- •Техноекологія
- •1. Загальні аспекти техноекології
- •1.1 Історичні відомості про техногенез біосфери
- •Темпи зростання населення планети
- •1.2. Джерела і фактори забруднення навколишнього середовища
- •Екологічних систем
- •Екологічних систем
- •1.3. Екологізація виробництва
- •1.3.1. Раціональне використання природних ресурсів
- •1.3.2. Загальні методи запобігання забрудненню довкілля
- •1.3.3. Біологічні аспекти екологізації виробництва
- •1.3.4. Технічні аспекти екологізації виробництва
- •1.3.5. Технологічні аспекти екологізації виробництва
- •1.3.6. Економічні аспекти екологізації виробництва
- •1.3.7. Моделювання процесів створення екологізованої технології
- •Контрольні запитання
- •2. Нафтогазова промисловість
- •2.1. Географія розташування галузі
- •2.2. Видобування нафти і газу
- •3 ‑ Свердловина для закачування води; 4 – розподільчий резервуар;
- •2.3. Добування нафти з морських родовищ
- •2.4. Транспортування та переробка нафти
- •2.5. Заходи по зменшенню негативного впливу нафто- та газодобувної промисловості на екологічний стан біосфери
- •Склад забруднюючих речовин в стічних водах нпз до і після очищення
- •Контрольні запитання
- •3. Вугільна промисловість
- •3.1. Історична довідка
- •3.2. Видобування вугілля
- •Шахтний спосіб видобування вугілля.
- •3.3. Вплив на довкілля вугільної промисловості та заходи по його зменшенню
- •3.3.1. Вплив вугільної промисловості на природні водні джерела
- •3.3.2. Забруднення повітряного простору
- •3.3.3. Стан земної поверхні в зоні вугільних розробок
- •3.3.4. Техногенні наслідки закриття вугільних шахт
- •3.3.5. Гідроекологічні проблеми закриття шахт
- •3.4. Нові екологічно-безпечні технології добування вугілля
- •Контрольні запитання
- •4. Металургійний комплекс
- •4.1. Чорна металургія
- •4.1.1. Виробництво чавуну
- •4.1.1.1. Заходи боротьби з викидами забруднюючих речовин та відходів доменним виробництвом
- •4.1.2. Виробництво сталі
- •4.1.2.1. Мартенівський спосіб
- •4.1.2.2. Конверторний спосіб
- •4.1.2.3. Заходи боротьби з негативним впливом сталеплавильного виробництва на довкілля
- •4.2. Виробництво кольорових металів
- •4.2.1. Технологічні процеси
- •4.2.2. Вплив кольорової металургії на довкілля
- •4.2.3 Негативний вплив алюмінієвого виробництва на довкілля та заходи по його зменшенню
- •Контрольні запитання
- •5. Енергетика
- •5.1. Основні відомості про енергетику
- •5.2. Теплові електростанції і котельні
- •5.2.1. Особливості процесів вироблення теплоти на малих тес та котельнях
- •5.2.2. Умови утворення забруднюючих речовин в теплоенергетичному процесі
- •Показники забруднення атмосфери тєс, г/кВт.Год
- •5.2.3. Боротьба із забрудненням тес
- •5.3. Атомна енергетика
- •5.4. Гідроелектростанції
- •5.5. Техногенна діяльність з освоєння альтернативних джерел енергії
- •5.5.1. Сонячна енергетика
- •5.5.2. Вітроенергетика
- •5.5.3. Геотермальні енергетичні установки (гтес)
- •5.5.4. Енергія морів і океанів
- •5.5.5. Біоенергія
- •Контрольні запитання
- •6. Машинобудування
- •6.1. Ливарне виробництво
- •6.1.1. Історична довідка
- •6.1.2. Способи виготовлення виливків
- •6.1.3. Вплив ливарного виробництва на довкілля та заходи по його зменшенню
- •6.2. Оброблювальне виробництво
- •Контрольні запитання
- •7. Лісова, деревообробна та целюлозно-паперова промисловості
- •7.1. Лісова та деревообробна промисловості
- •7.1.1. Географія розташування галузі
