживать ТБО, твердые и жидкие ПО. Влажность не должна превышать 60%. В Таблице 3 приведены эксплуатационные параметры многокамерных печей различных фирм.
Рассмотренные выше технологии позволяют не только обезвреживать отходы, но и утилизировать образующееся тепло.

Технологии, основанные на химических методах обезвреживания

Технология химического осаждения тяжелых металлов (Сr, Pb, Нg, Сa) и радионуклидов в грунтах осуществляется введением реакционно-способной смеси (100 ррm сероводорода в азоте) в реактор, заполненный загрязненным грунтом [20-23]. Технология химического осаждения применима для грунтов с разным химико-минеральным составом и проницаемостью. После химической обработки фиксируется в породе более 90% тяжелых металлов.
Технология обработки загрязненных грунтов реагентами (известь, сульфат натрия, оксиды железа, органический углерод) [24-26]. Эффективность очистки зависит от реакционной способности реагента и экотоксиканта. Водный реагентный раствор смешивают с грунтом и перемешивают, в результате получается гидрофобный порошок Преимущество технологии - в разрушении хлорированной органики и нефтепродуктов и фиксации тяжелых металлов.
Фирмой "MEISSNER GRUNDBAU" разработана технология химической обработки нефтесодержащих отходов [27]. По технологии этой фирмы одновременно с обезвреживанием нефтепродуктов проводится рекультивация. Получаемый при обработке гидрофобный продукт используется в качестве строительного материала для создания дорожных покрытий. По данным фирмы, стоимость обработки одной тонны нефтеотходов составляет 30 долл. США [27].
Компания "VEST ALPINE" разработала установку для химического отверждения нефтесодержащих отходов, лаков, красок, смол и так далее. В результате смешения отходов с реагентом на основе извести получается порошковый гидрофобный материал. Установка состоит из бункера для отходов, реактора-смесителя, емкости для реагента, дозатора и шнекового конвейера. Компания производит установки "Леко" в мобильном и стационарном исполнении. Стоимость обезвреживания одной тонны отходов - 30-40 долл. США [3].
Общий недостаток реагентных технологий - это зависимость степени обезвреживания от эффективности перемешивания и чистоты реагента. Образующийся порошок не обладает абсолютными гидрофобными свойствами, и при попадании в поровое пространство воды аборигенная микрофлора постепенно разлагает органические вещества, входящие в состав порошка, что приводит к вторичному загрязнению окружающей природной среды.
В технологиях химического окисления экотоксикантов в почве используются следующие окислители: кислород, воздух, озон [25], перекись водорода [28] и перманганат калия [29,30]. Эта технология наиболее часто применяется для очистки грунтов от хлорированных углеводородов (трихлорэтилен, трихлорамин, полихлорэтилен) в диапазоне концентраций от 0.2 мкг/кг до 12 г/кг. Эффективность очистки почвы с исходным содержанием трихлорэтилена 250 мг/ кг достигает 74-79% при обработке 3.6 и 7.3%-ными растворами перекиси водорода и выше 98% -при применении 1.5, 3.0 и 6.0%-ных растворов перманганата калия.
Вышеописанные технологии химической иммобилизации (связывания) используют, кроме того, для связывания тяжелых металлов, полициклических и ароматических углеводородов, хлорорганики. Недостатком метода является неустойчивость образующихся композитов к грунтовой и атмосферной воде. При иммобилизации происходит утрачивание нефтепродуктов как источника энергии.

Технологии биологического обезвреживания

Технологии биологического обезвреживания органических экотоксикантов основаны на активации аборигенной микрофлоры или внесении в грунт определенных культур микроорганизмов, создании оптимальной среды для развития микроорганизмов.
Простейшими способами активации микрофлоры являются механические рыхление, вспашка, дискование [31]. Необходимым условием размножения микроорганизмов является создание оптимального температурного диапазона. Для ускорения миграции микрорганизмов в последние годы используют электрокинетическую активацию биодеградации [32]. Ультразвук также способствует ускорению биодеградации экотоксикантов [31].
Другим широко распространенным способом биоактивации является аэрация или продувка грунта воздухом. Эффективность биоразложения летучих углеводородов, дизельного топлива и других подобных загрязнителей составляет от 45 до 94% [33, 34]. Стоимость обработки почвы не превышает 13-20 долл. США за 1 мі.
Необходимым условием биодеградации нефтяных загрязнений является внесение минеральных удобрений. Идеальной для биоразложения является среда с нейтральной кислотностью. Для нейтрализации щелочных грунтов вносят гипс, для нейтрализации кислых грунтов - известь [31].
Одним из методов, обеспечивающих диспергирование нефтяных загрязнений и улучшающих контакт с микроорганизмами, является внесение ПАВ [31,33]. Моющие вещества вымывают из грунтов нефтепродукты вместе с водой. Сочетание применения ПАВ с внесением минеральных удобрений ускоряет биодеструкцию [31].
Внесение культур микроорганизмов используется только при аварийных загрязнениях или при отсутствии развитого естественного биоценоза. Однако иногда происходит вырождение микроорганизмов до достижения требуемого уровня очистки, а также их применение может нарушать естественные биоценозы [31] Обычно для очистки используют сообщества бактерии Bakterium, Actinomyces, Artrobactes, Thiobacterium, desullfotomasilium Pseudomons, Hydiomonas, Bacillus и другие, а также низшие формы грибов [31]
Различные виды дрожжей Candida разлагают ароматические соединения с концентрацией до 1% в грунтах за 120-200 суток, Candida sp. поглощает керосин [35], Candida liprolytica - сырую нефть [36] Нефть на поверхности почвы уничтожают Actmomycor elegans и Geotrichum marium [31]
Использование Actmebacter sp. дает 80%-ный эффект очистки от ароматических соединений по истечении пяти недель [37] Деградацию ароматических углеводородов осуществляют Tycobactenum [31] и Pseudomonus alcahgenes, которые разлагают также галогенуглеводороды [38] Для биоочистки почв и грунтов от хлорфенолов используют штаммы Rhodococcus erutropolis [39], s Rochei [40] Концентрация хлорфе-нолов не должна превышать 200 мг/кг
Фенолы в почве разлагаются Pseudotnonas auieofacms, P Fluorescens, Pseudomonas sp при эффективности около 70% [41], а также различными штаммами Bacillus, Flavobactenum, Artiobactenum [42] Оптимальная температура -30-40°С Для разложения в почве мазута, дизельного топлива, керосина, бензина, фенолов и формальдегидов широко используют препараты "Naggies", "Hydrobac", снижающие концентрацию экогоксиканта на 60% за пять дней Биопены фирмы "Biodetox" позволяют очистить слой почвы или грунта на 30-40 см вглубь, разлагая нефтепродукты, готовые биогены очень долго хранятся
В России для очистки почв от нефтепродуктов используют бактериальные препараты "Деворойл" (РАН), "Биоприн (Олеоворин)" (ВНИИСинтезбелок), "Путидойл" (ЗапСибНИГ-НИ), "Руден" (НИИ Генетики), "Сойлекс" (фирма "Полиинформ", С -Петербург) Препараш эффективно окисляют нефтепродукты, ароматические углеводороды в температурном диапазоне 15-45°С при значительных начальных концентрациях загрязнений в грунтах Проведенные исследования препарата "Олеоворин" на промплощадках Северной железной дороги показали, что через 3 месяца грунт был очищен на 78% Препарат "Путидойл" эффективно очищает грунты от фенолсодержащих осадков шпалопропиточных заводов на 90% Бактериальный препарат "Сойлекс" обладает более широким спектром применения рН==4 5-8 5, температура 10-42°С Через 20 дней грунт, содержащий до 1% нефти, очищается на 90%
Технологии биопоглощения используют способности бобовых и трав поглощать и способствовать биодеградации нефти С этой целью выращивают сорго, кормовой горох, люцерну, донник, ячмень и овес [31] Показана достоверность снижения загрязнения почвы
благодаря жизнедеятельности дождевых червей [3 1] Биотехнологии имеют ряд недостатков Биодеструкция -достаточно медленный процесс,
кроме того, при гниении биомассы возникает вторичное загрязнение окружающей среды из-за выделения аммиака, сероводорода, выделяется значительное количество углекислого газа, вызывающего парниковый эффект, безвозвратно рассеивается тепловая энергия.

Технологии основанные на электрохимических методах

Технологии, основанные на электрохимических методах используются для обезвреживания хлорированных углеводородов, фенолов и нефтепродуктов и обеззараживания грунта и почвы. При пропускании электрического тока через грунты одновременно протекают электролиз воды в поровом пространстве, электрофчотация зчектрокоагуляция и электрохимическое окислениею Эффективность окисления фенола - 70-92% Однако, при этом образуется до 40% продуктов неполного окисления фенола, правда, менее токсичных, чем фенол Эффективность обеззараживания - 95-99%
Фирмы "MONTANA", "DUPON" И "General Electric" совместно с Департаментами энергии и защиты окружающей среды провели крупномасштабные испытания технологии IASAGNA. Ряды электродов размещались в почве параллельно очищаемой зоне Расход электроэнергии и стоимость обезвреживания зависят от начальной концентрации экотоксиканта, электропроводности грунта, водонасыщенности, количества и размеров электродов и конечной концентрации и обычно составляет соответственно 32-160 кВт·ч/т и 86-260 долл/м почвы. Японская фирма "ОБАЯСИ" разработала электрохимическую технологию очистки грунта территории демонтированных химических предприятий для введения в земли в оборот. Технология обеспечивает высокую степень очистки от токсичных органических веществ до 25 наименований Для очистки участка площадью 15 мІ требуется обработка постоянным током напряжением 50 В с общим расходом электроэнергии 5 кВт Для удаления 90% кадмия, цианидов, свинца, хрома, ртути и мышьяка требуется три месяца.
Технологии электрокинетической обработки применяются для очистки глинистых и суглинистых грунтов при полной или неполной водонасыщенности В переносе загрязнений в почвах и грунтах под действием постоянного электрического поля основную роль играют процессы электроосмоса и электрофореза Электрокинетические технологии применяют для очистки почв и грунтов от тяжелых металлов, цианидов, хлорорганики, нефти и нефтепродуктов [43-48]. Преимуществом электрокинетической технологии является высокая степень контроля и управления процессом очистки благодаря тому, что загрязнения перемещаются вдоль силовыхлиний электрического поля, распределение которых определяется расположением электродов, со скоростью, зависящей от напряженности поля [49]. Исходные концентрации экотоксикантов могут быть снижены с 10-50 мг/кг до 1-10 мг/кг [50]
Параметры электрокинетического процесса: напряжение на электродах 4-200 В, напряженность поля 20-200 В/м, плотность тока 0.5-5.0 А/мІ, расстояние между электродами 2-10 м, глубина их заложения - 2-50 м [45]. Максимальный объем грунта, реально очищенный электрокинетической технологией на одном месте, - 5505 мІ. Эффективность очистки - 80-99%. Добиться высокой очистки без применения химреагентов или растворов ПАВ невозможно. Стоимость очистки грунтов составляет от 120 до 170 долл. США за 1 мі.
Для очистки почв и грунтов от хлорорганики разработан метод сверхвысокочастотного нагрева [51]. СВЧ-оборудование позволяет быстро разогревать грунт, и при этом происходит быстрое окисление органических молекул вплоть до оплавления пород [51].
Импульсная ультрафиолетовая очистка эффективна для очистки грунтов, загрязненных трихлорэтиленом, тетрахлоридом, хлороформом и другими низкомолекулярными хлорированными углеводородами. При обработке загрязненного грунта неоновыми лампами происходит фотоокисление хлорорганики до НСl, С02, Н20, и при этом возможно образование формилхлорида НСОСl. Поэтому эффективность метода удовлетворительна для невысоких содержаний хлорированных углеводородов в почве [52].
Энергия лазеров используется для расплавления грунта, содержащего экотоксиканты, и капсюлирования загрязнения [53,54].
Вышеперечисленные технологии используются редко, с их помощью обезвреживают небольшие количества загрязненного грунта, и реализация электромагнитных методов крайне дорога.
Многообещающий метод сверхкритической экстракции углекислым газом позволяет извлекать из грунта и почвы любые органические соединения. Процесс экстракции проводят при давлении 350-400 кг/см и температуре 35.5°С. Эффективность извлечения метода может достигать 100% при тщательном перемешивании загрязненного грунта в реакторе. Сверхкритическая экстракция - это универсальный, экологически безопасный процесс обезвреживания экотоксикантов из всех существующих [55-57]. Однако технология очистки на основе сверхкритической экстракции имеет низкую производительность (не более 100-200 кг/ч) и высокие капитальные затраты (500-700 долл. США на 1 кг отходов в час).
В настоящее время распространено простое механическое удаление загрязненных грунтов с помощью различных машин и вывоз их для захоронения или обезвреживания [58]. Механическое перемешивание с вибросепарацией используется в путевых машинных станциях Российских железных дорог для очистки щебеночного балласта - верхней части железнодорожного пути от мелкой фракции и пыли, содержащей соли тяжелых металлов. Щебень при грохочении не очищается от пленочных нефтепродуктов. Степень очистки балласта от мелкой фракции и пыли не превышает 50%.
Для очистки грунта и щебня от тяжелых металлов и нефтепродуктов механическое перемешивание совмещают с промывкой водой [59]. Фирма "RAIL-PRO" (HILVERSUM, Голландия) производит очистку промывкой водой щебеночного балласта железнодорожных путей от нефтепродуктов и тяжелых металлов после глубокого капитального ремонта железнодорожного полотна. На заводе очищают до 95% балласта Голландии и до 60% балласта Дании, 12% очищенного балласта с размером фракций 64-32 мм возвращается в технологический процесс восстановления балластной призмы, 70% с размером фракций 32-4 и 4-0.5 мм продают строительным организациям. Фракция размером менее 0.5 мм, аккумулирующая практически все загрязнения (нефтепродукты и соли тяжелых металлов), отправляется на полигон для захоронения. Стоимость очищенного балласта 7-10 долл. за 1 тонну.
Технология механической промывки грунтов водой разработана фирмой "LURGI AG" (г. Франкфурт-на-Майне, Германия) Вначале грунт измельчают в дробильной установке до размеров кусков менее 100 мм и вместе с тонкой фракцией подают в промывной барабан. В промывном барабане за счет трения и ударов частиц друг о друга нефтепродукты и соли тяжелых металлов переходят в жидкость. После рассева промытого материала грубодисперсную фракцию повторно промывают в барабане. Тонкую фракцию (10-30%) грунта обезвоживают в гидроциклоне. Промывные воды очищают во флотаторе и используют вновь. Производительность установки - 1 т грунта в час. Стоимость очистки одной тонны грунта 30-50 долл. США [60].
Подобные промывные технологии внедрены и в России. Нефтеперерабатывающее предприятие "Шэрыкз" (г. Салават, Башкортостан) разработало технологию промывки загрязненных грунтов. Песчаные загрязненные нефтью почвы промывают растворами ПАВ, в качестве которых применяют ОП-10 или оксиэтилированные жирные кислоты (ОЖК). Соотношение грунт: раствор 0,02% ОП°10 равно 1:16, степень очистки -99.2%. При очистке дерново-карбонатных почв от нефтепродуктов раствором ОП-10 концентрацией 0.02% при соотношении грунт: раствор 1:30 степень извлечения составляет 93.5%. После очистки грунт или почва возвращаются для рекультивации.
Для очистки несвязанных грунтов (песок, щебень) от нефтепродуктов и фенолов Научно-исследовательский центр "ЭКОЛОГИЯ" МПС России (г. Новосибирск) разработал технологию и изготовил и разместил на двух железнодорожных платформах мобильную установку, основанную на ротационном принципе перемешивания загрязненного грунта и раствора ПАВ в воде. Стоимость очистки одной тонны грунта 10-30 долл. США [61].
Одна из крупнейших в мире и в Европе компания "WATCO" (г. Grirabergem, Дания) специализируется на очистке грунтов и почв от нефтепродуктов, органических веществ и тяжелых металлов. Благодаря огромному опыту и значительным мощностям компания перерабатывает более 300 млн. тонн загрязненных грунтов не только Бельгии, но и Голландии. WATCO осуществляет очистку грунтов промывной водой, биообезвреживание грунтов, загрязненных ароматическими веществами, проводит термообработку грунтов при 800°С и очистку водоносных пластов от тяжелых металлов в адсорбционных колоннах. В зависимости от типа грунта и вида экотокси канта в научно исследовательском центре компании выбирают метод обезвреживания и технологическую линию нейтрализации загрязнений [62] c помощью биологических, электрохимических или электрокинетических технологий

Лекция 14 (Раздел 8)
Международное сотрудничество в области инженерной защиты окружающей среды
Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды насчитывает пока менее, чем полувековую историю. К началу 70-х годов прошлого века стало достаточно очевидно, что в отношениях общества и природы возникли проблемы, несущие глобальную угрозу человечеству вследствие необратимых изменений в биосфере планеты. Задача сохранения среды обитания человека стала носить, таким образом, интернациональный характер.

Международное сотрудничество - все направления и формы межгосударственных и межучрежденческих контактов - в области охраны окружающей природной среды с 70-х гг. развивалось весьма активно. Оно стало более интенсивным как по линии прямого политического сотрудничества государств, так и по линии экономического, культурного и научно-технического сотрудничества в рамках правительственных и неправительственных организаций на всех уровнях.
Отношение государств, организаций, политических деятелей, ученых, представителей всех профессий и слоев населения к охране окружающей среды стало более квалифицированным, научно обоснованным, сбалансированным. Это проявилось в том, что в многочисленных международно-правовых актах, принятых за последние десятилетия, в решениях и резолюциях международных организаций, конференций, совещаний, в планах, проектах и программах совместной деятельности, а также в конкретной практической природоохранительной работе регулярно уделяется должное внимание как защите отдельных природных объектов и экологических систем, так и разработке и осуществлению мер всесторонней охраны природной среды в целом.