- •7.2. Целюлозно-паперова промисловість (цпп)
- •7.2.1. Сульфатний процес
- •7.2.2. Сульфітний процес
- •7.3. Викиди шкідливих газів та засоби їх знешкодження
- •7.3.1. Викиди в сульфатному процесі
- •7.3.2. Викиди в сульфітному процесі
- •7.4. Забруднення і очистка водних потоків
- •Характеристика стічних вод за стадіями очищення
- •Контрольні запитання
- •8. Хімічна промисловість
- •8.1. Географія розміщення сировинної бази і виробництва
- •8.2. Технологічний процес
- •8.3. Хімічні комбінати та заходи боротьби з їхнім впливом на водне середовище
- •8.4. Вплив на повітряне середовище та здоров’я людини
- •8.5. Боротьба зі шкідливим впливом на навколишнє середовище підприємств з виготовлення міндобрив
- •8.6. Виробництво пластмас і синтетичних матеріалів
- •Контрольні запитання
- •9. Промисловість будівельних матеріалів
- •9.1. Географія розміщення та основні показники галузі
- •9.2. Технологічні процеси при виготовленні основних виробів
- •9.2.1. Виробництво цементу
- •9.2.2. Силікатні матеріали та вироби
- •9.2.3. Будівельна (керамічна) цегла
- •9.2.4. Черепиця
- •9.2.5. Каналізаційні труби
- •9.2.6. Плитки для підлог
- •9.2.7. Бетонні плити (стовпчики, стояки та ін.)
- •9.3. Характеристика впливу на навколишнє середовище
- •9.4. Заходи боротьби зі шкідливим впливом на довкілля
- •1 ‑ Скрубер; 2 – фільтрпрес; 3 – автоклав; 4 – вакуумний випарний апарат;
- •Контрольні запитання
- •10. Легка промисловість
- •10.1. Географія розташування підприємств легкої промисловості
- •10.1.1. Текстильна промисловість
- •10.1.2. Швейна промисловість
- •10.1.3. Шкіряно-взуттєва промисловість
- •10.2. Виробничий процес
- •10.3. Боротьба із забрудненням навколишнього середовища
- •Класифікація пиловловлювачів за їх ефективністю
- •Органічний склад осадів легкої промисловості, % мас
- •Контрольні запитання
- •11. Переробна промисловість
- •11.1. Характеристика галузі
- •11.2. Історична довідка
- •11.3. Сучасна географія розміщення підприємств харчової галузі
- •Фактичне виробництво та планове завдання з виготовлення основних видів продукції харчової промисловості в 1990 – 2015 рр., тис. Т.
- •11.4. Технологічний процес
- •11.4.1. Технологія хлібопекарного виробництва
- •11.4.2. Технологія цукрового виробництва
- •11.4.3. Технологія крохмального виробництва
- •11.4.4. Кондитерське виробництво. Виробницво шоколаду
- •11.4.5. Технологія спиртового та лікеро-горілчаного виробництва
- •11.5. Характеристика впливу на довкілля
- •11.6. Заходи боротьби зі шкідливим впливом на довкілля. Альтернативні рішення. Утилізація відходів
- •Контрольні запитання
- •12. Транспорт
- •12.1. Рейковий транспорт
- •12.1.1. Залізничний транспорт
- •12.1.2. Міський рейковий транспорт
- •12.1.2.1. Трамвайні лінії
- •1 ‑ Опора; 2 ‑ несучий трос; 3 – контактний трос; 4 – струна
- •12.1.2.2. Метрополітен
- •12.1.2.3. Захист від блукаючих струмів
- •1 ‑ Трубопровід, 2 ‑ рейка; 3 ‑ контактний провід;
- •4 ‑ Катодна зона; 5 ‑ анодна зона
- •1 ‑ Трубопровід, 2 ‑ провідник; 3 – регульований реостат;
- •4 ‑ Амперметр; 5 – запобіжник; 6 – мінусова шина (рейка)
- •12.2. Автомобільний транспорт
- •12.2.1 Загальна характеристика
- •12.2.2. Необхідні ресурси
- •12.2.3. Вплив на довкілля
- •Склад відпрацьованих газів та вміст твердих часток
- •12.3. Водний транспорт
- •12.4. Авіаційний транспорт
- •12.5. Трубопровідний транспорт
- •Контрольні запитання
Техноекологія
Навчальний посібник
ЖДТУ, 2007
Зміст
Вступ………….…………………………………………………... |
3 |
1. Загальні аспекти техноекології.…………………….……… |
6 |
1.1. Історичні відомості про техногенез біосфери...………... |
6 |
1.2. Джерела і фактори забруднення навколишнього середовища.…………………………………..…………………… |
9 |
1.3. Екологізація виробництва……………………………...... |
16 |
1.3.1. Раціональне використання природних ресурсів.…... |
16 |
1.3.2. Загальні методи запобігання забрудненню довкілля |
20 |
1.3.3. Біологічні аспекти екологізації виробництва……… |
23 |
1.3.4. Технічні аспекти екологізації виробництва………... |
24 |
1.3.5. Технологічні аспекти екологізації виробництва…... |
25 |
1.3.6. Економічні аспекти екологізації виробництва…….. |
26 |
1.3.7. Моделювання процесів створення екологізованої технології…………………………………………………………. |
27 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
29 |
2. Нафтогазова промисловість.…………………….………….. |
30 |
2.1. Географія розташування галузі.……………..…………... |
31 |
2.2. Видобування нафти і газу.……………………………….. |
31 |
2.3. Добування нафти з морських родовищ.………………… |
34 |
2.4. Транспортування та переробка нафти…………………... |
37 |
2.5. Заходи по зменшенню негативного впливу нафто- та газодобувної промисловості на екологічний стан біосфери……. |
37 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
42 |
3. Вугільна промисловість.…………………………………….. |
43 |
3.1. Історична довідка.………...……………………………… |
43 |
3.2. Видобування вугілля.……..…………………………….... |
43 |
3.3. Вплив на довкілля вугільної промисловості та заходи по його зменшенню.……………...………………………………. |
47 |
3.3.1. Вплив вугільної промисловості на природні водні джерела.…………………………………………………………… |
47 |
3.3.2. Забруднення повітряного простору………………… |
52 |
3.3.3. Стан земної поверхні в зоні вугільних розробок…... |
56 |
3.3.4. Техногенні наслідки закриття вугільних шахт…….. |
57 |
3.3.5. Гідроекологічні проблеми закриття шахт…………… |
60 |
3.4. Нові екологічно-безпечні технології добування вугілля………………………………………………………......... |
62 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
63 |
4. Металургійний комплекс……….…………………………... |
64 |
4.1. Чорна металургія.………………………………………… |
64 |
4.1.1. Виробництво чавуну……………………………........ |
64 |
4.1.1.1. Заходи боротьби з викидами забруднюючих речовин та відходів доменним виробництвом…………………. |
67 |
4.1.2. Виробництво сталі.…………………………………... |
69 |
4.1.2.1. Мартенівський спосіб…………….…………….. |
70 |
4.1.2.2. Конверторний спосіб……………………………. |
73 |
4.1.2.3. Заходи боротьби з негативним впливом сталеплавильного виробництва на довкілля…………………….. |
76 |
4.2. Виробництво кольорових металів……………………….. |
77 |
4.2.1. Технологічні процеси ………………………..……… |
80 |
4.2.2. Вплив кольорової металургії на довкілля …………. |
82 |
4.2.3. Негативний вплив алюмінієвого виробництва на довкілля та заходи по його зменшенню………………………… |
83 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
86 |
5. Енергетика………….................................................................. |
87 |
5.1. Основні відомості про енергетику.……………………… |
87 |
5.2. Теплові електростанції і котельні ………………………. |
89 |
5.2.1. Особливості процесів вироблення теплоти на малих ТЕС та котельнях.………………………………………… |
91 |
5.2.2. Умови утворення забруднюючих речовин в теплоенергетичному процесі……………………………………. |
92 |
5.2.3. Боротьба із забрудненням ТЕС……………………... |
93 |
5.3. Атомна енергетика.………………………….…………... |
96 |