Международно-правовой механизм охраны окружающей среды Основные принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды
Необходимость международного сотрудничества в области ООС диктуется все большей и большей экологической зависимостью всех стран друг от друга. Разрушение озонового слоя земли, загрязнение атмосферного воздуха, Мирового океана, пагубное влияние ядерных взрывов распространяются не только на те государства, где допускаются экологически опасные действия, но и на все мировое сообщество. По этому в настоящее время государства под эгидой ООН или на двухсторонней основе организуют взаимодействие с целью охраны среды обитания человека, растительного и животного мира. В основу такого взаимодействия положен ряд общепризнанных мировым сообществом принципов человеческой деятельности в области использования природной среды. Они содержатся отчасти в межгосударственных договорах и актах, в нормативных документах международных организаций и суммированы в решениях наиболее значительных международных конференций, полностью или частично посвященных охране окружающей среды и регулированию сотрудничества государств и народов в этой области. Впервые принципы международного экологического сотрудничества были обобщены и объединены в декларации Стокгольмской конференции ООН по проблемам окружающей человека среды 1972 г., но наиболее полно они были изложены в декларации по окружающей среде и развитию, принятой Конференцией ООН, состоявшейся в июне 1992 г. в г. Рио-де-Жанейро (Бразилия).
В настоящее время международно-правовой механизм ООС зиждется на следующих принципах:
1) принцип защиты ОС на благо нынешних и будущих поколений, суть которого сводится к обязанности государств сотрудничать на благо настоящего и будущего поколений, принимать все необходимые действия по сохранению и поддержанию качества ОС, включая устранение отрицательных для нее последствий, а также по рационально и научно обоснованному управлению природными ресурсами;
2) принцип недопустимости трансграничного ущерба запрещает такие действия государств в пределах своей юрисдикции или контроля, которые наносили бы ущерб иностранным системам окружающей среды и районов общего пользования, и подразумевает ответственность государств за нанесение экологического ущерба системам ОС других государств и районов общего пользования;
3) принцип экологически обоснованного, рационального использования природных ресурсов связан с тем, что исчерпание таких невозобновляемых природных ресурсов, как нефть, газ, уголь, в современных условиях неразработанности проектов альтернативных источников энергии может привести к краху техногенной цивилизации; истощение же запасов воздуха и питьевой воды поставит под вопрос само существование человечества. Но, несмотря на очевидную важность этого принципа, его реализация затруднена, прежде всего чрезмерно общим определением его содержания. Суть реализации принципа состоит в поддержании природных ресурсов на оптимально допустимом уровне, а также в научно обоснованном управлении живыми ресурсами;
4) принцип недопустимости радиоактивного заражения окружающей среды охватывает как военную, так и мирную область использования атомной энергии. Формирование и утверждение этого принципа идет как договорным, так и обычным путем, с соблюдением государствами существующей международной практики;
5) принцип защиты экологических систем Мирового океана обязывает государства: предпринимать все действия по предотвращению, сокращению и сохранению под контролем загрязнения морской среды из всех возможных источников; не переносить прямо или косвенно ущерб или опасность загрязнения из одного района в другой и не превращать один вид загрязнения в другой; обеспечивать, чтобы деятельность государств и лиц, находящихся под их юрисдикцией или контролем, не наносила ущерба другим государствам и их морской среде путем загрязнения, а также чтобы загрязнение, являющееся результатом инцидентов или деятельности под юрисдикцией или контролем государств, не распространялось за пределы районов, где эти государства осуществляют свои суверенные права;
6) принцип запрета военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду в концентрированном виде выражает обязанность государств принимать все необходимые меры по эффективному запрещению такого использования средств воздействия на природную среду, которые имеют широкие, долгосрочные или серьезные последствия в качестве способов разрушения, причинения ущерба или причинения вреда любому государству;
7) принцип обеспечения экологической безопасности отражает прежде всего глобальный и чрезвычайно острый характер международных проблем в области защиты окружающей среды. Элементами этого принципа можно считать обязанность государств осуществлять военно-политическую и экономическую деятельность таким образом, чтобы обеспечивать сохранение и поддержание адекватного состояния окружающей среды;
8) принцип контроля за соблюдением международных до говоров по ООС предусматривает создание, кроме национальной, также и системы международного контроля и мониторинга качества окружающей среды, которые должны осуществляться на глобальном, региональном и национальном уровнях на основе международно признанных критериев и пара метров;
9) принцип международно-правовой ответственности государств за ущерб ОС предполагает ответственность за существенный ущерб экологическим системам за пределами национальной юрисдикции или контроля. Пока этот принцип окончательно не сложился, но его признание постепенно расширяется




Международные организации в области охраны окружающей среды

Возрастающий интерес международного сообщества к проблемам ОС после Второй мировой войны нашел свое выражение не только в усилении прямого международного сотрудничества, проведении большого числа политических, социально-экономических и научно-технических форумов, по священных отдельным аспектам взаимодействия общества и природы, но и в росте числа, повышении активности и расширении компетенции международных организаций. Такие организации позволяют объединить природоохранительную деятельность всех заинтересованных государств независимо от их политических позиций, определенным образом вычленяя и подчеркивая экологические проблемы из всей совокупности политических, экономических и других международных проблем. По признаку пространственной сферы полномочий или субъектно-территориальному признаку различаются организации глобальные и региональные (субрегиональные).
Важную роль в области ООС играют и активно занимаются организацией исследований окружающей среды и ее ресурсов специализированные учреждения ООН.
ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры), образованная в 1945 г., уже в первые годы своей деятельности поддержала научные инициативы и общественные природоохранительные движения. Наиболее известным природоохранительным направлением в деятельности ЮНЕСКО является научная программа "Человек и биосфера" (МАБ), принятая в 1970 г. на ХVI Генеральной конференции этой организации. К выполнению программы МАБ уже приступили около 100 стран. ФАО (Организация Объединенных Наций по вопросам продовольствия и сельского хозяйства), образованная в октябре 1945 г., является специализированным учреждением ООН и занимается вопросами продовольственных ресурсов и раз вития сельского хозяйства в целях улучшения условий жизни народов мира. В соответствии с своей компетенцией она обращает внимание на охрану и рациональное использование земель, водных ресурсов, лесов и иной растительности, животного мира суши, биологических ресурсов океанов и морей. ФАО участвует в осуществлении более 100 природоохранительных программ на глобальном, региональном и национальном уровнях.
Забота о здоровье людей - главная цель ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), что всегда связано с ООС. ВОЗ осуществляет сбор и распространение экологической информации, связанной с охраной здоровья людей, участвует в исследовательской работе, оказывает техническую помощь, осуществляет международный контроль за загрязнением ОС.
ВМО (Всемирная метеорологическая организация) была учреждена в 1951 г., как специализированное учреждение ООН. Природоохранительные функции ВМО связаны прежде всего с глобальным мониторингом ОС. Она проводит мероприятия по оценке загрязнения атмосферы различными веществами и из разных источников, оценку трансграничного переноса загрязняющих веществ, их глобального распространения в низких слоях атмосферы, а также по изучению воз действия на озоновый слой земли.
По договору с ООН осуществляет свою деятельность МАГАТЭ, учрежденное в 1957 г. В соответствии с мандатом МАГАТЭ ведет широкие исследования по использованию атом ной энергии, разрабатывает меры по технике безопасности при использовании ядерного топлива и в связи с этим вплотную занимается защитой ОС от опасности радиоактивного заражения. Проблемы ОС, обострившиеся в современном мире, не могли остаться незамеченными межправительственными организациями регионального характера. Эти организации, включившиеся в международное природоохранительное сотрудничество, внесли определенный вклад в разработку мер сохранения благоприятных природных условий и обеспечения рационального использования природных ресурсов, включая меры правового характера. В числе таких организаций могут быть названы, в частности: Европейский Союз, Совет Европы, Организация экономического сотрудничества и развития, Азиатско-Африканский юридический консультативный комитет.
В ООС и регионального планирования Совет Европы осуществляет:
- обеспечение охраны и бережного отношения к окружающей среде в Европе;
- сохранение и улучшение среды обитания, деятельности человека;
- планирование развития территорий;
- создание сети охраняемых заповедников.
- Европейская конференция министров, отвечающая за региональное планирование (СЕМАТ), созывается регулярно, начиная с 1970 г., по мере возникновения проблем. В работе Конференции участвуют представители всех государств-членов Совета Европы.
Европейская хартия регионального планирования выдвинула глобальную и долгосрочную концепцию регионального планирования с целью: улучшения условий повседневной жизни; гармоничного социально-экономического развития регионов; повышения ответственности в вопросах управления при родными ресурсами; ООС и рационального использования земли. Для сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений (регулирование промышленной деятельности, торговли животными и т. д.) была принята Конвенция по сохранению живой природы и окружающей среды в Европе (Бернская Конвенция). С мая 1987 г. действует Соглашение о предупреждении, защите и организации помощи при крупных стихийных бедствиях и технологических катастрофах. Создана сеть из 12 европейских специализированных центров для слежения за извержениями вулканов, землетрясениями и т. д.
Азербайджан, Армения, Беларусь, Казахстан, Кыргызстан, Молдова, Россия, Таджикистан, Туркменистан и Узбекистан подписали в феврале 1992 г. межправительственное Соглашение о взаимодействии в области экологии и охраны окружающей природной среды странами СНГ. Государства СНГ согласились создать Международный Экологический Совет и при нем Межгосударственный Экологический фонд для выполнения согласованных межгосударственных экологических программ, в первую очередь для ликвидации последствий экологических катастроф.
Следует отметить, что в настоящее время в мире насчитывается более 500 неправительственных международных организаций, включивших в свою деятельность природоохранительные мероприятия. Главная роль в этой сфере принадлежат некоторым специализированным и зарекомендовавшим себя высокой активностью организациям, таким как Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) и Всемирный фонд охраны дикой живой природы (WWF).
МСОП создан по решению учредительной ассамблеи, состоявшейся в сентябре 1948г. в Фонтебло (Франция). В соответствии со ст. 1 Устава МСОП содействует сотрудничеству между правительствами, национальными и международными организациями, а также между отдельными лицами, занимающимися вопросами охраны природы и сохранения природных ресурсов, путем проведения соответствующих национальных и международных мероприятий. По состоянию на конец ХХ в. членами союза состояли 54 государства и больше 300 организаций из более чем 100 стран мира.
Работа МСОП способствует реализации Вашингтонской конвенции о международной торговле дикими видами фауны и флоры. Так, в 1961 г. был создан Всемирный фонд охраны дикой природы, деятельность которого заключается в основном в оказании финансовой поддержки природоохранительным мероприятиям. Программа работы этой организации в конце ХХ в. охватывала более 160 проектов охраны природы в 70 странах.
Международная юридическая организация (МЮО), созданная в 1968 г., в последние годы уделяет много внимания праву ОС, участвует в подготовке международно-правовых актов природоохранительного характера. В марте 1973 года, в Вашингтоне была принята Конвенция по международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС), поправки к приложениям которой были приняты на 11-й конференции сторон СИТЕС (Найроби, 10-20 апреля 2001 г.), вступили в силу с 19 июля 2000 г. (по приложениям 1 и 2), и 13 сентября 2000 г. (по приложению 3).
Государства, подписавшие данную Конвенцию, признают, что дикая фауна и флора в их многочисленных, прекрасных и различных формах, являются незаменимой частью природных систем земли, которые должны охраняться для настоящих и будущих, поколений; сознают увеличивающуюся ценность дикой фауны и флоры для всех народов Земли со всех точек зрения - эстетики, науки, культуры, отдыха и экономики; признают, что именно народы и государства должны наилучшим образом охранять собственную дикую флору и фауну, а также признают важность международного сотрудничества, необходимого для защиты некоторых видов дикой фауны и флоры от чрезмерной эксплуатации их в между народной торговле, убеждены в необходимости объединения усилий и принятия надлежащих мер в этих целях. Для реализации этих целей разработаны Приложения, содержащие списки видов дикой фауны и флоры, находящиеся под угрозой исчезновения. Так, в Приложение 1 включены все виды, находящиеся под угрозой вымирания и торговля которыми оказывает или может оказать влияние на их существование. Торговля образцами этих видов должна находиться под особо строгим контролем с тем чтобы не подвергать опасность их выживание, и может быть разрешена только в исключи тельных обстоятельствах. В Приложение II включены: (а) все виды, которые хотя в данное время не находятся обязательно под непосредственной угрозой вымирания, но могут стать таковыми, если торговля образцами таких видов не будет строго регулирована в целях предотвращения их использования, несовместимого с их выживанием; и (б) другие виды, которые должны быть предметом контроля с тем, чтобы торговли образцами тех видов, которые указаны в п. (а), могла бы контролироваться. В приложение III включены все виды, которые по определению любого государства должны подвергнуться регулированию в пределах ее собственной юрисдикции в целях предотвращения или ограничения эксплуатации и которые нуждаются в сотрудничестве других сторон в регулировании торговли. При этом торговля образцами видов, содержащимися во всех Приложениях, может осуществляться только в соответствии с положениями данной Конвенции. Всякая торговля образцами таких видов должна осуществляться под неукоснительным наблюдением научных компетентных и административных органов государств-участников Конвенции и каждого в отдельности.
Внутри России постоянно делаются какие-то усилия по регулированию ООС и интегрированию усилий России в международное сообщество. Так, Постановление Правительства РФ от 25 октября 2001 г. № 745 утвердило федеральную целевую программу "Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственно го учета объектов недвижимости (2002-2007 годы)", в рамках которой большое место уделяется международному сотрудничеству. В соответствие с программой в 2002-2007 годах оно будет продолжено и направлено на совершенствование нормативно-методической и системно-технической базы ведения государственного земельного кадастра как единой системы государственного учета объектов недвижимости. Программой планируется продолжение сотрудничества с Европейским союзом, используя возможности привлечения технической по мощи по проекту ТАСИС. Получат дальнейшее развитие двусторонние контакты по направлениям программных мероприятий с агентствами по международному развитию Германии, Швеции, Нидерландов с целью изучения и адаптации к российским условиям передового опыта и ноу-хау стран с развитой рыночной экономикой. Будут продолжены работы по инвестиционным проектам финансируемым за счет средств займа Международного банка реконструкции и развития (проект ЛАРИС), российско-германского проекта ГЕРМЕС, финансируемого в рамках кредитной линии немецкого страхового общества "ГЕРМЕС". Дальнейшее развитие получат работы со Швейцарской Конфедерацией. Консолидированные в рамках Программы средства указанных займов, финансовая по мощь в виде грантов, техническая помощь будут направлены на приобретение новейшей компьютерной и измеритель ной техники, приборов, программного обеспечения, а также на обучение и переподготовку кадров.
Для реализации Программы Министерству экономического развития и торговли, Министерству финансов и Министерству промышленности, науки и технологий РФ поручено при формировании инвестиционной программы и проектов федерального бюджета на 2002 год и последующие годы предусматривать выделение Федеральной службы земельного кадастра и Министерству имущественных отношений России Средств на реализацию данной Программы, исходя из возможностей федерального бюджета. Контроль за ходом и реализацией Программы возложен на государственного заказчика-координатора Программы - Федеральную службу земельного кадастра РФ.
Стокгольмская Конвенция о стойких органических загрязнителях (Стокгольм, 22 мая 2001 г.) посвящена охране здоровья человека и ОС от стойких органических загрязнителей и зиждется на принятых ранее принципах декларации по ОС в Рио-де-Жанейро.
Конвенция признала, что стойкие органические загрязнители обладают токсичными свойствами, устойчивы к разложению, характеризуются биоаккумуляцией и являются объектом трансграничного переноса по воздуху, воде и мигрирующими видами, а также осаждаются на большом расстоянии от источника их выброса, накапливаясь в экосистемах суши и водных экосистемах и несут в себе опасность международного масштаба.
В соответствии с Конвенцией каждая сторона разрабатывает:
- меры по сокращению или устранению выбросов в результате преднамеренного производства и использования;
- меры по сокращению или ликвидации выбросов в результате непреднамеренного производства;
- меры по сокращению или ликвидации выбросов, связанных с запасами и отходами;
- каждая Сторона разрабатывает и стремится осуществлять план выполнения своих обязательств, предусмотренных настоящей Конвенцией;
- каждая Сторона облегчает или осуществляет обмен информацией;
Стороны в рамках своих возможностей поощряют и осуществляют, как на национальном, так и международном уровнях научные исследования разработки, мониторинг и сотрудничество в области стойких органических загрязнителей, их альтернатив и потенциальных стойких органических загрязнителей по таким, например, вопросам, как: источники и выбросы в ОС; присутствие, уровни присутствия в организмах людей и в ОС; способ переноса в ОС; воздействие на здоровье человека и ОС; социально-экономические и культурные последствия и др.
Страны-участники Конвенции признали необходимость оказания своевременной и соответствующей технической по мощи в ответ на просьбы развивающихся стран и стран с переходной экономикой, являющихся Сторонами Конвенции. Возникающие в рамках Конвенции споры, разрешает арбитраж или Международный Суд.
Международные правовые средства охраны атмосферы земли, околоземного и космического пространства; природы мирового океана, животного и растительного мира, окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами
МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ, ОКОЛОЗЕМНОГО И КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
Центральное место в системе норм по охране атмосферы Земли занимают Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду 1977 г., Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния 1979 г., Рамочная конвенция ООН об изменении климата 1992 г.
Участники Конвенции о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду 1977 г. обязались не прибегать к военному или иному враждебному использованию средств воздействия на природную среду (преднамеренному управлению природными процессами - циклонами, антициклонами, фронтами облаков и т.д.), которые имеют широкие, долгосрочные или серьезные последствия, в качестве способов нанесения ущерба или причинения ущерба другому государству. В соответствии с Конвенцией о трансграничном загрязнении воз духа на большие расстояния 1979 г. государства пришли к соглашению о необходимых мерах по сокращению и предотвращению загрязнения воздуха, прежде всего в отношении средств борьбы с выбросами загрязнений воздуха (главным образом серы и ее соединений). Предусматривается, в частности, обмен информацией по указанным вопросам, периодические консультации, осуществление совместных программ по регулированию качества воздуха и подготовке соответствующих специалистов.
На основе Конвенции в структуре Европейской экономической комиссии ООН создан специальный орган, обеспечивающий координацию национальных мер по выполнению конвенционных положений.
Целью принятия Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 г. является стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему. Участники Конвенции будут принимать предупредительные меры в области прогнозирования, предотвращения или сведения к минимуму причин изменения климата и смягчения его отрицательных последствий.
Вторым составляющим системы международной защиты природы является охрана озонового слоя. Венская конвенция об охране озонового слоя 1985 г. и Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, 1987 г. дают перечень озоноразрушающих веществ, определяют меры по запрету ввоза и вывоза озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции в договаривающиеся государства без соответствующего разрешения (лицензии). Государства информируют учрежденный в соответствии с Конвенцией и Протоколом орган (Секретариат) о производстве, потреблении и использовании озоноразрушающих веществ. Участниками Конвенции разрабатываются национальные системы сбора, хранения, регенерации и утилизации озоноразрушающих веществ.
Третьим объектом защиты является космическое пространство. Договор по космосу 1967 г., Соглашение о Луне 1979 г. обязывают государства при изучении и использовании космического пространства и небесных тел избегать их загрязнения, принимать меры для предотвращения нарушения сформировавшегося на них равновесия. Небесные тела и их природные ресурсы объявлены общим наследием человечества.