5.4. Гідроелектростанції.…………….……………………….. |
99 |
5.5. Техногенна діяльність з освоєння альтернативних джерел енергії…………………………………………………….. |
101 |
5.5.1. Сонячна енергетика………………………………….. |
101 |
5.5.2. Вітроенергетика……………………………………… |
105 |
5.5.3. Геотермальні енергетичні установки (ГТЕУ)……… |
106 |
5.5.4. Енергія морів та океанів…………………………….. |
108 |
5.5.5. Біоенергія…………………………………………….. |
109 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
110 |
6. Машинобудування.……………….………………………….. |
111 |
6.1. Ливарне виробництво.……………………………............ |
111 |
6.1.1. Історична довідка……………………………………. |
111 |
6.1.2. Способи виготовлення виливків……………………. |
112 |
6.1.3. Вплив ливарного виробництва на довкілля та заходи по його зменшенню……………………………………… |
114 |
6.2. Оброблювальне виробництво …………………………... |
116 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
118 |
|
|
7. Лісова, деревообробна та целюлозно-паперова промисловості.…………………………………………………... |
119 |
7.1. Лісова та деревообробна промисловості.………………. |
119 |
7.1.1. Географія розташування галузі.…………………….. |
119 |
7.2. целюлозно-паперова промисловість (ЦПП)…………… |
120 |
7.2.1. Сульфатний процес.…………………………………. |
122 |
7.2.2. Сульфітний процес.…………………………….......... |
124 |
7.3. Викиди шкідливих газів та засоби їх знешкодження….. |
127 |
7.3.1. Викиди в сульфатному процесі.…………………….. |
127 |
7.3.2. Викиди в сульфітному процесі……………………… |
128 |
7.4. Забруднення і очистка водних потоків…………………. |
130 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
131 |
8. Хімічна промисловість.………………………….................... |
132 |
8.1. Географія розміщення сировинної бази і виробництва... |
132 |
8.2. Технологічний процес.…………………………............... |
134 |
8.3. Хімічні комбінати та заходи боротьби з їхнім впливом на водне середовище…………………..………………………… |
135 |
8.4. Вплив на повітряне середовище та здоров’я людини…. |
136 |
8.5. Боротьба зі шкідливим впливом на навколишнє середовище підприємств з виготовлення міндобрив………....... |
137 |
8.6. Виробництво пластмас і синтетичних матеріалів……… |
138 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
138 |
9. Промисловість будівельних матеріалів.…………………... |
139 |
9.1. Географія розміщення та основні показники галузі.…... |
139 |
9.2. Технологічні процеси при виготовленні основних виробів.……………………………………………………………. |
141 |
9.2.1. Виробництво цементу……………………………….. |
141 |
9.2.2. Силікатні матеріали та вироби……………………… |
146 |
9.2.3. Будівельна (керамічна) цегла……………………….. |
148 |
9.2.4. Черепиця……………………………………………… |
150 |
9.2.5. Каналізаційні труби………………………………….. |
150 |
9.2.6. Плитки для підлог……………………………………. |
151 |
9.2.7. Бетонні плити (стовпчики, стояки та ін.)…………... |
152 |
9.3. Характеристика впливу на навколишнє середовище….. |
152 |
9.4. заходи боротьби зі шкідливим впливом на довкілля.…. |
154 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
160 |
10. Легка промисловість.……………………………................. |
161 |
10.1. Географія розташування підприємств легкої промисловості.…………….……………………………………… |
162 |
10.1.1. Текстильна промисловість…………………………. |
162 |
10.1.2. швейна промисловість…………………………….. |
163 |
10.1.3. Шкіряно-взуттєва промисловість…………………. |
164 |
10.2. Виробничий процес.……………………………………. |
165 |
10.3. Боротьба із забрудненням навколишнього середовища |
168 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
170 |
11. Переробна промисловість………………………………….. |
171 |
11.1. Характеристика галузі………………………………….. |
171 |
11.2. Історична довідка……………………………………….. |
172 |
11.3. Сучасна географія розміщення підприємств харчової галузі………………………………………………………………. |
174 |
11.4. Технологічний процес………………………………….. |
176 |
11.4.1. Технологія хлібопекарного виробництва…………. |
176 |
11.4.2. Технологія цукрового виробництва……………….. |
178 |
11.4.3. Технологія крохмального виробництва…………... |
181 |
11.4.4. Кондитерське виробництво. Виробництво шоколаду………………………………………………………….. |
182 |
11.4.5. Технологія спиртового та лікеро-горілчаного виробництва………………………………………………………. |
184 |
11.5. Характеристика впливу на довкілля…………………… |
186 |
11.6. Заходи боротьби зі шкідливим впливом на довкілля. Альтернативні рішення. Утилізація відходів…. |
188 |
Контрольні запитання……………………………………………. |
189 |
12. Транспорт……………………………………………………. |
190 |
12.1. Рейковий транспорт…………………………………….. |
190 |
12.1.1. Залізничний транспорт……………………………... |
190 |
12.1.2. Міський рейковий транспорт……………………… |
193 |
12.1.2.1. Трамвайні лінії………………………………..... |
193 |
12.1.2.2. Метрополітен…………………………………… |
195 |
12.1.2.3. Захист від блукаючих струмів………………… |
195 |
12.2. Автомобільний транспорт……………………………… |
198 |
12.2.1. Загальна характеристика…………………………... |
198 |
12.2.2. Необхідні ресурси………………………………….. |
200 |
12.2.3. Вплив на довкілля………………………………….. |
201 |
12.3. Водний транспорт………………………………………. |
204 |
12.4. Авіаційний транспорт…………………………………... |
209 |
12.5. Трубопровідний транспорт…………………………….. |
211 |
Контрольні запитання……………………………………….…… |
213 |
Вступ
Будь-яке суспільство не в змозі розвиватись без споживання продукції промисловості, сільського господарства, теплової і електричної енергії. Для задоволення цих потреб людство організовує господарську діяльність, основою якої є виробництво. Хоча в різних суспільствах напрямок діяльності може бути різним, але завжди виникають протиріччя між людиною і природою, між виробництвом та природними екологічними системами. Мова може йти лише про глибину цих протиріч і про різні можливості їх розв’язання.
Ніяке суспільне і технічне удосконалення не може забезпечити життєдіяльності людини всупереч законам природи. Навіть навчившись жити під водою чи виходити в космос, людина в будь якому випадку залишається біологічним видом, існування якого нерозривно пов’язано з конкретними факторами довкілля і передовсім з якістю води, складом їжі, шумом, радіоактивним опроміненням, впливом магнітних полів та багатьма іншими факторами.
Ступінь відповідності природних умов потребам людей, а також інших живих організмів називається якістю навколишнього середовища. Вимоги живих організмів до якості навколишнього середовища формувались тисячоліттями в ході еволюційного розвитку. Відхилення якості середовища від необхідних живому організму норм можуть порушити обмін речовин і, зрештою, зумовити несумісність цих порушень з життям організму. За критерії якості середовища приймають високу біологічну продуктивність популяцій, оптимальні співвідношення видів і біомас популяцій. З огляду на це неможливо охороняти природу і користуватися нею, не знаючи законів її будови, існування і розвитку. Людина повинна знати гранично допустимі навантаження на природні системи в умовах тропічної, помірної і полярної зон, які може собі дозволити суспільство, щоб не зруйнувати їх.