Международно-правовая охрана мирового океана

Нормы по охране морской среды содержатся как в общих конвенциях по морскому праву (Женевских конвенциях 1958 г., Конвенции ООН по морскому праву 1982 г.), так и специальных соглашениях (Конвенция по Предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г., Конвенция о рыболовстве в Северо-Западной части Атлантического океана 1977 г., Конвенция о рыболовстве и охране живых ресурсов открытого моря 1982 г. и др.). В Женевских конвенциях и Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. определяются режим морских пространств, общие положения по предотвращению их загрязнения и обеспечению рационального использования. Специальные соглашения регламентируют вопросы охраны отдельных компонентов морской среды, защиту моря от конкретных загрязнителей и т.д. Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью 1954 г. предусматривает меры для оборудования портов устройствами для принятия с судов нефтесодержащих остатков.
Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случаях аварий, приводящих к загрязнению нефтью, 1969 г. устанавливает комплекс мероприятий по предотвращению и уменьшению последствий загрязнения моря нефтью вследствие морских аварий. Прибрежные государства должны консультироваться с другими государствами, чьи интересы затронуты морской аварией, и Международной морской организацией, осуществлять все возможные действия для снижения риска загрязнения и уменьшения размера ущерба. К указанной Конвенции в 1973 г. был принят Протокол о вмешательстве в случаях аварий, приводящих к загрязнению веществами иными, чем нефть. В 1972 г. была подписана Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (с тремя приложениями - Перечнями). Конвенция регулирует два вида преднамеренного захоронения отходов: сброс отходов с судов, самолетов, платформ и др. искусственных сооружений и затопление в море судов, самолетов и т.д.
Международно-правовая охрана животного и растительного мира
Отношения в области охраны и использования животного мира, а также в сфере сохранения и восстановления среды его обитания в целях обеспечения биологического разнообразия, устойчивого существования животного мира, сохранения генетического фонда диких животных и защиты животного мира регулируется как универсальны ми, так и двусторонними соглашениями, в большинстве из которых участвует наше государство (Конвенция об охране всемирного культурного и природного наследия 1972 г., Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения, 1973 г. и др.). Конвенции определяют объекты животного мира, порядок их использования, устанавливают меры по охране среды их обитания, предусматривают формы государственного регулирования использования живых ресурсов.
Так, целями Конвенции о биологическом разнообразии 1992 г. являются сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов и совместное получение на справедливой и равной основе выгод, связанных с использованием генетических ресурсов. Государства определяют компоненты биологического разнообразия, принимают меры по их сохранению и рациональному их использованию, осуществляют оценку воздействия и сведение к минимуму неблагоприятных последствий, регулируют применение биотехнологий и пр.
Международно-правовая охрана животного и растительного мира развивается по следующим основным направлениям.
1. Охрана природных комплексов.
2. Охрана редких и исчезающих видов животных и растений.
3. Обеспечение рационального использования природных ресурсов.

Международно-правовая охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами

Вопросы защиты окружающей среды от радиационного загрязнения регулируются нормами договора о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой 1963 г., договора о нераспространения ядерного оружия 1968 г., Международной конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г. и Протокола 1978 г. к этой Конвенции (об эксплуатации судов с ядерными энергетическими установками), Международной конвенции о подготовке и дипломированию моряков и несении вахты 1978 г., Конвенции об ответственности в области морской перевозки ядерных материалов 1981 г., Конвенции о ядерной безопасности 1994 г., других международных документов.
Женевская Конвенция об открытом море 1958 г., в частности, обязывает государства принимать меры для предупреждения загрязнения моря от радиоактивных отходов и загрязнения моря или воздушного пространства над ним в результате любой деятельности, включающей применение радиоактивных материалов. Государства обязаны сотрудничать с соответствующими международными организациями и учитывать все нормы и правила, которые могут быть выработаны такими организациями.
Договор об Антарктике 1959 г. запрещает сброс радиоактивных веществ южнее 60-й параллели южной широты.
Преднамеренному захоронению в океане вредных, в том числе радиоактивных, отходов посвящена Лондонская конвенция 1972 г. по предотвращению загрязнения моря сбросом отходов и других материалов.
Вопросы эксплуатации судов с ядерными силовыми установками и соответствующей защиты морской среды регламентируют: Лондонская конвенция по охране человеческой жизни на море 1960 г., Брюссельская конвенция об ответственности операторов ядерных судов 1962 г., Парижская конвенция об ответственности перед третьей стороной в области атомной энергии 1960 г. и дополняющая ее Брюссельская дополнительная конвенция 1963 г., Венская конвенция о гражданской ответственности за ядерный ущерб 1963 г., Брюссельская конвенция о гражданской ответственности в области морских перевозок расщепляющихся материалов 1971 г., Лондонская конвенция об ограничении ответственности по морским требованиям 1976 г. Эти конвенции регулируют также вопросы ответственности за причинение ущерба в результате использования атомной энергии, в том числе в случае сброса радиоактивных отходов.
Заключение
Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды в течение прошедших десятилетий, несомненно, прогрессировало. Оно расширилось, охватив все страны и народы, стало более глубоко связанным с всесторонним развитием общества. Возросла научная обоснованность природоохранительной деятельности правительств и международных организаций. Сотрудничество выросло в организационном отношения. Природоохранительное сотрудничество стало неотъемлемым элементом жизни международного сообщества на современном этапе.
Можно выделить следующие принципы права охраны окружающей среды:
принцип суверенитета государства над своими природными ресурсами;
предотвращение загрязнения природной среды; объявление природной среды в пределах международных территорий общим достоянием человечества;
свобода исследования природной среды;
сотрудничество в чрезвычайных обстоятельствах.
Основные направления международного сотрудничества в области охраны окружающей среды - собственно охрана окружающей среды и обеспечение ее рационального использования.
Объектами международно-правовой защиты являются:
атмосфера Земли, околоземное и космическое пространство;
Мировой океан;
животный и растительный мир;
охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами.

Лекция 12 (Раздел 9)
РЕГИОНАЛЬНАЯ И ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ
АТМОСФЕРЫ
Природа менялась под воздействием человека с первых этапов развития цивилизации. На среде обитания сказывались даже сбор ягод и плодов, охота и рыболовство. Неблагоприятные последствия изменений сразу и непосредственно отражались на условиях жизни семьи, рода, поэтому уже на заре хозяйственной деятельности начала складываться примитивная экологическая культура, формировались традиционные типы сберегающего природопользования. Они, несомненно, сыграли определенную роль в сохранении природного равновесия, однако наибольшее значение имели ограниченные масштабы вмешательства человека в природу. С ростом численности населения, увеличением объемов производства возрастала степень этого воздействия, в результате способность природы к самовосстановлению была подорвана. В этом несоответствии глубины воздействия на природу и ее способности к самовосстановлению и заключены истоки возникновения и обострения экологических проблем.
Всепроникающий характер экологические проблемы приобрели в XX столетии, когда человечество вступило в эпоху научно-технической революции (НТР) и одновременно осознало, что оно оказалось в состоянии экологического кризиса, на грани экологической катастрофы, угрожающей существованию цивилизации. Это совпадение не было случайным: влияние НТР на экологическую ситуацию носило двоякий характер. С одной стороны, с НТР связан стремительный рост производства и увеличение изъятия из природы различных видов сырья. Новые технические возможности позволили человеку выйти в космос, начать освоение районов с экстремальными условиями, где природные комплексы отличаются необыкновенной ранимостью. Изменения в природной среде, нараставшие до этого времени постепенно, приобрели лавинообразный характер. Но в это же время применение новых технологий позволило сократить расходы сырья на единицу произведенной продукции. Благодаря достижениям НТР появились новые, эффективные способы защиты окружающей среды, с этими же достижениями связаны и перспективы ее оздоровления. Помощь окажется действенной в том случае, если союзниками нашими будут научная мысль и современные достижения техники.
Многогранность проблем, возникающих в процессе взаимодействия природы и общества, их взаимосвязь с проблемами общественной сферы, разные территориальные масштабы определяют необходимость разделить их на проблемы:
глобальные, имеющие планетарный, общечеловеческий характер, решение которых возможно лишь на общечеловеческом уровне (например, разрушение озонового слоя атмосферы, парниковый эффект);
региональные, актуальные для крупных территорий, нередко выходящих за пределы одного государства, решение которых возможно на общегосударственном или межгосударственном уровне (например, проблемы Приазовья, Рейна или Альпийского региона, Чернобыль);
локальные (местные) наиболее ограниченного характера, касающиеся как территориальных комплексов, так и единичных объектов, решение которых осуществимо на местном уровне (например, проблема загрязнения и деградации Амурского залива Японского моря).
Грань между территориальными уровнями условна: локальные проблемы в комплексе формируют проблемы региональные, региональные способны перерастать в глобальные.
Экологические проблемы можно также разделить на возникающие в сферах неживой природы (в атмосфере и околоземном пространстве, гидросфере и литосфере) и возникающие в биосфере.
Собственно экологические проблемы тесно смыкаются с проблемами социальными, которые возникают в общественной среде. Под их влиянием формируется морально-психологический климат среды обитания, от их состояния во многом зависит возможность реализации духовных и материальных запросов человека.
Таким образом, окружающая среда для человека, существа как биологического, так и общественного, - это комплекс природно-экологических и социальных условий, в которых проходит его производственная, духовная и личная жизнь.
Комплексный характер среды обитания требует сопряженного анализа природно-экологических и социальных факторов, определяющих качество жизни человека. Такой анализ необходим еще и потому, что природная и общественная сферы тесно связаны между собой. Многие проблемы социального круга зарождаются в природной сфере.
Например, проблема здоровья человека во многом обусловлена неблагоприятными изменениями природной среды. С деградацией этой среды связана и продовольственная проблема.
Многие проблемы социального круга на глобальном и региональном уровне косвенно и непосредственно воздействуют на окружающую среду, ее состояние. К этой группе социальных проблем относится сверхбыстрый рост населения развивающихся стран, проблема их бедности, задолженности, зависимого положения в международном географическом разделении труда. Мощное влияние на состояние окружающей среды оказывают урбанизация, милитаризация и военные конфликты.
Проблема охраны атмосферы, озонового слоя и околоземного
пространства
Наличие атмосферы - одно из главных условий для существования жизни на Земле. Поэтому имеют значение все ее свойства: соотношение основных компонентов, прозрачность, динамика воздушных масс, насыщенность электромагнитными волнами, количество и качество примесей. Даже небольшие отклонения в составе атмосферы способны вызвать далеко идущие последствия. Не менее важную роль играет мощность и целостность озонового слоя, отражающего ультрафиолетовое излучение, губительно действующее на все живое.
Изменения в составе атмосферы могут происходить под влиянием природных катастроф, например извержения вулканов. Но основные изменения происходят под влиянием хозяйственной деятельности человека: большинство современных технологических процессов, работа транспорта связаны с потреблением кислорода и выбросом пыли, газа, электромагнитным излучением. Отмечаемый сейчас рост концентрации углекислого газа в атмосфере вызывает «парниковый эффект», который ведет к глобальному потеплению климата, нарушающему устойчивость динамических процессов в атмосфере. За 70-е годы в 8 раз выросло число засух, в 2 раза - повторяемость мощных циклонов. Многие тысячелетия средняя температура на планете держалась на уровне +15 °С. За последние 100 лет температура у поверхности Земли выросла на 0,5 - 0,6°. Уже сейчас потепление ускорило таяние ледников и процесс опустынивания, в 10 раз ускорилось повышение уровня океана, возникает угроза затопления низменностей в таких странах, как Нидерланды, Япония, Австралия, Южная Корея, Сингапур и др.
К числу глобальных проблем относится борьба с кислотными осадками и экологическими последствиями их выпадения. Сернистые соединения могут иметь и естественное происхождение, но основную опасность для окружающей среды представляют соединения, попадающие в атмосферу при сжигании ископаемого топлива.
Выбросы тепловых электростанций, металлургических производств и транспорта содержат большое количество диоксида серы. В странах Западной Европы на каждого жителя приходится более 46 кг выбросов серы. Кислотные дожди угнетают растительность, снижают прирост леса и урожайность сельскохозяйственных культур, ускоряют коррозию металла, разрушают строения. Ущерб от кислотных дождей в Западной Европе оценивают в 1,1 млрд. долларов.
Основными «поставщиками» диоксида серы в атмосферу являются развитые индустриальные страны, но они же имеют и наиболее совершенную очистку газовых выбросов. Кислотные дожди иногда выпадают на достаточно удаленных от источников загрязнения территориях. Например, в 1991 г. на территории России выпало 405 тыс. т соединений серы, принесенных из Украины, в основном из Днепровско-Криворожского промышленного района. В свою очередь из России на территорию Украины поступило 25 тыс. т сернистых соединений. Причина столь значительной разницы - преобладание западного переноса воздушных масс.
Загрязняет атмосферу и сельское хозяйство: пыль, поднимаемая тяжелой сельскохозяйственной техникой, обнаружена на высоте 10 км над поверхностью Земли. Вносят свою «лепту» сельскохозяйственные машины и транспортные средства. Крупный рогатый скот выделяет (в сумме) в атмосферу около 50 млн. т метана. Сельскохозяйственные животные загрязняют воздух живой органикой -микроорганизмами, среди которых могут быть возбудители болезней.
Среди прочих газов в атмосферу поступает около 1 млн. т фреонов. Около 40% фреонов выбрасывают в атмосферу США, 40% - страны ЕС: 10% - Япония и менее 8% - Россия. Вместе с закисями азота, хлорорганическими соединениями фреоны, попадая в верхние слои атмосферы, разрушают озоновый слой. Первоначально разрывы озонового слоя были отмечены над Антарктидой, он «худел» на 40-50% к октябрю, затем к ноябрю восстанавливался. С 1987 г. восстановление прекратилось. Величина «озоновой дыры» составляет 5 млн. км2. Сейчас истончение озонового слоя отмечается также над Арктикой и крупными городами. Истончение озонового слоя может привести к увеличению числа опухолевых заболеваний у людей. Снижение устойчивости озонового слоя многие исследователи склонны связывать со сверхзвуковыми полетами самолетов, запусками космической аппаратуры.
В результате одного запуска ракеты поступление водорода в верхние слои атмосферы увеличивается на 1% естественной концентрации. Это неизбежно должно сказаться на целостности озонового слоя, так как водород является катализатором процесса его разрушения.
Проблема озонового слоя планеты заняла место среди наиболее острых глобальных проблем человечества и стала объектом беспрецедентного в мировой практике международного сотрудничества. Опыт сотрудничества в охране озонового слоя - пример новой глобальной дипломатии, в которой активную, а иногда и решающую роль играют ученые.
Освоение космоса поставило перед человечеством ряд качественно новых проблем, в частности загрязнение космоса электромагнитным излучением и различного рода «космическим мусором», включая остатки летательных аппаратов и искусственных спутников, вращающихся в околоземном космическом пространстве (ОКП).
Вывод на орбиту и функционирование космических аппаратов особенности их аварийная или штатная ликвидация, приводят к накоплению в ОКИ техногенного мусора. По последним данным, его количество составляет около 3000 т - в 100 тыс. раз больше массы естественных метеоритных тел. Представлен этот «мусор» в основном остатками приблизительно 3 тысяч разрушившихся последних ступеней ракет, отработавших спутников. Самая большая плотность наблюдается на высоте около 800 км. Вполне реальной становится угроза столкновения спутников и ракет с обломками искусственных космических тел. Это может создать аварийные ситуации, например разрушение космических аппаратов, оснащенных ядерными двигателями. Роль отдельных стран в загрязнении ОКП неодинакова. Основную ответственность несут наиболее развитые страны. Исключительно велика в 80-х - начале 90-х годов была роль России: все страны, участвующие в изучении космоса, в том числе США, запускали ежегодно 20 - 25 искусственных спутников, Россия - около 100. Причем Россия чаще других стран прибегала к разрушению отработанных спутников в целях соблюдения секретности.