В умовах промислових підприємств виникають своєрідні режими шуму, світла, температури та інших екологічних факторів. Стають все складними і багатогранними взаємовідносини людини і машини. Наука про взаємодію людини і машини називається ергономікою. Вона вивчає також екологічність цих взаємодій і тому має тісний зв’язок з екологією.
Задачі техноекології як науки є багатогранними і включають:
дослідження закономірностей організації життя з урахуванням антропогенного впливу на природні системи і біосферу в цілому;
прогнозування змін природи під впливом діяльності людини та управління цими змінами;
створення наукової основи раціонального використання природних ресурсів та збереження середовища проживання людини;
відновлення зруйнованих природних систем (рекультивація земель, відновлення продуктивності водоймищ, пасовищ, родючості ґрунтів тощо);
консервація еталонних ділянок біосфери;
регулювання чисельності популяцій;
обґрунтування та розробка заходів використання нехімічних засобів боротьби з шкідливими видами;
перехід від промислу до господарства;
індексація забруднених природних систем.
у діяльності спеціаліста промислового підприємства, проектно-конструктивного підрозділу екологічні задачі мають бути більш вузькими і зводитись головним чином до наступних:
1. оптимізація проектно-конструкційних, технологічних і інженерних рішень виходячи із мінімальної шкоди навколишньому середовищу і здоров’ю людини.
2. Своєчасне вивчення і корегування технологічних процесів, що загрожують здоров’ю людини, завдають збитків довкіллю і негативно впливають на антропогенні й природні екологічні системи.
3. прогноз і оцінка можливих негативних наслідків роботи підприємства для навколишнього середовища, людини, тварин і рослинного світу.
Техногенез призводить до значних змін в різноманітних ланцюгах природи. Нині вже з’явились незворотні і досить грізні процеси в природі, які призводять до великих негативних наслідків, наприклад зменшення озонового шару, глобальне потепління на планеті тощо.
У зв’язку із значним зростанням чисельності населення нашої планети відповідно зростають і його потреби, причому вищими темпами внаслідок розширення асортименту, кількісного та якісного зростання благ. Задовільнити ці потреби можна тільки за рахунок виробництва, а це неможливо без використання природи і її різноманітних ресурсів. Щорічно людство вилучає з природного середовища десятки млрд. т корисних копалин (вугілля, руди, нафта, газ, будівельні матеріали та інш.), використовує водні, лісові і земельні ресурси, кисень і інші газоподібні сполуки атмосферної оболонки, значна частина яких не відновлюється.
З розвитком виробництва стає очевидною обмеженість природних ресурсів, особливо, в місцях їх традиційного використання. Це неминуче обумовлює необхідність видобування багатьох з них в необжитих віддалених від компактного мешкання населення місцях, з шельфів морів і океанів, пошуку шляхів заміни альтернативними видами сировини.
Природні ресурси можуть витрачатись внаслідок застосування недосконалих технологій виробництва, що веде до скиду корисної сировини у відвали, шламосховища, терикони і стічні води.
Але найбільший негативний вплив на навколишнє середовище і, в тому числі, на природні ресурси здійснюють викиди забруднюючих речовин, які в багатьох регіонах сягають критичних рівнів по відношенню до стійкості екологічних систем і здоров’я людини. Тому перед суспільством виникла проблема об’єктивного врахування впливу виробництва на навколишнє середовище. На жаль, в дійсності негативний вплив виробництва на довкілля практично ігнорується – спостерігається широкомасштабне руйнування і інтенсивне забруднення природних екосистем, що несе загрозу не тільки природі, але й самому суспільству.
Перед людством гостро постає завдання раціонального природокористування, яке дозволить задовільнити життєві потреби людини в поєднанні з охороною і відтворенням навколишнього середовища.
З цих позицій дисципліна «техноекологія», яка вивчає прийоми та засоби досягнення розумного екологічного компромісу між людиною, тобто виробництвом і природою, несе відповідальність за раціональний розвиток науки і техніки, які повинні бути спрямовані в екологічному напрямку.