Вопросы к зачету по курсу «Введение в специальность»

Роль экологического образования на современном этапе развития социума.
Зачем необходимо экологическое просвещение населения?
Области профессиональной деятельности инженера эколога.
Объекты профессиональной деятельности инженера-эколога.
Научно-исследовательская деятельность инженера-эколога.
Проектная, инженерно-технологическая и организационно-управленческая деятельность инженера-эколога.
Какими знаниями должен обладать инженер эколог для решения профессиональных задач?
Задачи, классификация и объекты охраны окружающей среды.
Роль инженерных систем в охране окружающей среды.
Задачи инженера эколога на производстве.
Природоохранная деятельность на промышленных предприятиях.
Общие принципы системного анализа процессов и аппаратов экологически чистых технологий.
Приоритетные пути развития и реализации новых технологий.
Что такое безотходная технология? Какие процессы она включает?
Чем отличается малоотходная технология от безотходной?
Что такое коэффициент безотходности? Его значения.
Каковы принципы перевода существующих технологий в безотходные производства?
В чем сущность концепции устойчивого развития России?
Управление и социоприродными экосистемами.
Экологический менеджмент на предприятии.
Экологическая служба организаций.
Экологическая паспортизация предприятий.
Экологическая паспортизация населенных пунктов.
Экологические требования как основная часть проектной документации.
Планирование природоохранной деятельности.
Стандарты в области экологического менеджмента.
Серия международных стандартов систем экологического менеджмента ISO 14000.
Природоохранная сертификация продукции.
Преимущества для предприятий от внедрения систем экологического менеджмента по ISO 14000.
Российские стандарты в области экологического менеджмента.
Этапы создания системы управления окружающей средой и требования к ним.
Экологические этикетки и декларации.
Принципы экологической маркировки I типа.
Экологическая оценка.
Экологическая оценка проектов и послепроектный анализ.
Производственный экологический контроль.
Документация предприятия по вопросам охраны окружающей среды.
Рациональное природопользование как основа экологической безопасности государства.
Влияние природопользовании и природной деятельности на технико-экономические и экологические показатели производства.
Взаимосвязь экономических и экологических проблем.
Классификация затрат экологического назначения.
Финансирование экологических программ.
Показатели эффективности природопользования и охраны природы.
Перспективы развития экономики природопользования и природоохраны.
Методы экономической оценки природных ресурсов.
Плата за негативное воздействие на окружающую среду.
Налоговые льготы при внедрении наилучших существующих технологий.
Уровень и экономичность использования ресурсов вторичного сырья.
Классификация отраслей промышленности и сельского хозяйства по степени экологической опасности для природы и человека.
Нормативы качества среды, допустимого воздействия, использования природных ресурсов.
Использование ГИС в инженерной экологии.
Инженерно-экологические изыскания при экологическом проектировании.
Методы экологической оценки технологий.
Экологическая экспертиза технологий и продукции.
Экологическое обоснование лицензий на природопользование.
Воздействие объектов энергетики на окружающую среду.
Влияние АЭС на окружающую среду и специфика ОВОС.
Оценка воздействия водохранилищ на окружающую среду.
Влияние ТЭС на окружающую природную среду.
Использование возобновляемых источников энергии.
Экологическая доктрина РФ.
Федеральный закон «Об охране окружающей среды».
Каковы требования определены в законе РФ к охране недр и их использованию?
Каковы основные задачи охраны биолитосферы?
Какие меры необходимо осуществить, чтобы рационально использовать атмосферу?
Какие надо предпринять меры, чтобы водные ресурсы использовались рационально?
Что такое рекультивация нарушенных земель? Способы ее проведения.
Что такое ЮНЕП ЭКОСОС ЮНЕСКО МАГАТЭ, МСОП ВОЗ ФАО, ГСМОС, ВМО ИМО ЕЭК ООН, ЮНДРО МРПТХВ?
Кто и как осуществляет государственное управление охраной природы в России?
Каковы функции и задачи в области охраны природы Президента РФ, Госдумы РФ, Правительства РФ?
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
«ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ "ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ"»

Программа курса состоит из введения и 7 разделов, которые разбиты на 18 тем. Для каждой темы приводятся обязательная для изучения литература, с указанием в квадратных скобках порядкового номера и соответствующих глав каждого из источников. После изучения теоретического материала следует ответить на предлагаемые вопросы самопроверки. В случае затруднения с ответами необходимо вернуться к рекомендуемым разделам учебников и просмотреть дополнительную литературу. Степень и объем усвоенного материала по «Введению в специальность» должны соответствовать перечню знаний и умений, сформулированных в конце каждой темы.

РАЗДЕЛ 1

Литература:
[9]

Вопросы для самопроверки

1. Задачи экологического образования в энергетическом вузе.
2. Требования, предъявляемые государственным образовательным стандартом высшего образования к уровню знаний и умений инженеров.
3. Цели и задачи подготовки специалистов в области инженерной защиты окружающей среды.
4. Какова роль инженерной защиты окружающей среды в решении современных экологических проблем?
2. Раскройте предмет, цели и задачи дисциплины «Введение в специальность «Инженерная защита окружающей среды».
3. Назовите основные области профессиональной деятельности инженера-эколога.
4. Назовите основные объекты профессиональной деятельности инженера-эколога.
5. На каких основных научных знаниях базируется дисциплина «Введение в специальность «Инженерная защита окружающей среды»»?

Следует знать: цели и задачи дисциплины «Введение в специальность "Инженерная защита окружающей среды"»; роль инженера-эколога в решении современных экологических проблем; сущность и особенности профессиональной деятельности инженера-эколога; необходимые качества и характеристики инженера-эколога; особенности работы инженеров-экологов на действующих предприятиях.
Должен уметь: разбираться в сферах своей профессиональной деятельности, разрабатывать конкретные рекомендации по защите окружающей среды и восстановлению нарушенных экосистем, находить пути оптимизации природопользования, энергосбережения и ресурсосбережения, рассчитывать эффективность предлагаемых природоохранных мероприятий на предприятиях.

РАЗДЕЛ 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

ТЕМА 1. РОЛЬ ИНЖЕНЕРНОЙ ЭКОЛОГИИ В СНИЖЕНИИ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Литература:
[12] введение, глава 1.
[13] часть 1, глава 1.
[17] тема 1, лекция 1,2.
[26] глава 8,9.
Вопросы для самопроверки
Раскройте сущность понятий «экологическое образование» и «экологизация образования».
Что собой представляет система непрерывного экологического образования?
Роль системы экологического образования в формировании профессиональных знаний инженера-эколога.
Дайте краткую характеристику научному, нормативному и ценностному компонентам в системе экологического образования.
Раскройте сущность основных этико-экологических доктрин взаимоотношений человека и природы: антропоцентризм и экоцентризм.
Дайте характеристику основным экологическим потребностям человека.
Назовите основные условия формирования экологической культуры личности.
Дайте характеристику особенности экологической деятельности.
Какова роль инженерно-технических систем в обеспечении экологической безопасности?
Раскройте сущность концепции сбалансированного (устойчивого) экологически безопасного развития и роль инженерной экологии в ее реализации.

Следует знать: роль системы экологического образования в формировании профессиональных знаний инженера-эколога; роль инженерно-технических систем в защите окружающей среды; основные этико-экологические концепции взаимоотношения человека и природы; основные принципы рационального природопользования.
Должен уметь: формулировать цели и задачи инженерной экологии как основы защиты окружающей среды, аргументировать выбор инженерно-технических решений для защиты окружающей среды.

РАЗДЕЛ 2. ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОЦИАЛЬНОГО ЗАКАЗА НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

ТЕМА 2. ПОДГОТОВКА ИНЖЕНЕРОВ, ВЛАДЕЮЩИХ СПОСОБАМИ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Литература:
[12] глава 4.
[13] часть 1, глава 1.
[14] глава 1,4.

Вопросы для самопроверки
Дайте определение понятию «охрана окружающей среды».
Раскройте основные принципы рационального природопользования.
Конкретизируйте понятие «благоприятные условия существования человечества».
Назовите основные направления защиты окружающей среды.
Назовите личностные качества, которыми должен обладать специалист эколог.
Какие задачи должен решать инженер-эколог в своей профессиональной деятельности.
Проанализируйте какими знаниями должен обладать инженер-эколог для осуществления своей профессиональной деятельности.
Следует знать: какие задачи решает инженер-эколог в своей профессиональной деятельности, основные способы и технологии восстановления нарушенного экологического равновесия в биосфере.
Должен уметь: формулировать основные принципы внедрения и эксплуатации экологически безопасных технологий на производстве, владеть способами защиты окружающей среды и возможностью их использования в зависимости от природы и количества загрязнителя.


ТЕМА 3. СОЦИАЛЬНЫЙ ЗАКАЗ НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Литература
[2] глава 1
[12] глава 14
[15] глава 1,5

Вопросы для самопроверки
1. Назовите основные положения экологической доктрины РФ.
2. Что является основными направлениями экологической политики РФ?
3. Какое место занимает инженер-эколог в реализации экологической политики?
4. Дайте характеристику рынка экологических услуг.
5. Раскройте роль специалиста эколога в условиях современного производства.
6. Охарактеризуйте роль специалистов в области охраны окружающей среды в решении глобальных экологических проблем.
7. Раскройте сущность понятия «экологизация экономики, производства, социокультурной деятельности и управления».

Следует знать: специфичность профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля и ее отличия от профессиональной деятельности специалистов других категорий, основные требования, предъявляемые обществом к инженеру-экологу как компетентному специалисту в решении социальных задач, роль специалиста эколога в условиях современного производства.

Должен уметь: находить компромисс между экологическими, экономическими и техническими проблемами, формулировать роль специалистов в области охраны окружающей среды в решении глобальных экологических проблем.


ТЕМА 4. ОБЪЕКТЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Литература
[5] глава 2
[11] глава 2
[12] глава 4
[13] глава 1
[14] глава 1, 2, 4
[22] глава 1
Вопросы для самопроверки
Приведите классификацию объектов охраны окружающей среды.
Приведите классификацию отраслей промышленности и сельского хозяйства по степени экологической опасности для природы и человека.
В чем особенности экологического воздействия нефтегазовых и горнодобывающих объектов, металлургического производства и теплоэнергетики?
Перечислите и приведите примеры различных групп предприятий, учитывая их потенциальные возможности загрязнения биосферы.
Раскройте сущность организации и планировании природоохранной деятельности на предприятии и в регионе
Раскройте функции специалиста эколога на предприятии.
Охарактеризуйте специфику воздействия различных отраслей промышленности на окружающую среду.
Дайте краткую характеристику антропогенно производственным экосистемам.
Приведите назначение и типологию природоохранных объектов.
Приведите классификацию экологических служб предприятий по характеру организации деятельности.

Следует знать: объекты профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля, назначение и типологию природоохранных объектов, специфику охраны окружающей среды на различных производствах.

Должен уметь: планировать природоохранную деятельность на предприятии и в регионе, владеть основными принципами защиты окружающей среды на различных производствах.



ТЕМА 5. СОДЕРЖАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Литература:
[3] тема 1,2.
[5] глава 2.
[12] глава 14.
[14] глава 4,6
[17] тема 1, лекция 3,4.
[22] глава 2.

Вопросы для самопроверки
Раскройте функции специалиста эколога на стадии выбора решения о строительстве нового предприятия, реконструкции или модернизации существующего.
Что собой представляет «зеленый бизнес-план»?
Какова функция специалиста эколога на стадии строительство и сдача в эксплуатацию производственного объекта?
Раскройте цели, задачи, уровни, нормативную основу инженерно-экологических изысканий.
Охарактеризуйте основные методы экологической оценки технологий.
Каковы основные цели и задачи экологического сопровождения хозяйственной деятельности?
Как составляется прогноз состояния окружающей среды?
Охарактеризуйте основные цели, задачи, этапы и инструментальное сопровождение экологического мониторинга.
Дайте краткую характеристику основным направлениям научно-исследовательской деятельности специалиста эколога.
Проанализируйте принципиальные направления снижения природоемкости в экологизации предприятий различных отраслей.
Проанализируйте основные направления, по которым происходит экологизация промышленности на современном этапе производственной деятельности.
Охарактеризуйте принципы, которые лежат в основе экологизированных технологий.

Следует знать: содержание профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля; основные методы решения инженером-экологом профессиональных задач; сущность основных видов деятельности инженера-эколога.

Должен уметь: владеть основными принципами проведения экологического мониторинга; проектировать мероприятия по защите окружающей среды; реализовывать мероприятия по защите окружающей среды.


ТЕМА 6. ПРИНЦИПЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА

Литература:
[3] тема 1,2.
[5] глава 1,2,3,4.
[11] глава 3,5.
[16] глава 1.
[22] глава 2.

Вопросы для самопроверки
Покажите взаимосвязь проблем экономики и экологии.
Раскройте возможности использования информационных систем и географической информационной системы (ГИС) в профессиональной деятельности инженера-эколога.
Раскройте возможности применения системного подхода и моделирования сложных объектов в профессиональной деятельности инженера-эколога.
В чем заключается сущность метода интегрированной экспертной оценки воздействия производства на природную и окружающую человека среду.

Следует знать: основные принципы профессиональной деятельности специалиста инженерно-экологического профиля; взаимосвязь проблем экономики и экологии.

Должен уметь: владеть методами имитационного исследования альтернативных вариантов природоохранных решений; владеть информационными системами и ГИС в решении задач по охране окружающей среды.

РАЗДЕЛ 3. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА – ЭКОЛОГА В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

ТЕМА 7. НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ
Литература:
[5] глава 2.
[10] тема 6,7,8.
[12] глава 16.
[19] тема 4,5.
[22] глава 1.

Вопросы для самопроверки
Назовите основные цели стандартизации в области охраны окружающей среды.
Перечислите основные законодательные нормы в области экологизации продукции и услуг, кратко раскройте их содержание.
Опишите процедуры сертификации продукции и проверка соответствия экологическим критериям.
Раскройте основные цели использования экологической этикетки и деклараций.
Каковы основные принципы экологического декларирования.
Какие требования предъявляются к использованию терминов "компостируемый", "подверженный деградации", "сконструированный с учетом разборки", "продукция с увеличенным сроком службы", "восстановленная энергия", "рециклируемый"?
Какие требования предъявляются к использованию терминов "рециклированное содержимое" и в т.ч "материал до и после потребления", "рециклированный материал", "восстановленный материал" (использование ленты Мебиуса)?
Проанализируйте программу и цели экологической маркировки I типа. В чем состоит разница между самосертификацией и сертификацией «третьей стороной».
Раскройте взаимосвязь между «экологическим фактором» и конкурентоспособностью современного предприятия (фирмы).
Какие требования предъявляются к качеству экспортной продукции?
Какие методы улучшения качества продукции Вам известны?
Проанализируйте законодательную базу управления экологической безопасностью и рациональным использованием природных ресурсов (законы РФ, постановления Правительства РФ, указы Президента РФ, региональные и местные законодательные акты на выбор).

Следует знать: основные нормативно-правовые акты необходимые для осуществления профессиональной деятельности инженера-эколога, основные цели стандартизации в области охраны окружающей среды, законодательные нормы в области экологизации продукции и услуг, процедуры сертификации продукции и проверка соответствия экологическим критериям.
Должен уметь: владеть нормативно-правовыми актами в области охраны окружающей среды в области экологизации продукции и услуг.


ТЕМА 8. СИСТЕМА МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ ИСО СЕРИИ 9000 ПО СИСТЕМАМ КАЧЕСТВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ ТРЕБОВАНИЯМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Литература:
[20] часть 1, глава 1.
Вопросы для самопроверки
Какие преимущества для предприятий дает внедрение стандартов ИСО серии 9000?
Дайте краткую характеристику системе международных стандартов ИСО серии 9000.
Следует знать: основные критерии оценки экологичности продукции и услуг; основные цели и задачи внедрения стандартов ИСО серии 9000 на предприятиях.
Должен уметь: выявлять свойства продукции, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду, его виды, характер и направления, применять стандарты ИСО серии 9000 на практике.


ТЕМА 9. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ И УПРАВЛЕНИЯ ООС НА ПРЕДПРИЯТИИ
Литература:
[12] глава 14
[20] часть 1, глава 1,2,3,4,5,6.
[22] глава 1,2
Вопросы для самопроверки
Раскройте основные цели и задачи внедрения системы управления окружающей средой на предприятиях.
Какие стандарты в области экологического менеджмента вам известны?
Какие преимущества для предприятий дает внедрение систем экологического менеджмента по ISO 14000?
Какие требования предъявляются к системе управления окружающей средой согласно ГОСТ Р ИСО 14001-98?
Проанализируйте основные этапы создания системы управления окружающей средой на предприятии и требования к ним.
Следует знать: основные цели и задачи внедрения системы управления окружающей средой на предприятиях; преимущества для предприятий внедрения систем экологического менеджмента по ISO 14000; этапы создания системы управления окружающей средой на предприятии и требования к ним.
Должен уметь: владеть практическими методами управления качеством окружающей среды на предприятиях и в регионе.

РАЗДЕЛ 4. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА- ЭКОЛОГА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ТЕМА 10. СТРОИТЕЛЬСТВО ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО УЛАВЛИВАНИЮ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ И СТОЧНЫХ ВОД
Литература:
[8] раздел 5
[12] глава 6
[13] глава 3
[17] тема 2, лекция 6
Вопросы для самопроверки
Перечислите основные технологические мероприятия, направленные на уменьшение загрязнения воздуха.
Перечислите основные инженерные мероприятия, способствующие защите атмосферного воздуха от загрязнений, связанных с получением тепловой энергии.
Чем различаются пассивные и активные способы уменьшения вредных выбросов в атмосферу?
Назовите методы очистки газовых выбросов.
Дайте определение понятию «замкнутые газооборотные циклы».
Перечислите основные пути и методы очистки сточных вод.

Следует знать: методы и способы очистки отходящих газов и сточных вод, основные технологические мероприятия, направленные на уменьшение загрязнения воздуха и водных объектов.
Должен уметь: подбирать конкретные методы и способы очистки отходящих газов и сточных вод в условиях производства.

ТЕМА 11. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА ЭКОЛОГА
Литература:
[12] глава 15
[19] тема 5
[22] глава 3
[2] глава 1,2,7
Вопросы для самопроверки
Дайте определение понятию «экологизация экономики».
Раскройте роль государственного управления экологической безопасностью в поддержании экономической стабильности.
Приведите классификацию природных ресурсов.
Какие методы экономического регулирования природопользования Вам известны?
Назовите основные цели и задачи лимитов на природопользование.
Как расходуется вода при производстве электроэнергии?

Следует знать: методы экономического регулирования природопользования, основные цели и задачи лимитов на природопользование, роль экологических платежей в экономическом регулировании рационального природопользования.
Должен уметь: проводить экономическое обоснование природоохранных мероприятий на производстве.


РАЗДЕЛ 5. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА ЭКОЛОГА В КОНТРОЛЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Литература:
[20] часть 8,9
Вопросы для самопроверки
Раскройте основные цели и задачи экологического контроля.
Каковы цели и задачи экологического мониторинга?
Каковы особенности наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха?
Что такое дистанционный метод наблюдения?
Как на основе данных экологического контроля и мониторинга составляется прогноз состояния окружающей среды и планирование природоохранной деятельности
Какие виды экологического мониторинга вам известны.
Что собой представляет санитарно технический мониторинг?

ТЕМА 12. РЕГИОНАЛЬНАЯ И ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ АТМОСФЕРЫ.
Литература:
[3] глава 4
[12] глава 3
[13] глава 2
Вопросы для самопроверки
Какие загрязняющие вещества являются массовыми загрязнителями атмосферы?
Назовите основные источники загрязнения атмосферного воздуха.
Покажите взаимосвязь между глобальным и региональным загрязнением атмосферного воздуха.
Назовите основные экологические последствия загрязнения атмосферы.
Следует знать: основные источники загрязнения атмосферы; последствия загрязнения воздушного бассейна.
Должен уметь: владеть расчетными методами определения количества загрязняющих веществ, выбрасываемых стационарными и передвижными источниками.



ТЕМА 13. ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Литература:
[8] раздел 5
[12] глава 6
[13] глава 3
[17] тема 2, лекция 6
Вопросы для самопроверки
Дайте классификацию основных источников загрязнения гидросферы.
Какие сточные воды не подлежат сбросу в водоемы?
Приведите конкретные примеры загрязнения водных объектов РТ.
Какие предприятия РТ являются крупными загрязнителями?
Что вы знаете о болезни «Минамата»?
Следует знать: основные источники загрязнения гидросферы, последствия загрязнения водоемов, состояние водных объектов в РТ.
Должен уметь: владеть основными методами анализа качества воды.



ТЕМА 14. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ КАК РЕЗУЛЬТАТ НЕКОМПЕТЕНТНОЙ АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Литература:
[3] глава 2
[12] глава 7
[13] глава 4
Вопросы для самопроверки
Назовите, какие показатели используются для оценки степени загрязнения почвы?
Как классифицируются источники загрязнения почв.
Проанализируйте влияние твердых отходов на экологическое состояние почвенного покрова.
Какие экологические последствия применения пестицидов и ядохимикатов для почвы вы можете назвать?
Раскройте основные причины вторичного засоления почв.
РАЗДЕЛ 6. ПРИОДООХРАННАЯ СТРАТЕГИЯ В ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА
ТЕМА 15. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕРИТОРИЙ, РЕГИОНОВ И ГОРОДОВ
Литература:
[3] глава 5
[12] глава 1
[22] глава 1
Вопросы для самопроверки:
Дайте определение понятию «устойчивое развитие».
Проанализируйте возможность реализации концепции устойчивого развития на уровне субъектов РФ, муниципальных образований, крупных предприятий.
Проанализируйте перспективы экологической паспортизации населенных пунктов.
Раскройте основные экологические проблемы урбанизированных территорий.
В чем суть экологической доктрины РФ.

ТЕМА 16. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ С ЗАМКНУТЫМИ ХОЗЯЙСТВЕННЫМИ СВЯЗЯМИ
Литература:
[3]глава 5
[8] раздел 1, глава 1.15
[17] лекция 13
Вопросы для самопроверки:
В чем отличие понятий «малоотходная» и «безотходная» технология.
Оцените роль малоотходных и безотходных технологий в защите окружающей среды от загрязнений.
Каковы принципы перевода существующих технологий в безотходные?
3. Что собой представляет оборотная система водопользования?
4. Проанализируйте основные направления экологизации современных производств.
ТЕМА 17. АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
В РЯДЕ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Литература:
[17] лекция 2
[21] глава 4,5
Вопросы для самопроверки:
Оцените воздействия объектов энергетики на окружающую среду.
Какие основные перспективные направления развития энергетики Вы можете назвать?
Назовите цели и задачи профессиональной деятельности инженера эколога в топливно-энергетическом секторе.


РАЗДЕЛ 7. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА В РЕШЕНИИ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВА

ТЕМА 18. РОЛЬ ИНЖЕНЕРА-ЭКОЛОГА В РЕШЕНИИ ГЛОБАЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
Литература:
[5]
Вопросы для самопроверки
Дайте определение понятию «глобальная экологическая проблема».
Какие основные направления решения глобальных экологических проблем вы можете назвать?
Зачем необходима минимизация потребностей человека?
Почему неразумно применять ископаемое топливо в качестве горючего?
Каковы условия сохранения и рационального использования лесных ресурсов?

ЛИТЕРАТУРА

Основная:
Аствацатуров А.Е. Инженерная экология и защита окружающей среды: учеб. пособие. - Ростов н/Д.: ДГТУ, 2001.
Арбузов В.В., Грузин Д.П., Симакин В.И. Экономика природопользования и природоохраны. - Пенза: Пенз. Гос. Унив., 2004.
Батенков В.А. Охрана биосферы: Учебно-методическое пособие. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002.
Бганба В.Р.Социальная экология. - М.: Высшая школа, 2004
Белов Г.В. Экологический менеджмент предприятия. - М.: Логос, 2006.
Бурков В.Н., Щепкин А.В. Экологическая безопасность. - М.:ИПУ РАН, 2003.
Ветошкин А.Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды. - Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004.
Ветошкин А.Г., Таранцева К.Р. Технология защиты окружающей среды (теоретические основы). - Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004.
Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования направление подготовки дипломированного специалиста 656600 – защита окружающей среды.
Доржиев Ж.Б., Хамнаев И.В. Экологическое право: Учебно-методическое пособие. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006.
Дьяконов К.Н., Дончева А.В. Экологическое проектирование и экспертиза. - М.: Аспект Пресс, 2005.
Инженерная экология и экологический менеджмент / М.В. Буторина, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др. М.: Логос, 2004.
Инженерная экология / Под ред. В.Т. Медведева. М.: Гардарики, 2002.
Кокин А.В., Кокин В.Н. Введение в новую специальность. Менеджер-эколог. - М.:МГУ, 2006.
Коваленко В.И., Кузнецов Л.М. Исследование рынка экологических услуг: Учеб. пособие.. – СПб.: СПбГИЭУ, 2007.
Козачек А.В.. Основы инженерных исследований в экологии: учебное пособие. - Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2007.
Калыгин В.Г. Промышленная экология. Курс лекций. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2000.
Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология: Теоретические основы инженерной экологии. Т.1. - М.: Высшая школа, 1996.
Масленникова И.С., Горбунова В.В. Управление экологической безопасностью и рациональным использованием природных ресурсов: учеб. пособие. - СПб.: СПбГИЭУ, 2007.
Масленникова И.С., Кузнецов Л.М., Пшенин В.Н. Экологический менеджмент: учебное пособие. - СПб.: СПбГИЭУ, 2005.
Матвеев А. Н., Самусенок В. П., Юрьев А. Л. Оценка воздействия на окружающую среду: учеб. пособие – Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. Ун-та, 2007.
Матвеев А.В. Управление охраны окружающей среды. - СПб.: СПбГИЭУ, 2003.
Опасные промышленные отходы (лицензирование, нормативы образования и лимиты на размещение): учебно-метод. Пособие / под общ. ред. Кострова В.В.. Иваново: Иван. Гос. Хим.-технол. Ун-т., 2004.
Павлов А.Н.Экология рациональное природопользование и бжд. - М.: Высшая школа, 2005.
Пашкевич М.А. , Шуйский В.Ф. Экологический мониторинг. .– СПб: Санкт-Петербургский государственный горный институт, 2002.
Ситаров В. А., Пустовойтов В. В.Социальная экология. - М.: Издательский центр «Академия», 2000.
Системы экологического менеджмента для практиков / под ред. С.Ю. Даймана. М.: Изд'во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004.
Соколов Л.И. Козлова А.Г. Эколого-экономическая эффективность предприятий. – Воронеж: ВоГТУ, 2001.
Техника и технология защиты воздушной среды / В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. М.: Высш. Шк, 2005.

Дополнительная:
Батурин Л.А., Игнатов В.Г., Кокин А.В. Сбалансированное природопользование. Ростов н/Д.: ДГТУ., 1998.
Николайкина Н.Е., Николайкин Н.И., Матягина А.М. Промышленная экология: Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта: учеб. Пособие. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.
Порядин А.Ф., Хованский А.Д. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды: учебное пособие для инженера эколога. - М.: НУМЦ Минприроды России, издательский дом «Прибой», 1996.
Коробкин В. И..Передельский Л.В. Экология в вопросах и ответах: учеб.пособие.- Ростов-н/Д: Феникс, 2002.


Практические занятия по дисциплине «Введение в специальность»
Практическое занятие №1

Тема занятия: «Материальный баланс веществ при сжигании основных видов топлива»
Цель практического занятия: познакомиться с методом построения материальных балансов; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.
Теоретическая часть
Все промышленные предприятия являются крупными потребителями энергии в различных ее формах. Для получения этой энергии необходимо сжигание определенного количества топлива. Даже если предприятие получает только электрическую энергию, топливо все равно расходуется на электростанции. В результате сжигания топлива на окружающую среду оказывается негативное воздействие в форме выбросов загрязняющих веществ.
Инженер-эколог должен владеть основными методами оценки воздействия предприятия на окружающую среду.
Объекты энергетики в наибольшей степени оказывают воздействие на состав атмосферы.
Оценивать степень воздействия предприятий на атмосферу возможно различными способами. Среди них наиболее распространены три:
– определение состава атмосферного воздуха при помощи приборов;
– приблизительная оценка по количествам вредных примесей, выбрасываемых в атмосферу;
– биоиндикация.
Второй способ является менее точным, но не требует значительных трудозатрат на проведение исследований. Для приблизительной оценки необходимо лишь знать массу сжигаемого топлива и его химический состав.




Методика выполнения работы
В соответствии с законом сохранения массы суммарный вес всех продуктов сгорания топлива – загрязняющих веществ равен весу сжигаемого топлива + вес расходуемого при сжигании воздуха.






На этой блок-схеме, описывающей потоки веществ при сжигании топлива, масса входных потоков вещества должна быть равна массе выходных потоков.
Для расчетов материальных потоков веществ при сжигании органического топлива используются реакции горения основных его компонентов: углерода, водорода и серы.
Реакция:
С + О2 = CO2
Стехиометрическое соотношение по весу


Реакция:
2Н2 + О2 = 2Н2О
Стехиометрическое соотношение по весу

Реакция
S + O2 = SO2
Стехиометрическое соотношение по весу

Стехиометрические соотношения по весу в вышеприведенных реакциях справедливы при любых единицах измерения, например, при сжигании 1 грамма, килограмма или тонны углерода расходуется 2.67 грамма, килограмма или тонны кислорода и выделяется 3.67 грамма, килограмма или тонны углекислого газа. Аналогичный смысл имеют стехиометрические соотношения для других элементов органического топлива, они показывают количества расходуемых и образующихся веществ при горении соответствующего элемента топлива и необходимы для построения материального баланса.
Для дальнейшего анализа материального баланса веществ при сжигании топлива необходимо знать его элементный состав. Он приведен в табл.1 для основных видов твердого и жидкого топлива.
Таблица 1Элементный состав основных видов органического топлива.
Название топлива
Состав горючей массы, %


С
H
O
N
S

Древесина
51
6
42,5
0,5
0

Торф
58
6
33,0
2,5
0,5

Бурый уголь
71
7
20,4
1,0
0,6

Антрацит
90
4
3,2
1,5
1,3

Сланцы
70
8
16,0
1,0
5,0

Мазут
88
10,0
0,5
0,5
1,0


При известном элементном составе топлива материальный баланс веществ при его сжигании рассчитывается по следующим упрощенным формулам:
1) Массы кислорода и воздуха, необходимые при сжигании топлива (Мкисл., Мвозд.)
13EMBED Equation.31415
13EMBED Equation.31415
где 0.2314 - доля кислорода в единице массы воздуха.
2) Массы образующихся основных продуктов сгорания:
13EMBED Equation.31415
13EMBED Equation.31415
13EMBED Equation.31415
13EMBED Equation.31415

где 0.7686 - доля азота и др. инертных газов в единице массы воздуха.

3) При правильном расчете количеств участвующих в процессе горения органического топлива веществ должно выполняться следующее балансовое соотношение: Мтопл + M возд = М CO2 + МH2O + M SO2 + Мазота
Это балансовое соотношение является проверочным при выполнении задания.
Контрольное задание
Построить материальные балансы веществ при сжигании 1 тыс.т. приведенных в табл.1 видов органического топлива.
.
Вариант
Вид топлива
Состав горючей массы, %



Углерод
водород
кислород
азот
сера

1
Древесина
51
6
42,5
0,5
0

2
Торф
58
6
33,0
2,5
0,5

3
Бурый уголь
71
7
20,4
1,0
0,6

4
Антрацит
90
4,0
3,2
1,5
1,3

5
Сланцы
70
8,0
16,0
1,0
5,0

6
Мазут
88
10,0
0,5
0,5
1,0

7
Торф
56
7
34,0
2,5
0,5

8
Бурый уголь
70
8,1
20,1
1,1
0,7

9
Антрацит
88
5,0
4,2
1,5
1,3

10
Сланцы
72
6,0
17,0
1,0
4,0

Домашняя работа
1.Проанализируйте, какие загрязняющие вещества поступают в атмосферный воздух при сжигании угля, нефтепродуктов, природного газа на ТЭЦ.
2.Назовите основные направления по снижению загрязнения атмосферного воздуха на ТЭЦ.
3.Назовите роль инженера-эколога в снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Практическая работа №2
Тема занятия:
«Расчёт количества выбросов загрязняющих веществ при сжигании разных видов твердого топлива»
Цель практического занятия: определить наиболее выгодный вариант обеспечения предприятия топливом; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

Теоретическая часть
Основные направления воздухоохранных мероприятий для действующих производств включают технологические и специальные мероприятия, направленные на сокращение объемов выбросов и снижение их приземных концентраций.
Технологические мероприятия включают:
использование более прогрессивной технологии по сравнению с применяющейся на других предприятиях для получения той же продукции;
увеличение единичной мощности агрегатов при одинаковой суммарной производительности;
применение в производстве более "чистого" вида топлива;
применение рециркуляции дымовых газов;
внедрение наиболее совершенной структуры газового баланса предприятия.
К специальным мероприятиям, направленным на сокращение объемов и токсичности выбросов объекта и снижение приземных концентраций загрязняющих веществ, относятся:
сокращение неорганизованных выбросов;
очистка и обезвреживание вредных веществ из отходящих газов;
улучшение условий рассеивания выбросов.




Методика выполнения работы
В данной работе наиболее «экологичный» вид топлива будет определяться с помощью сравнительного анализа выбрасываемых загрязняющих веществ при их использовании.
При сгорании топлива выделяются различные вредные вещества:
количество твердых частиц определяется по формуле:
nв=0,01*В*Аr*f, (т)
где В- расход топлива, Аr-зольность в %, f- к-т характеризующий долю частиц в выносе;
количество оксидов серы определяется по формуле:
nSO2=0,02*B*Sr*(1-NSO1), (т)
где Sr – сернистость в %, NSO1 – кол-во оксида серы увязываемого с золой: для кузнецких и печерских, NSO1=0,1; для подмосковных и ачинских NSO1=0,2;
количество оксидов углерода определяется по формуле:
nCO=0,001*B*Q*KCO*(1-0,001q4), (т)
KCO- коэффициент характеризующий сколько оксидов углерода выделяется на 1 тепла, q4-неполнота сгорания в %;
количество оксидов азота определяется по формуле:
NNOx=0,0002*B*V0*
·*(1-0,01q4), (т)
V0-хар-т сколько оксидов азота образуется при сгорании при
·=1,
· -коэффициент избытка воздуха
Исходные данные:
Установленные предприятию лимиты выбросов и фактические выбросы за отчётный год, руб./т


Твердые
вещ-ва
Оксид серы
Оксид углерода
Оксид азота

В пределах лимита, руб./т
0,05
30
0,3
25

Сверх лимита, руб./т
0,12
140
1,5
120



Характеристика топки:
Номер
топки

Тип топки

·
f
KCO,
кг/ГДж
q4, %

6
Слоевая
1,4
0,0011
16
3,2

Характеристика топки:
Расчетная потребность
котельной в топливе,
ГДж/год

Тип топки


Возможные марки углей


6000


6

21-25

Контрольное задание
Характеристика топлив:

Угольный бассейн,
объединение, шахта
Ar, %

Sr, %

V0 при
·=1

Q1, МДж/кг


21
Подмосконый, Скопинское, ш. №57
36,5
6,8
3,15
10,80

22
Подмосконый, Новомосковскуголь, ш. Зубовская
41,6
3,7
2,57
9,29

23
Кузнецкий (откр.добыча), разрез Томусинский
14,6
0,5
7,07
24,40

24
Кузнецкий (откр.добыча), разрез Междуреченский
15,6
0,3
7,21
25,87

25
Печерский, Интауголь
31
3,2
5,62
14,54









Результаты расчетов и выводы заносятся в таблицу:
Рассматриваемые сорта углей
21
22
23
24
25

Затраты на топливо, руб.
6000
6000
6000
6000
6000

Годовая потребность в натуральном
исчислении В,т.

55,55

45,85


45,9


31,93

42,07

Выброс вредных веществ, т/год
- твердые частицы Птв
- оксиды серы Пso
- оксид углерода Псо
- оксиды азота Пno






Выброс вредных веществ в пределах
лимитов, т/год.
- твердые частицы
- оксиды серы
- оксид углерода
- оксиды азота






Выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год.
- твердые частицы
- оксиды серы
- оксид углерода
- оксиды азота






Плата за выброс вредных веществ в пределах лимитов, т/год.
- твердые частицы
- оксиды серы
- оксид углерода
- оксиды азота






Плата за выброс вредных веществ сверх лимитов, т/год.
- твердые частицы
- оксиды серы
- оксид углерода
- оксиды азота






Общий размер платы предприятия за выбросы в атмосферу, руб.






Полные расходы предприятия по вариантам, руб.






Сорт наиболее выгодного для предприятия угля


Уменьшение расходов предприятия при переходе на наиболее выгодный вариант, руб.



Сорт наиболее невыгодного(дорого-
го) варианта(№ по табл. хар-к углей).


Разница в расходах предприятия по наиболее выгодному и наиболее дорогому вариантам, руб.




Тема занятия:
«Оценка ущербов от загрязнения водоемов»
Цель практического занятия: освоение метода оценки экологического ущерба путем расчета платежей за загрязнение водоемов при сбросе сточных вод; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

Теоретическая часть
Экологический ущерб – это понижение качества (полезности) окружающей среды вследствие ее загрязнения. Ущерб выражается суммой дополнительных затрат по воспроизводству и восстановлению качества природных ресурсов в данном регионе до уровня, предшествующего осуществлению загрязнения от рассматриваемого объекта. В настоящее время оценка годового экономического ущерба, нанесенного окружающей среде сбросами загрязняющих веществ в водоемы, выбросами в атмосферу или промышленными отходами предприятий осуществляется с учетом платежей за его компенсацию, установленных предприятиям-загрязнителям в соответствии с действующим законодательством.
Платежи не являются ни наказанием за сбросы отходов (штрафом), ни разрешением ухудшать экологическую ситуацию региона в пределах  финансовых возможностей промышленного объекта. Основное назначение такой реакции общества – стимулировать усилия предпринимателей на внедрение более совершенных малоотходных и экологически щадящих технологий на основном производстве и более эффективных методов и устройств очистки выбросов и сбросов.

Методика выполнения работы
Физическая масса годового сброса (фактический сброс) i-ой примеси, т/год, определяется из следующего соотношения:
13 EMBED Equation.3 1415
где ci – среднегодовое значение концентрации i-го вещества, определяемое регулярным лабораторным анализом, мг/л;
V – объем годового сброса сточных вод, тыс. м3.
Платежи предприятия за нормативный сброс загрязняющих веществ в водоемы, тыс. руб./год, определяются зависимостью:
13 EMBED Equation.3 1415 при mi mнi,
где Пуд.нi – ставка платы за сброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах допустимых нормативов сбросов, руб.;
mнi – масса нормативного сброса i-го загрязняющего вещества, т/год; определяется по формуле
13 EMBED Equation.3 1415
где ПДКi
· предельно-допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества. Под предельно-допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющего вещества понимается концентрация загрязняющего вещества в единице природной среды, которая не оказывает отрицательного (прямого или косвенного) воздействия на живой организм.
Ставка платы, руб./т, за нормативный сброс i-го загрязняющего вещества определяется по формуле
13 EMBED Equation.3 1415
где Нбл.i
· базовый норматив платы за сброс i-го загрязняющего вещества, руб./т;
Кэ.вод – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости поверхностного водного объекта; для рек бассейна К э.вод = 1,7;
Ки – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается Ки = 1.
Плата за сверхнормативный сброс загрязняющих веществ взимается в пятикратном размере и определяется путем умножения соответствующей ставки платы на разницу между фактическим и нормативным сбросом i-го загрязняющего вещества:
13 EMBED Equation.3 1415при mi mнi.
Примечание. Если масса сброса i-го вещества превышает нормативную, то для этого вещества рассчитывается также плата и за нормативный сброс при условии mi = mнi.
Суммарные платежи предприятия за сброс сточных вод определяются по формуле
13 EMBED Equation.3 1415
При сбросе загрязняющих веществ в канализацию предприятие-загрязнитель заключает на некоторый период времени (как правило, на год) договор с владельцем канализации и платит ему определенную сумму за очистку сточных вод при условии, что концентрация загрязняющих веществ в них не превышает ПДК. В случае превышения дополнительно взимается плата за сверхнормативный сброс. Значения ПДК и ставка платы устанавливаются владельцем канализации.

Контрольное задание
Произвести расчет платежей предприятия осуществляющего сброс загрязненных сточных вод, данные необходимые для расчетов приведены по вариантам в таблице 16, расчеты сводится в таблицу.
Индивидуальная таблица расчетов платежей.
i
Ингредиенты
ci, мг/л
mi, т/год
ПДКi, мг/л
Нбл.i, руб./т
Пн.i
Псн.i







тыс. руб/год

1
Азот аммонийный


1
6875,8



2
Фенолы


0,0018
2749700



3
Нефтепродукты


0,05
54994



4
ПАВ


0,09
5499,4



5
Фосфаты


0,29
13751,6



6
Взвешенные вещества


6,67
3658



7
БПК полн.


3,33
905,2



8
Железо


1
27497



9
Медь


0,0018
2749700









13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Исходные данные к практической работе
№ вар.
V,тыс.м3 год
Концентрации загрязнителей, мг/л



Азот аммон.
Фенолы
Нефте-продукты
ПАВ
Фосфаты
Взв. Вещ-ва
БПК полн.
Fe
Cu

1
240
2,35
0,064
6,29
0,055
0,15
10
37,1
1,8
0,061

2
260
0,79
0,094
24
0,102
0,026
17,3
40,4
1,62
0,055

3
280
1,29
0,16
12,06
0,13
0,53
32,5
84
2,45
0,24

4
300
5,9
0,08
13,04
0,46
0,61
14,7
95,4
1
0,064

5
320
2,64
0,072
18,2
0,092
0,34
22,6
51,7
1,53
0,086

6
0,9
4,4
0,3
0,09
7,2
0,11
0,58
14
32,7
1,1

7
1,2
1,31
0,048
2,04
0,21
0,22
1,64
17,3
1,64
0,008

8
1,5
1,78
0,43
9,82
0,17
0,21
20
78,3
2,45
0,055

9
1,8
5,9
0,07
3,53
1,1
0,6
13
98
1,2
0,01

10
2
3,62
0,21
8,37
0,18
0,28
18,5
28,3
1,47
0,038













Тема занятия:
«Оценка ущербов от загрязнения атмосферы котельными предприятий»
Цель практического занятия: оценка ущербов от загрязнения атмосферы выбросами дымовых газов котельными при сжигании различных видов топлива; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.
Методика выполнения работы
Котлоагрегаты котельных работают на различных видах топлива, и выбросы загрязняющих веществ зависят как от количества и вида топлива, так и от вида теплоагрегата. Учитываемыми загрязняющими веществами, выделяющимися при сгорании топлива, являются: твердые частицы (зола), оксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, пятиокись ванадия.
Выброс твердых частиц (золы) в дымовых газах котельных определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
где qт – зольность топлива, %;
m – количество израсходованного топлива за год, т;
f – безразмерный коэффициент, зависящий от типа топки и топлива; для котельных, работающих на мазуте, принять f = 0,01; на угле f = 0,0023;
Lт – эффективность золоуловителей; при использовании циклона для очистки отходящих газов котельной Lт = 0,8.
Таблица характеристики топлив.
Вид топлива
qт, %
Sr, %
Qir, МДж/кг

Мазут:




малосернистый
0,1
0,5
40,3

сернистый
0,1
1,9
39,85

высокосернистый
0,1
4,1
38,89

Уголь:




Черемховский
27
1
17,93

Азейский
14,2
0,4
16,96

Канско-Ачинский
6,7
0,2
15,54

Бурятский
16,9
0,7
16,88

Минусинский
17,2
0,5
20,16

Выброс оксида углерода рассчитывается по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
где q1
· потери теплоты вследствие механической неполноты сгорания топлива, %; для мазута q1 = 0,5, для угля q1 = 5,5;
ССО – выход окиси углерода при сжигании топлива, кг/т:
13 EMBED Equation.3 1415
где q2 – потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания, %; для котельных предприятий железнодорожного транспорта принимается q2 = 0,5;
R - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания: R = 1 для твердого топлива; R = 0,5 для газа; R = 0,65 для мазута;
Qir – низшая теплота сгорания натурального топлива, МДж/кг (табл.9).
Выброс оксидов азота, т/год, определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
где KNO2 – параметр, характеризующий количество окислов азота, образующихся на 1 ГДж тепла, кг/ГДж для различных видов топлива в зависимости от производительности котлоагрегата; для мазута KNO2 = 0,11; для угля KNO2 = 0,23;

· - коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксида азота в результате применения технических решений. Для котлов производительностью до 30 т/час
· = 0.
Выброс оксидов серы, т/год, определяется только для твердого и жидкого топлива по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
где Sr – содержание серы в топливе, %;
13 EMBED Equation.3 1415– доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива. Для углей Канско-Ачинского бассейна принимается равной 0,2, экибастузских – 0,02, прочих углей- 0,1; мазута – 0,2;
13 EMBED Equation.3 1415 – доля оксидов серы, улавливаемая в золоуловителе. Для сухих золоуловителей принимается равной 0.
Расчет выбросов пятиокиси ванадия, поступающей в атмосферу с дымовыми газами при сжигании жидкого топлива, выполняется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415 - количество израсходованного мазута за год, т;
13 EMBED Equation.3 1415– содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе, г/т; (при отсутствии результатов анализа топлива для мазута с Sr >0,4% определяют по формуле представленной ниже;
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент оседания пятиокиси ванадия на поверхности нагрева котлов: 0,07 – для котлов с промежуточными паронагревателями, очистка поверхностей нагрева которых производится в остановленном состоянии; 0,05 – для котлов без промежуточных паронагревателей при тех же условиях очистки (принять при расчетах); 0 – для остальных случаев;
13 EMBED Equation.3 1415 – доля твердых частиц в продуктах сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов (оценивается по средним показателям работы улавливающих устройств за год). В практической работе принимается 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,85.
Содержание пятиокиси ванадия в жидком топливе ориентировочно определяют по формуле
13 EMBED Equation.3 1415
Для каждого источника загрязнения воздушной среды устанавливаются нормативы предельно-допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. ПДВ устанавливаются с учетом ПДК загрязняющих веществ, уровня их фоновых концентраций, гидрологических, гидрохимических, климатологических, геофизических характеристик территорий и природных объектов. Сущность внедрения ПДВ – ограничение разовых выбросов.
Предельно-допустимый выброс (ПДВ) – масса загрязняющих веществ, выброшенная в воздушный бассейн в единицу времени, которая не создает в приземном пространстве уровень загрязнения выше, чем ПДК.
Платежи предприятия за нормативный выброс загрязняющих веществ в атмосферу, тыс. руб./год, определяются зависимостью
13 EMBED Equation.3 1415 при Мi
· МПДВi,
где Пуд.нi – ставка платы за выброс 1 т i-го загрязняющего вещества в пределах ПДВ, руб.;
Мi – фактическая масса выброса i-го загрязняющего вещества, т/год;
МПДВi – масса предельно-допустимого выброса i-го загрязняющего вещества, т/год.
Ставка платы, руб./т, за нормативный выброс i-го загрязняющего вещества определяется по формуле
13 EMBED Equation.3 1415
где Нбл.i
· базовый норматив платы за выброс i-го загрязняющего вещества, руб./т;
Кэ.атм – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы; для Кэ.атм = 1,4;
Ки – коэффициент индексации (утверждается по каждому году Минприроды России по согласованию с Минфином и Минэкономики России). В практической работе принимается Ки = 90.
При отсутствии нормативов ПДВ для источника выбросов в атмосферу плата за загрязнение считается сверхнормативной и взимается в пятикратном размере. В практической работе требуется определить массы выбросов загрязняющих веществ в зависимости от вида и количества израсходованного топлива (Мi), годовой ущерб от загрязнения атмосферы каждым из загрязняющих веществ (Пi) и суммарные значения этих величин (М, П). Результаты расчетов сводятся в таблицу по типу таблицы 10. Исходные данные к практической работе приведены в таблице 11.

Таблица индивидуальная таблица расчетов ущербов от загрязнения атмосферы
i
Ингредиенты загрязнения
Mi, т/год
Нбл.i, руб./т
Пi,
тыс.руб./год




уголь
мазут


1
Зола

0,17
8,25


2
Оксид углерода (CO)

0,005


3
Оксиды азота (NOх)

0,42


4
Оксиды серы (SOх)

0,33


5
Пятиокись ванадия (V2O5)

-
8,25



Итого

·


·

Таблица исходные данные по вариантам
№ вар.
Вид топлива
Расход топлива, т/год

1
уголь Азейский
10000

2
мазут высокосернистый
2400

3
уголь Черемховский
12000

4
мазут сернистый
2700

5
уголь Канско-Ачинский
15000

6
мазут малосернистый
3000

7
уголь Бурятский
13000

8
уголь Минусинский
12500

9
уголь Черемховский
16000

10
уголь Азейский
20000


Тема занятия: «Расчет эффективности очистки сточных вод»
Цель практического занятия: сформировать представление о структуре и составе сточных вод промышленных предприятий; познакомиться с основными принципами очистки сточных вод и основными примерами их конструктивной реализации; научиться рассчитывать эффективность очистки сточных вод по различным загрязняющим веществам.
Теоретическая часть
Очистка сточных вод – обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ. Одно из важных мероприятий охраны природы и окружающей среды от загрязнения. Производится разными способами: механическим (отстаивание, фильтрация, флотация), физико-химическими (коагуляцией, нейтрализацией, обработка хлором и т.д.) и биологическими (на полях орошения, в биофильтрах и т.д.). Выбор метода и соответствующего оборудования определяется характеристиками загрязнений, их концентрацией, физическими и химическими свойствами, а также требованиями эффективности очистки сбросов.
Глубина очистки сточных вод очистными сооружениями и вынос примесей в водные объекты устанавливаются на основе нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) и временно согласованных сбросов (ВСС).
Методика выполнения работы

Показателями качества воды – несущей среды сбросов – являются значения концентраций в ней вредных веществ сi. Необходимая эффективность очистки
·i сточных вод от i-го загрязняющего вещества определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
где Сст – концентрация вещества в сточной воде поступающей на очистку, мг/л;
Соч – концентрация загрязняющего вещества на выходе из устройства, разрешенный к сбросу в водный объект, мг/л.
13 EMBED Equation.3 1415
где r - разрешенное увеличение содержания загрязняющего вещества в воде водного объекта в расчетном створе;
Q – расход водотока, м3/с;
q – расход сточных вод, м3/с;

· – коэффициент смешения для рассматриваемого участка водоема;
Сф ( концентрация веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л.
Эффективность очистки имеет, по существу, смысл коэффициента полезного действия (КПД) соответствующего устройства. Вследствие большого разнообразия свойств примесей (например, их фазового состояния, фракционного состава, температуры и др.) в потоке сточных вод решить задачу приемлемой очистки в каком-либо одном устройстве практически невозможно. Отмеченное, определяет необходимость применения системы n последовательно соединенных аппаратов, которая дает общую эффективность по i-й примеси:
13 EMBED Equation.3 1415
где
·ij – эффективность очистки от i-й примеси в j-м устройстве.
Конструктивные решения устройств очистки весьма разнообразны, однако, заложенных в них принципов вывода загрязняющих веществ немного: гравитационное осаждение (отстаивание), фильтрование, флотация, инерционное разделение, биологическая очистка и ряд других. В данной работе рассмотрим технические устройства, действие которых основано на реализации фильтрации, флотации, инерционного разделения, биологической очистке. В сложных системах очистки сточных вод эти устройства могут выступать в качестве отдельных элементов.
Задание
1. Произвести расчет необходимой эффективности очистки сточных вод от загрязняющих веществ (представленных в таблице №13) сбрасываемых предприятием в водные объекты, учитывая его назначение.
2. На основе произведенных расчетов для каждого вещества предложить очистное сооружение из представленных в таблице №14, либо их комбинацию обеспечивающих необходимую степень очистки.
Таблица индивидуальные данные

Q м3/с
q м3/с

·
Назначение водного объекта

1
35
0,6
0,73
Рыбохозяйственное

2
30
0,5
0,66
Рыбохозяйственное

3
31
0,65
0,65
Рыбохозяйственное

4
32
0,75
0,68
Рыбохозяйственное

5
33
0,8
0,67
Рыбохозяйственное

6
34
0,45
0,68
Рыбохозяйственное

7
36
0,65
0,69
Рыбохозяйственное

8
29
0,55
0,70
Рыбохозяйственное

9
37
0,4
0,71
Рыбохозяйственное

10
28
0,7
0,72
Рыбохозяйственное

1
35
0,6
0,73
Хозяйственно-питьевое

2
30
0,5
0,66
Хозяйственно-питьевое

3
31
0,65
0,65
Хозяйственно-питьевое

4
32
0,75
0,68
Хозяйственно-питьевое

5
33
0,8
0,67
Хозяйственно-питьевое

6
34
0,45
0,68
Хозяйственно-питьевое

7
36
0,65
0,69
Хозяйственно-питьевое

8
29
0,6
0,70
Хозяйственно-питьевое

9
37
0,5
0,71
Хозяйственно-питьевое

10
28
0,4
0,72
Хозяйственно-питьевое

Таблица расчетные данные
Наименование ингредиента
Разрешенное увеличение содержания загрязняющего вещества в воде водного объекта в расчетном створе.
Сст, концентрация веществ, поступающая на очистку, мг/л
Сф, концентрация веществ в воде водного объекта до сброса сточных вод, мг/л


Хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового назначения
Рыбохозяйственного назначения



Взвешенных веществ
0,25
2
250
3

Медь
0,05
0,03
12,5
0,02

Нефтепродукты
0,05
0,03
12,1
0,09

Фенолы
0,0008
0,0009
4,95
0,01

Цинк
0,8
0,01
79,5
1,2

Свинец
0,05
0,05
9,8
0,1

Кадмий
0,005
0,002
14,5
0,007

Мышьяк
0,009
0,009
7,9
0,005

Сероуглерод
0,8
0,8
67
0,9

Таблица очистные сооружения
Наименование
технического
средства
очистки
Используемый
принцип
Удаляемые
Загрязнители
Эффективность

Флотатор
Флотация
Нефтепродукты, ПАВ
до 0,99



Взвешенные вещества
0,99



Фенолы
0,65



Азот аммонийный
0,25



Фосфаты, медь, мышьяк, сероуглерод
0,65



Железо, кадмий, цинк, свинец
0,7

Гидроциклон
Инерционное разделение
Нефтепродукты
0,5



Взвешенные вещества
0,7




Мышьяк, сероуглерод
0,6



Медь, цинк, свинец, кадмий
0,56

Установка биологической очистки
Биологическая очистка
Нефтепродукты
0,999



Взвешенные вещества, цинк
0,6



Кадмий
0,5



Медь
0,65



Мышьяк, свинец
0,4



Фенолы
0,8



Азот аммонийный
0,35

Скоростной зернистый контактный фильтр
Фильтрация
Нефтепродукты,
0,7



Взвешенные вещества
0,99



Фенолы
0,45



Азот аммонийный
0,25



Фосфаты, медь, мышьяк
0,5



Железо, кадмий, цинк, свинец
0,75


Оформление отчета.
В пояснительной записке необходимо:
1. Произвести необходимые расчеты по варианту.
2. Дать определение следующим понятиям:
-остаточное загрязнение воды;
-вода питьевая;
-показатели качества воды;
-механическая очистка сточных вод;
-биологическая очистка сточных вод;
-обеззараживание сточных вод;
-самоочищение водных объектов;
- ксенобиотики;
-эвтрофикация (антропогенная эвтрофикация).
2.Указать предприятия-загрязнители водных ресурсов.
3..На основании полученных результатов сделать вывод, какие технические средства необходимо использовать для очистки сточных вод в вашем конкретном случае.
Дополнительная информация
Флотатор.
Установка флотации предназначена для удаления из воды гидрофобных загрязнений: масел, нефтепродуктов, некоторых эмульгированных жидкостей, полимеров. Кроме этого флотаторы и флотация в целом применяются для удаления взвешенных веществ, в том числе в тонкодисперсном состоянии, ПАВ и ряда других загрязнений, а также для разделения иловых смесей.
Флотация – метод отделения коллоидных и диспергированных примесей от воды, основанный на способности частиц прилипать к воздушным (газовым) пузырькам и переходить вместе с ними в пенный слой.
Исходная сточная вода по трубопроводу 1 и отверстиям в нем равномерно поступает в объем флотатора. Навстречу потоку воды по трубопроводу 2 подается сжатый воздух, который через насадку из пористого материала равномерно распределяется в виде мельчайших пузырьков по сечению флотатора. Всплывая, пузырьки воздуха “прилипают” к частицам и увлекают их к поверхности. Образующаяся таким образом пена скапливается между зеркалом воды и крышкой флотатора 5, откуда она отсасывается центробежным вентилятором 6 и по трубопроводу 3 направляется на утилизацию. Взвешенные вещества и другие твердые примеси оседают в шламосборник, откуда по мере накопления периодически удаляются для утилизации или захоронения. В процессе встречного движения кислород воздуха окисляет органические примеси. За счет аэрации концентрация кислорода в воде растет. Очищенная сточная вода огибает перегородку и переливается в приёмный бак 7, откуда по трубопроводу 4 подается на сброс, повторное использование или дополнительную обработку.

Гидроциклон.
Гидроциклон - аппарат для разделения в водной среде зёрен минералов, отличающихся значением массы.
Загрязненные сточные воды вводятся через патрубок, тангенциально ориентированный по отношению к внутренней поверхности корпуса. Вследствие возникшего закручивания тяжёлые твёрдые частицы отбрасываются во внешний  вращающийся слой (к стенкам гидроциклона), где их скорость снижается при трении о корпус; при этом становится эффективным гравитационный механизм осаждения, и твёрдые частицы опускаются по стенкам в шламосборник, откуда по мере накопления периодически удаляются. Напорные гидроциклоны применяют для выделения из воды грубодисперсных минеральных примесей с плотностью 2 – 3 г/см3 (песка, частиц кирпича, шлака) при размерах частиц свыше 0,05 – 0,1 мм и гидравлической крупности 2 – 5 мм/с.
Масляная фракция, менее плотная, чем вода, напротив, собирается в центральной части вихря, имеющего вращательно-восходящее движение по направлению к выходам. Две концентрически расположенные воронки с разными диаметрами цилиндрических частей вырезают в вихре три слоя. Об одном, внешнем, речь шла выше; два других слоя попадают в соответствующие выходные камеры. Маслопродукты направляются на утилизацию (например, сжигание), а очищенная вода 3 поступает на последующую ступень очистки. В верхней части вертикального напорного гидроциклона предусмотрен вентиль (воздушник) 2, нормально закрытый, открываемый лишь при пуске устройства или при наличии в стоке газовых включений.

Биологический фильтр.
Биологическая очистка основана на разрушении органических веществ микроорганизмами, среди которых есть одноклеточные (бактерии, плесневые грибы, инфузории и др.) и микроскопические многоклеточные (коловратки, черви, личинки насекомых и др.). Одной из основных задач устройств биологической очистки является также восстановление содержания кислорода в сбрасываемых водах, что способствует процессам самоочищения в природных водоёмах. Обе цели достигаются в биологическом фильтре.
Загрязнённая органическими веществами и заметно обескислороженная в технологических процессах вода подаётся по трубопроводу 2 и через насадки 3 равномерно разбрызгивается по всей площади фильтра. Далее вода движется сквозь загрузку из кусков твёрдого материала (шлака, щебня, гравия и др.), на поверхности которого самопроизвольно образуется биологическая плёнка. Разложение органических веществ стока микроорганизмами плёнки протекает достаточно интенсивно благодаря большой удельной поверхности насадки и выбору оптимальных параметров состояния системы, в частности температуры, водородного показатель рН и содержания кислорода: последний активизирует процессы жизнедеятельности в пленке. Насыщение воды кислородом достигается подачей сжатого воздуха через трубопровод 1 и опорную решетку 5. обеспечивающую равномерную его раздачу по сечению загрузки. Вода, очищенная и аэрированная во встречном взаимодействии с микроорганизмами и воздухом, выводится из фильтра по трубопроводу 6.
При помощи биологических методов из сточных вод могут быть удалены также и фенолы. Перед биологической очисткой фенолсодержащие сточные воды предварительно проходят очистку методом озонирования, которым можно очищать стоки, содержащие фенолы в концентрации до 1000 мг/л. Конечными продуктами окисления фенола являются углекислый газ и вода. Следует подчеркнуть, что биологическая очистка неприменима для стоков, концентрация некоторых веществ в которых превышает предельно допустимую для биологического процесса. Так, при содержании меди в сточной воде свыше 0,5 мг/л биохимические процессы замедляются, а при 10 мг/л почти совсем прекращаются. Недопустимо применение биологической очистки для стоков, содержащих тетраэтилсвинец.
Список рекомендуемой литературы:
1. И.И. Мазур, О.И. Молдованов. Курс инженерной экологии. М.: Высшая школа, 1999.
2. Эколого - гидроголоический словарь. Под ред. д-ра геоло.-минер. наук А.Н. Воронова, Издательство С.-Петербургского униерситита. 2001.
3. Экологический энциклопедический словарь. Казань: «Природа», 2000.
4. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: учебное пособие для вузов. М.: изд-во МГУ, 1996.
5. А.И. Родионов, Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: «Химия», 1989.
Тема: «Расчеты выбросов тяжелых металлов в атмосферу и максимальной приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из одного источника».
Цель практического занятия: освоение метода расчета выбросов тяжелых металлов в атмосферу от ТЭЦ и мусоросжигательных заводов; знакомство с методикой расчета максимальной приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из одного источника; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.
Теоретическая часть
Один из распространенных видов загрязнения окружающий среды является поступление в различные среды тяжелых металлов (ТМ) - большой группы химических элементов с атомным весом более 50 (Hg, Pb, W, Sn, Cd, Mo, Cu, Co, Mn, Cr и др.). Тяжелые металлы, загрязняющие почву, могут поглощаться растениями и по пищевой цепи попадать в организмы животных и человека. Следует отметить, что ТМ могут являться причиной заболеваний человека. Среди них сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии. Они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия. К основным источникам эмиссии ТМ в окружающую среду относят: ТЭЦ, автомобильный транспорт, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, производство стали и т.д.
Методика выполнения работы
Количество токсикантов при сжигании угля на ТЭЦ рассчитывается по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.1)
где q1i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива;
m1 - расход угля на ТЭЦ, т/сут;
t - расчетный период, мес.
Количество токсикантов при работе мусоросжигательного завода рассчитывается по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.2)
где q2i – удельный выброс i-го металла, мг/кг топлива;
m2 - масса сжигаемого мусора, т/сут;
t - расчетный период, мес.
Максимальная приземная концентрация вредных веществ См для выброса нагретой газо-воздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях рассчитывается по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.3)
А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферный воздух С2/3 *мг*град1/3;
M – количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;
F – безразмерный коэффициент учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;
m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса. Коэффициент n принимается равным - 1; коэффициент m принимается равным - 0,071
13 EMBED Equation.3 1415 (1.4)
H – высота источника выброса над уровнем земли, м;

·T – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха;
V1 – объем газовоздушной смеси, м3/с, определяемый по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415- средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, м/с;
D - диаметр устья источника выброса, м.
Наибольшая концентрация вредного вещества не должна превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации данного вредного вещества в атмосферном воздухе:
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 (1.5)
Сравнивая значения приземной концентрации отдельных тяжелых металлов с ПДКм.р. сделайте вывод о соблюдении данного санитарно-гигиенического норматива.
Контрольное задание.
1. Используя исходные данные, оцените суммарную эмиссию токсикантов по трем классам опасности за расчетный период. (при этом необходимо учитывать единицы измерений) образующихся при сжигании угля на ТЭЦ и мусора на мусоросжигательном заводе.
Таблица 1. Классы опасности различных химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов
Класс опасности
Химическое вещество

I
Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен

II
Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром

III
Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофен

2. Используя исходные данные, рассчитайте максимальную приземную концентрацию вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из одной трубы мусоросжигательного завода.
Таблица 2. Исходные данные.

вар.
Расчетный период, t мес.
Расход угля на ТЭЦ, m1 тыс. т/сут.
Масса сжигаемого мусора, m2, т/сут.
Безразмерный коэффициент, F
Диаметр устья источника выброса, D, м

1
9
8
1.6
2
0,45

2
8
7.5
1.7
2,5
0,5

3
7
6
1.8
3
0,55

4
6
5.5
1.9
2
0,6

5
5
5
2
2,5
0,65

6
6
5.5
2.1
3
0,7

7
7
6
2.2
2
0,75

8
8
7
2.3
2,5
0,8

9
9
8
2.4
3
0,85

10
6
9
2.5
2
0,9

№.
Количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с
Средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, 13 EMBED Equation.3 1415, м/с
Температура выбрасываемой газо-воздушной смеси, Т1 град.
Температура окружающего атмосферного воздуха, Т2, град.
Высота источника выброса над уровнем земли, H, м


Кадмий
свинец
ртуть
медь





1
0,0065
0,015
0,001
0,0067
1,5
120
24
20

2
0,009
0,021
0,002
0,0087
2,1
110
22
21

3
0,008
0,03
0,0012
0,0084
2,2
105
21
22

4
0,0075
0,027
0,0011
0,0083
2,3
102
18
23

5
0,0082
0,02
0,0013
0,0082
2,4
100
17
24

6
0,0083
0,04
0,0014
0,0079
2,5
97
16
25

7
0,0091
0,22
0,0009
0,0064
2,6
96
14
26

8
0,01
0,018
0,0007
0,0035
2,9
94
12
27

9
0,12
0,016
0,0018
0,0049
3
90
10
28

10
0,073
0,019
0,0019
0,0054
3,2
86
9
29

Таблица 3. Значение коэффициента А (С2/3 *мг*град1/3)
Регион
Значение коэффициента
Вариант

Субтропические зоны Средней Азии
240
1,2

Нижнее Поволжье, Кавказ, Сибирь, Дальний Восток
200
3,4

Север и Северо-Запад европейской территории России, Среднее Поволжье, Урал
160
5,6,7,8

Центральная часть европейской территории РФ
120
9,10

Таблица 4. Удельный выброс тяжелых металлов с золой при сжигании угля на ТЭЦ и мусора на мусоросжигательном заводе, мг/кг топлива
№ вар.
Мышьяк
Барий
Бериллий
Кадмий
Хром
Кобальт
Источник выбросов

1
180
2100
4
500
650
140
ТЭЦ

2
490
1900
30
30
370
40
Мусоросжигательный завод

3
160
1700
3
350
450
100
ТЭЦ

4
390
1600
25
20
270
30
Мусоросжигательный завод

5
200
2300
8
600
750
200
ТЭЦ

6
520
2000
42
40
425
60
Мусоросжигательный завод

7
170
2000
3
490
640
120
ТЭЦ

8
480
1800
29
20
360
30
Мусоросжигательный завод

9
150
2000
6
700
480
125
ТЭЦ

10
350
1600
36
20
350
36
Мусоросжигательный завод

№ вар.
Свинец
Ртуть
Стронций
Ванадий
Цинк
Медь
Источник выбросов

1
20000
130
290
160
48000
1450
ТЭЦ

2
2100
5
1800
850
2800
300
Мусоросжигательный завод

3
18000
100
190
140
38000
1200
ТЭЦ

4
2000
3
1200
650
1950
200
Мусоросжигательный завод

5
22020
141
300
180
49000
1505
ТЭЦ

6
2350
8
2000
890
3000
400
Мусоросжигательный завод

7
19000
120
280
140
47500
1260
ТЭЦ

8
2000
4
1700
830
2650
280
Мусоросжигательный завод

9
20500
120
260
200
46000
1500
ТЭЦ

10
2050
6
1700
1000
2500
240
Мусоросжигательный завод

 Оформление отчета
Привести расчетные формулы.
Рассчитать количество выбросов тяжелых металлов ТЭЦ и мусоросжигательного завода, а также максимальную приземную концентрацию вредных веществ при выбросе нагретой воздушной смеси из трубы мусоросжигательного завода.
Сделать вывод о соответствии максимальной приземной концентрации ПДКм.р..
Дать определение следующим понятиям:
загрязнение атмосферы;
максимально разовая предельно допустимая концентрация;
предельно допустимый выброс;
индекс загрязнения;
поллютант;
токсическая концентрация;
фоновая концентрация;
экологический мониторинг.
Тема занятия:
«Гидрогеологическое обоснование границ зон санитарной охраны водозаборов подземных вод. Методика исчисления размера ущерба от загрязнения подземных вод».
Цель практического занятия: сформировать представление о зонах санитарной охраны водозаборов подземных вод, научиться определять их границы; освоить методы исчисления ущерба от загрязнения подземных вод.
Теоретическая часть
В России 85% сельского населения и почти 60% городского, удовлетворяют потребности в питьевой воде за счет подземных водных источников (в странах Европы доля подземных вод в водоснабжении - в среднем 60%, в США – 75%). Это обуславливает актуальность проблемы обеспечения качества подземных водных источников и необходимость реализации мер по недопущению попадания в них, загрязняющих веществ. Одним из наиболее эффективных методов защиты подземных вод от загрязнений является создание зон санитарной охраны.
Зона санитарной охраны источников водоснабжения - территория и (или) акватория, в пределах которых устанавливается особый режим хозяйственной и иной деятельности в целях защиты источника питьевого водоснабжения водопроводных сооружений и питьевой воды от загрязнения. Зона санитарной охраны источника водоснабжения в месте забора воды должна состоять из трех поясов: первого строгого режима, второго и третьего режимов ограничения. На территории первого пояса зоны санитарной охраны водозаборов, использующих  подземные источники питьевого водоснабжения, устанавливаются ограничения на любой вид хозяйственной и иной деятельности.
Методика выполнения работы
Границы первого пояса зоны санитарной охраны водозабора, использующего защищенные подземные воды, должны устанавливаться на расстоянии 30 м от одиночного водозабоpа. Границы первого пояса зоны санитарной охраны водозабора, использующего недостаточно защищенные подземные воды, должны устанавливаться на расстоянии 50 м от одиночного водозабора. В границы первого пояса зоны санитарной охраны инфильтрационного водозабора, использующего подземные источники водоснабжения, должна включаться прибрежная территория между водозабором и поверхностным источником водоснабжения, если расстояние между ними составляет менее 150 м.
На территории второго и третьего пояса зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водозаборов, использующих  подземные источники питьевого водоснабжения, вводятся ограничения на осуществление градостроительной деятельности, включая размещение лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений, промышленных и сельскохозяйственных объектов, складирования отходов и потенциально опасных веществ, обустройство кладбищ, могильников и т.д..
2 и 3 зоны санитарной охраны находят расчетным путем.
Границы второго пояса зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водозаборов, использующих подземные источники водоснабжения, устанавливаются на основании расчетов, которые производятся с учетом времени продвижения микробного загрязнения от источника загрязнения до водозабора от 100 до 400 суток в зависимости от природно-климатических условий (табл. 1), степени защищенности подземных вод, геологических и гидрологических условий территории.
Принимая условие, что загрязнение продуктивного горизонта может происходить с поверхности путем свободной вертикальной инфильтрации вместе с атмосферными осадками, необходимо предварительно при расчете границ ЗСО - 2 произвести расчет времени поступления загрязнения через зону аэрации на свободный уровень подземных вод по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.1)
где 13 EMBED Equation.3 1415 - мощность зоны аэрации, которая определяется глубиной положения уровня подземных вод, м;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент вертикальной фильтрации, м /сут.;
13 EMBED Equation.3 1415 - активная пористость пород зоны аэрации.
Если рассчитанное Т0 значительно больше Т=400 сут, то границу второго пояса ЗСО скважин водозабора можно совместить с границей первого пояса в связи с высокой степенью защищенности подземных вод от загрязнения с поверхности. Если меньше, то расчетное Т0=T. Если данное условие не выполняется, то радиус границы ЗСО-2 рассчитывается по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415; (1.2)
где 13 EMBED Equation.3 1415- производительность водозабора, м3/сут.;
13 EMBED Equation.3 1415 - мощность наиболее проницаемой части продуктивного водоносного горизонта (принимается равной длине рабочей части фильтра);
13 EMBED Equation.3 1415- активная пористость наиболее проницаемого интервала.
Таблица 1 Время Тм расчет границ 2-го пояса ЗСО
 
Гидрогеологические условия в пределах I и II климатических районов
Тм (в сутках) В пределах III климатического района*

1. Недостаточно защищенные подземные воды (грунтовые воды, а также напорные и безнапорные межпластовые воды, имеющие непосредственную гидравлическую связь с открытым водоемом)
400
400

2. Защищенные подземные воды (напорные и безнапорные межпластовые воды, не имеющие непосредственной гидравлической связи с открытым водоемом)
200
100

Границы третьего пояса зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водозаборов, использующих подземные источники водоснабжения, устанавливаются на основании расчетов, которые производятся с учетом времени продвижения химического загрязнения от источника загрязнения до водозабора. Время продвижения химического загрязнения от источника загрязнения до водозабора должно быть больше предполагаемой продолжительности эксплуатации водозабора, но не менее 25 лет (10000 сут).
13 EMBED Equation.3 1415 (1.3)
где, Т - время движения загрязнения, суток;
k – коэффициент фильтрации, равен 1 м/сут.
Контрольное задание
Задание №1.
Используя значения представленные в таблице 2 и приведенные выше формулы по вариантам рассчитать 2 и 3 зону санитарной охраны подземного источника водоснабжения для 1 и 2 скважины.
Таблица 2.
Скважина №1
№ варианта
m0
n0
k
Q
m
n

1
11
0.4
0.01
246,7
9,51
0,04

2
12
0.45
0.15
211
11
0,05

3
14
0.3
0.02
301
10,2
0,06

4
16
0.35
0.05
268,9
9,1
0,04

5
18
0.15
0.01
176,8
8,99
0,05

6
20
0.35
0.09
237,5
11,4
0,08

7
22
0.5
0.01
321,4
10,2
0,07

8
23
0.35
0.09
210
9
0,06

9
25
0.25
0.04
190,7
8,79
0,04

10
27
0.3
0.05
258,4
9,64
0,05


Скважина №2
№ варианта
m0
n0
K
Q
m
n

1
10
0.2
0.001
356,7
8
0,05

2
11
0.2
0.015
255
10.4
0,07

3
12
0.35
0.002
454
9.2
0,04

4
13
0.4
0.005
124
8,2
0,05

5
14
0.4
0.002
118,44
7.4
0,06

6
16
0.3
0.009
337,5
10.4
0,07

7
18
0.3
0.004
221,4
10.8
0,06

8
20
0.5
0.007
270
9.5
0,04

9
24
0.45
0.006
210,7
8,39
0,05

10
25
0.2
0.005
170,5
9,14
0,03


Задание №2.
Предположим, что, на расстоянии около 10 км от скважины водозабора №1 и около 7,5 км от скважины водозабора №2 был построен химический завод. Через 3 - 4 года после начала производства на заводе, по данным проводимых наблюдений за режимом подземных вод, образовался очаг нитритно-нитратного загрязнения с многократным превышением ПДК. Еще через 3 года повышение содержания нитратов в подземных водах было обнаружено на участке действующих водозаборов. Это содержание было ниже ПДК, но существенно превышало фоновое значение. В связи с указанными обстоятельствами были проведены детальные разведочные работы по изучению очагов загрязнения и прогноза их возможного влияния на качество подземных вод действующих водозаборов. Общая стоимость проведенных гидрогеологических исследований дана в таблицы 3 по варианту. По результатам проведенных работ были сделаны следующие выводы:
а) при непринятии эффективных мер содержание нитратов в подземных водах в районе водозаборов в ближайшие два года превысит ПДК, и будет возрастать в дальнейшем до 10 - 15 ПДК через 5 лет, что сделает невозможным использование подземных вод без соответствующей их очистки;
б) во избежание дальнейшего развития очагов загрязнения необходимо провести ряд мероприятий, сокращающих проникновение вредных веществ в почву и подземные воды: устранение протечек, асфальтирование территории, улучшение канализации, строительство станции очистки сточных вод, ремонт коллектора для сброса "условно чистых" сточных вод в реку.
Используя значения данные в приложении 1 и по приведенным ниже формулам, необходимо вычислить суммарное выражение ущерба от загрязнения подземных водоисточников скважин №1 и №2.
В общем случае ущерб (Вр) как суммарное стоимостное выражение всей совокупности затрат, ущерба подземным водам и убытков, вызванных экологическим правонарушением, определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.4)
где: Згр - затраты на изучение объекта загрязнения подземных вод, прогноз дальнейшего развития этого процесса и выработку решения по ликвидации загрязнения или компенсации его последствий, значения приведены в прил. 1;
Ущ1 - ущерб подземным водам как полезному ископаемому, использование которого в связи с загрязнением должно быть ограничено или невозможно;
Уб1 - убытки, которые несут недропользователи, эксплуатирующие подземные воды, в связи с их загрязнением, включая упущенную выгоду, которые находятся по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5)
где: К - капиталовложения в создание новой или реконструкцию существующей системы эксплуатации подземных вод, включающие в общем случае:
Сн - Сс - дополнительные эксплуатационные затраты, тыс. руб.;
Q - плановая производительность системы водоснабжения, подлежащей ликвидации или реконструкции, м3/год, значения даны в таблице 2;
Е - минимальный норматив эффективности капиталовложений, принимаемый равным 0,08 - 0,12, в нашем случае Е = 0,12.
Величина ущерба Ущ1 определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.6)
где: Ущ(рес) - ущерб собственника ресурса;
Зс - затраты на санацию очага загрязнения
13 EMBED Equation.3 1415 (1.7)
где: К - капиталовложения в сооружение и оборудование для ликвидации очага загрязнения , руб.;
Сt - текущие издержки (без амортизации) на проведение мероприятий по ликвидации очага загрязнения в t-м году, (руб./год);
Пt - сумма, полученная от реализации попутной товарной продукции в t-м году (в случае ее возникновения), (руб/год.);
t - плановый срок работ по ликвидации очага загрязнения, в нашем случае 1 год.
Величину среднегодового ущерба собственника ресурса Ущ(рес) определяют по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.8)
т.к. Q2=0, то
13 EMBED Equation.3 1415 (1.9)
где: Ц - средняя для данного региона отпускная цена на тот или иной тип подземных вод (без налога на добавленную стоимость и платы за пользование водным объектом), руб/м3, условно примем равной 100 руб/м3;
Q1 и Q2 - эксплуатационные запасы подземных вод на рассматриваемом участке соответственно до и после загрязнения подземных вод, м3/сут;
n1 и n2 - ставки регулярных платежей за пользование недрами для добычи подземных вод, дифференцированные в зависимости от их качества и условий эксплуатации, соответственно до и после загрязнения, % от цены.

 Оформление отчета
 В пояснительной записке необходимо:
1. Привести расчетные формулы, используемые для обоснования границ зон санитарной охраны водозаборов подземных вод, а также необходимые для расчета ущерба от загрязнения подземных водоисточников.
2. На основе заданного преподавателем варианта: рассчитать 2 и 3 зоны санитарной охраны водозаборных скважин; найти суммарный ущерб от загрязнения подземных вод.
3. Дать определение следующим понятиям:
-подземные воды;
-эксплуатационные запасы подземных вод;
-инженерно-экологические изыскания;
-загрязнение подземных вод;
-условия загрязнения подземных вод;
-опосредованное загрязнение подземных вод;
-санитарная охрана водоёмов;
-природно-ресурсный потенциал территории;
-использование водных объектов.
Тема занятия:
«Экспертная оценка планирования природоохранных мероприятий»
 Цель работы: освоение метода экспертных оценок в природоохранной деятельности; установление очередности реализации заданного набора природоохранных мероприятий; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.
Теоретическая часть
Природоохранные мероприятия призваны обеспечить комплексную защиту всех компонентов окружающей среды (атмосферы, литосферы, гидросферы, растительного и животного мира) от отрицательного антропогенного воздействия.
В условиях ограниченного финансирования программ реализации природоохранных мероприятий, зачастую возникает необходимость выбора наиболее важных, приоритетных задач в области охраны окружающей среды, наиболее актуальных на данный момент времени для данного региона.  Решения о приоритетности природоохранных мероприятий принимается либо на основе объективных данных (в том числе с помощью оптимизационных методов и вероятностно-статистических моделей), либо на основе мнений специалистов (экспертов). В задачах управления природопользованием и охраны окружающей природной среды широкое применение в отечественной и зарубежной практике нашел метод экспертной оценки. Этот метод позволяет получить исходные данные для программно-целевого комплексного планирования и планового управления региональными системами.
Методы экспертных оценок - выработка управленческих решений в различных отраслях на основе мнения квалифицированных экспертов. Задача эксперта состоит в том, чтобы, используя специальные знания в той или иной области, прошлый опыт и интуицию, применить общие законы и частные закономерности для разработки конкретных управленческих решений. В роли экспертов, как правило, выступают опытные руководители и специалисты, имеющие опыт и специализированные знания, а также владеющие методами исследования.
Для установления очередности реализации мероприятий требуется:
- составить перечень необходимых природоохранных мероприятий и рабочую анкету;
- выбрать достаточно представительную группу экспертов, компетентных в решении поставленных задач;
- распространить рабочую анкету среди экспертов, обработать полученные результаты;
- обобщить полученные оценки, определить степень согласованности мнений экспертов;
- произвести ранжирование мероприятий по доле вклада в решение проблемы.
Методика выполнения работы
Одним из наиболее распространенных методов экспертных оценок является метод ранговой корреляции. Эксперт, получив рабочую анкету, распределяет мероприятия по местам в соответствии со степенью возможности. Эксперт ставит на первое место то мероприятие, которое, по его мнению, является наиболее важным и которое должно быть осуществлено в первую очередь, присвоив ему самый высокий ранг – 1. Другим присваиваются ранги 2, 3, 4 и т.д. – по степени важности. Ранг, равный n, где n – число мероприятий в анкете, присваивается мероприятию, обладающему наименьшей природоохранной эффективностью. Природоохранные мероприятия, предлагаемые экспертам для рассмотрения, приведены в таблицах №1.
Таблица №1 Перечень природоохранных мероприятий для первой группы экспертов.

Наименование мероприятия

1
Рекультивация нарушенного землепользования

2
Оснащение двигателей устройствами для предотвращения вредных выбросов

3
Внедрение оборудования по очистке отходящих газов промышленных предприятий

4
Восстановление продуктивности засоленных и загрязненных земель

5
Проведение исследований состояния ресурсов подземных вод и разработка предложений по защите их от загрязнений

6
Восстановление благоприятного экологического состояния рек и водохранилищ

7
Воспроизводство плодородия почвы

8
Реконструкция средств очистки и обеззараживания сточных вод

9
Реализация предложений по рациональному использованию и охране лесов, растительного и животного мира

10
Внедрение водосберегающих технологий на промышленных предприятиях, в сельском и коммунальном хозяйстве

11
Меры по сохранению земли в зоне промышленных и жилых зданий

Необходимым условием экспертного анализа является определение согласованности мнений экспертов. Точной оценкой согласованности служит коэффициент конкордации (согласованности). Коэффициент конкордации W может изменяться от 0 до 1. W = 1 означает стопроцентную согласованность мнений экспертов. W = 0 означает, что согласованности мнений не существует.
Расчет в практической работе сводится в таблицу по типу таблицы №2.
Таблица 2. Индивидуальная таблица планирования природоохранных мероприятий
Экс-перты
Номер мероприятия и присвоенный ему ранг


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

10
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rij
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(di(
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

di2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Студенты разделяются на две экспертные группы по 9 – 14 человек, каждой группе выдается перечень природоохранных мероприятий, после чего студенты проводят ранжирование приоритетности предложенных мероприятий и заполняют таблицу №2. На основе таблицы заполненной соответствующей группы экспертов учащиеся производят расчет коэффициента конкордации и строят диаграмму рангов.
Коэффициент конкордации вычисляют следующим образом. Сначала вычисляются суммы рангов по столбцам матрицы:
(Rij = Ri1 + Ri2 + + Rij + + Rim, (1.1)
 
где Ri1 – ранг, присвоенный первым экспертом i-му мероприятию;
Rim – ранг, присвоенный последним m-м экспертом этому же мероприятию.
Средняя по всем мероприятиям сумма рангов вычисляется по формуле
, (1.2)
 где m – число экспертов;
n – число мероприятий.
Отклонение суммы рангов каждого столбца от средней суммы:
. (1.3)
 Далее определяется сумма квадратов отклонений:
. (1.4)
 Коэффициент конкордации определяется по формуле
. (1.5)
 Затем находится статистический критерий (2 с n – 1 степенями свободы:
(2 = m((n – 1)(W. (1.6)
 
Согласованность мнений экспертов считается достаточной в том случае, если (2 ( (20,05, где (20,05 – статистический критерий при пятипроцентном уровне значимости; напр. при 11 – 1 = 10 степенях свободы для пятипроцентного уровня значимости (20,05 = 18,31.
По данным значений (Rij строится диаграмма рангов (рис. 1), которая показывает очередность реализации мероприятий.
Если (2 ( (20,05, то коэффициент конкордации W несущественно отличается от нуля. Это означает, что согласованности мнений экспертов нет и результатами итогового ранжирования пользоваться нельзя. В этом случае делается вывод о необходимости дополнительной экспертизы с привлечением большего числа экспертов и расширения их специализации.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



Рис.1. Диаграмма рангов.
 Оформление отчета
 В пояснительной записке необходимо:
1. Привести расчетные формулы, используемые при планировании природоохранных мероприятий.
2. На основе заданной преподавателем рабочей анкеты подсчитать суммы рангов по столбцам матрицы, коэффициент конкордации и статистический критерий.
3. Сделать вывод о согласованности мнений экспертов.
4. Построить диаграмму рангов, сделать вывод об очередности реализации различных природоохранных мероприятий.
5. Дать определение следующим понятиям:
-рациональное природопользование;
-природоохранное мероприятие;
-экологическое прогнозирование;
-деградация среды
-воспроизводство среды окружающей человека;
-управление охраной окружающей среды;
-оценка экспертная;
-оценка экологическая;
-план по охране природы.
Тема занятия:
«Теория организации сплошного мониторинга лесов заданного района»
Цель практического занятия: ознакомиться с теорией организации сплошного мониторинга лесных экосистем и средствами его реализации; закрепить знания, полученные на лекционных занятиях.

Теоретическая часть
Наиболее распространенными на нашей планете являются лесные экосистемы. Они же наиболее часто повреждаются в результате хозяйственной деятельности человека. Большие площади лесов вырубаются ежегодно при строительстве дорог. Дымовые выбросы автомобилей зачастую являются причиной гибели лесных насаждений вдоль крупных автомагистралей.
Мониторинг - это инструментальный контроль за состоянием живых и неживых объектов, какие-либо изменения которого свидетельствуют о динамике экосистемы под воздействием антропогенного фактора. В зависимости от пространственных параметров рассматриваемых (контролируемых) экосистем следует различать глобальный, региональный и локальный мониторинг. Мониторинг можно осуществлять из космоса или с самолета, но наиболее точные сведения можно получить, обследуя лесной массив силами пеших наблюдателей.

Методика выполнения работы
При сплошном мониторинге состояния лесов в заданном районе основной целью является обнаружение всех видов повреждений деревьев, имеющих место в данном районе. Обнаружение повреждений древесных растений осуществляется в основном методами визуального поиска, поэтому в основу теории организации такого мониторинга положены фундаментальные положения общей теории поиска объектов произвольной природы. Пусть q – вероятность обнаружения искомого объекта за один прием наблюдения, тогда очевидно, что
13 EMBED Equation.3 1415 (1)
где H – площадь поля фиксации наблюдательного средства (например, зрения), G – общая площадь поля наблюдения. Тогда вероятность не обнаружения объекта за один прием наблюдения равна (1-q), а за n приемов (1-q)n. Эта вероятность стремиться к нулю при n стремящемся к бесконечности. Вероятность обнаружения цели в данном случае равна:
13 EMBED Equation.3 1415 (2)
где
· - поисковый потенциал системы мониторинга. Выражение (1) является основным в теории поиска.
13 EMBED Equation.3 1415 (3)
где, v – скорость перемещения наблюдателя по обследуемой территории, км/час;
l – ширина полосы, обследуемой за один прием наблюдения одним наблюдателем, км.;
N – число наблюдателей, шт.;
S – площадь лесов, на которой организуется система сплошного мониторинга их состояния, кв. км.;
Основное уравнение теории поиска имеет следующую особенность: для обеспечения высоких вероятностей обнаружения всех без исключения искомых объектов, в нашем случае это повреждения деревьев, требуются очень большие величины поискового потенциала. Из выражения (2) видно, что числитель его имеет размерность площади, покрываемой системой мониторинга, обозначим ее через 13 EMBED Equation.3 1415. Тогда основное уравнение (1) принимает следующий вид:
13 EMBED Equation.3 1415. (4)
Теперь мы можем определить отношение A/S, соответствующее различным вероятностям обнаружения повреждений древесной растительности.
Для p = 0.99 A/S = 4.6, для p = 0.95 A/S = 3.0, p = 0.9 A/S = 2.3, p = 0.65 A/S = 1.0. Таким образом, для безошибочного обнаружения всех без исключения повреждений растительности, например с вероятностью 99%, требуется многократное (почти пятикратное) обследование территории. Поэтому на практике рекомендуется принимать значение вероятности обнаружения повреждений равное 65-70%, соответствующее полному но однократному обследованию контрольной территории.
Основное уравнение позволяет определить следующие важные для организации мониторинга величины:
- время, необходимое для проведения мониторинга на заданной площади данным числом наблюдателей:
13 EMBED Equation.3 1415 (5)
- совокупную производительность поиска, необходимую для мониторинга заданной территории за данное время:
13 EMBED Equation.3 1415 (6)
- необходимое число наблюдателей с заданной производительностью поиска для проведения мониторинга на заданной территории за данное время:
13 EMBED Equation.3 1415 (7)
- площадь лесов, на которой возможно произвести мониторинг при имеющихся средствах
13 EMBED Equation.3 1415 (8)
Мониторинг лесов может проводиться с помощью различных технических типов средств наблюдения, в этом случае основное уравнение принимает следующий вид:
13 EMBED Equation.3 1415 (9)
где 13 EMBED Equation.3 1415 - поисковый потенциал i-го типа средств наблюдения.
Распределение площади лесов, подлежащей мониторингу между различными типами средств наблюдения целесообразно осуществлять исходя из минимизации совокупного поискового. Используя метод неопределенных множителей Лагранжа можно получить выражение позволяющее определить распределение площадей под мониторинг различными типами средств наблюдений.
13 EMBED Equation.3 1415 (10)
Сопоставляя различные типы средств наблюдений, получим:
13 EMBED Equation.3 1415 (11)
Выражение вместе с условием 13 EMBED Equation.3 1415 позволяет вычислить площади, предназначенные для мониторинга различными типами технических средств наблюдения, минимизирующие совокупный поисковый потенциал.
Распределение площади лесов для контроля различными средствами может быть осуществлено по экономическому критерию минимизации стоимости проведения мониторинга. В этом случае в выражении величины производительности поиска 13 EMBED Equation.3 1415 (км2/час) должны быть заменены на стоимости использования соответствующих технических средств наблюдения сi (руб/час). В остальном полученные формулы не изменяются.
Контрольное задание
Рассчитать поисковый потенциал пешего наблюдателя, наблюдателя на велосипеде, на дельтапланах, на вертолетах и на самолетах, время необходимое на обследование заданной площади лесного массива каждым из них. Распределить площадь лесов для мониторинга между различными средствами наблюдений исходя из поискового потенциала и затрачиваемыми средствами на его осуществление.
Таблица 1. Площадь обследуемого лесного массива.
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Обследуемая площадь, тыс. га
1278
948
882
269
663
614
615
198
600
335

Таблица 2. Данные о средствах проведения мониторинга.
Наблюдатель
V, км/час
Nшт
l, км
Сi, руб/час

Пеший
3
100
0.06
50

Велосипед
5
80
0,07
60

Легкомоторный
20
10
0.10
250

Вертолетный
50
3
0.30
2700

Самолет
25
1
0.80
5000

Оформление отчета
 В пояснительной записке необходимо:
1. Привести расчетные формулы.
2. На основе произведенных расчетов сделать вывод о наиболее рациональном соотношении различных технических средств осуществления мониторинга лесных экосистемы.
3. Подумать и написать, для чего необходим мониторинг лесных массивов.
4. Дать определение следующим понятиям:
-мониторинг базовый;
-мониторинг глобальный;
-экологическое моделирование;
-биоценоз;
-восстановление леса;
-заказник;
-лесонарушение.









13PAGE 15


13PAGE 141415



32 + 32 = 64
1 + 1 = 2

4 + 32 = 36
1 + 8 = 9

12 + 32 = 44
1 + 2.67= 3.67

Воздух


Топливо


Процесс горения


СО2

H2О

SO2


N2

0



100



номер мероприятия



(Rij min



(Rij max






Приложенные файлы

  • doc 9250594
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий