Тепловые машины и охрана окружающей среды
Тепловые двигатели и экология
Дополнительный материал к уроку
Тепловые двигатели и экология.
Непрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, возрастание потребления угля, нефти и газа в промышленности и на бытовые нужды увеличивает возможности удовлетворения жизненных потребностей человека. Однако в настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах химического топлива настолько велико, что все более сложной проблемой становится охрана природы от вредного влияния продуктов сгорания. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду“связано с действием различных факторов.
Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. В атмосфере Земли в настоящее время содержится около 2600 млрд. тонн углекислого газа (около 0,033%). До периода бурного развития энергетики и транспорта количество углекислого газа, поглощаемого из атмосферы при фотосинтезе растениями и растворяемого в океане, было равно количеству углекислого газа, выделяемого при дыхании и гниении. В последние десятилетия этот баланс все в большей степени стал нарушаться. В настоящее время за счет сжигания угля, нефти, и газа в атмосферу Земли ежегодно поступает дополнительно около 20 млрд. тонн углекислого газа. Это приводит к повышению концентрации углекислого газа в атмосфере Земли. Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излучение. Поэтому увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере изменяет прозрачность. Дальнейшее существенное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к повышению ее температуры («парниковый эффект»). Производство электрической и механической энергии не может быть осуществимо без отвода в окружающую среду количества теплоты, что приводит к повышению температуры на Земле и создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.
В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Особенно существенно это загрязнение в крупных городах и промышленных центрах. Более половины всех загрязнений атмосферы создает транспорт. Кроме оксида углерода и соединений азота, автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2-3 млн. тонн свинца.
Все более широкое применение в современном транспорте получают газотурбинные двигатели. Газотурбинная установка состоит из воздушного компрессора 1, камер сгорания 2 и газовой турбины 3 (рис. 119). Компрессор состоит из ротора, укрепленного на одной оси с турбиной, и неподвижного направляющего аппарата.
При работе турбины ротор компрессора вращается. Лопатки ротора имеют такую форму, что при их вращении давление перед компрессором понижается, а за ним повышается. Воздух засасывается в компрессор, несколько ступеней лопаток компрессора обеспечивают повышение давления воздуха в 5-7 раз.
Процесс сжатия протекает адиабатно, поэтому температура воздуха повышается до температуры 200 °С и более.
При горении топлива воздух, служащий рабочим телом, получает некоторое количество тепла и нагревается до температуры °С. Нагревание воздуха происходит при постоянном давлении, поэтому воздух расширяется, и скорость его движения увеличивается.
Движущийся с большой скоростью воздух и продукты горения направляются в турбину. Переходя от ступени к ступени, они отдают свою кинетическую энергию лопаткам турбины. Часть полученной турбиной энергии расходуется на вращение компрессора, а остальная используется для вращения винта самолета, винта морского корабля или колес автомобиля.
Вместо вращения винта самолета, теплохода или ротора электрогенератора газовая турбина может быть использована как реактивный двигатель. Воздух и продукты горения выбрасываются из газовой турбины с большой скоростью. Реактивная сила тяги, возникшая при этом, может быть использована для движения самолета, теплохода или железнодорожного транспорта.
Основное отличие реактивного двигателя заключается в том, что газовая турбина используется лишь для приведения в действие воздушного компрессора и отнимает небольшую часть струи, выходящей из камеры сгорания. В результате газовая струя имеет на выходе из турбины высокую скорость и создаёт реактивную силу тяги.
Турбореактивными двигателями оборудованы известные всему миру самолеты ИЛ-62, ТУ-154.
История создания паровой машины представляет огромный интерес. Эта машина, с одной стороны, произвела подлинную революцию в развитии производства, с другой в работе над этим великим изобретением впервые проявилось единство теории и практики науки и производства. Так, в 1769 г. лаборант университета в Глазго Дж. Уатт () изобрел паровую машину. Продолжая работать над ее усовершенствованием, он в 1784 г. создал паровую машину двойного действия, в которой пар, расширяясь, оказывал давление то на одну, то на другую сторону поршня. Это была подлинно универсальная машина, применяемая в самых различных областях производства, а впоследствии с некоторыми усовершенствованиями и на транспорте.
В России изобретателем паровой машины стал Иван Иванович Ползунов. Постройка его машины была закончена в августе 1766 г. Она имела высоту 11 м, ёмкость котла 7 м3, высоту цилиндров 2,8 м, мощность 29 кВт. В отличие от предшествующих машин, работающих рывками и выполнявших только роль водоподъёмных насосов, машина Ползунова создавала непрерывное усилие и была первой машиной, которую можно было применить для приведения в движение любых заводских механизмов. Первые паровозы перемещались благодаря созданию паровой машины, а точнее, паровых котлов.
Внедрение паровых котлов и машин в производство имело не толы несомненные достоинства, но и недостатки. Неполадки в котлах приводили к их частым взрывам и человеческим жертвам. Несомненно, это тормозило развитие отрасли, но процесс развития продолжался.
Знаменательной вехой в развитии паровых машин является 1770 года, когда французский инженер Ж. Кюньо построил первую самодвижущую тележку (лафет) для перевозки тяжелых орудий. Она приводилась в движение за счет энергии пара. Конечно, она была несовершенна и громоздка, w, КПД был очень мал.
Далее паровые котлы стали устанавливать на дилижансах для перевозки грузов и пассажиров. Трагедии, которые случались при эксплуатации дилижансов и паровых автомобилей, тормозили внедрение паровых маши* но остановить развитие паровых машин уже было нельзя. Паровые маши” не могли развивать скорости более 10 км/ч.
Логическим продолжением развития паровых котлов явилось создание в 1803 году первого паровоза. Его построил англичанин Ричард Тревитик. Первая модель была неудачна, так как на конной чугунной дороге паровоз ломал рельсы.
Вторая модель уже развивала скорость до 30 км/ч. Но и эта модель лишь применялась для демонстрации перевозок. Широкого применения эти модели не получили прежде всего из-за непонимания большинством промышленников выгоды от этих устройств. Господствовало убеждение, что |паровоз не сможет тянуть состав, вес которого больше веса паровоза. Перелом в развитии железнодорожного транспорта наступил в 1823 году, когда английский инженер Джордж Стефенсон построил первый паровозостроительный завод. Лучшие модели паровозов Стефенсона развивали скорость до 50 км/ч. В России первый паровоз изобрели и построили в 1834 г. мастера Черепановы.
Ефим Алексеевич Черепанов () Мирон Ефимович Черепанов ()
Русские самоучки успешно переняли там передовой технический опыт, изучали технические новинки. Полученный опыт и природный талант позволили Черепановым изготовить более 20 оригинальных паровых ламп разной мощностью, создать уникальные станки – токарный, винторезный и другие.
Но самым замечательным делом Ефима Алексеевича и Мирона Ефимовича Черепановых стало строительство первой отечественной железной дороги и самых первых в мире паровозов.
Лишь ближе к середине XX века на смену паровозам стали приходить тепловозы и электровозы.
Сейчас созданы и более совершенные и экономичные модели тепловозов и электровозов.
«Тепловые двигатели и проблемы экологии».
«Энергетический кризис», понимаемый как нехватка энергии для развития производства, считается сегодня одной из самых острых проблем цивилизации. Но как согласовать энергетический кризис с законом сохранения энергии: ведь если энергия сохраняется, как ее может не хватать?
Ответ таков: проблема состоит не просто в нехватке энергии, а в нехватке энергии, пригодной для преобразования в механическую энергию.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Вторая, не менее серьезная проблема, стоящая перед человечеством — это «экологический кризис». Огромные масштабы преобразования энергии уже начали оказывать «планетарное» воздействие на климат Земли и состав атмосферы.
Тепловые машины широко используют на производстве и в быту. По железнодорожным магистралям водят составы мощные тепловозы, по водным путям – теплоходы. Миллионы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания перевозят грузы и пассажиров. Поршневыми, турбовинтовыми и турбореактивными двигателями снабжены самолеты и вертолеты. С помощью ракетных двигателей осуществляются запуски искусственных спутников, космических кораблей и станций. Двигатели внутреннего сгорания являются основой механизации производственных процессов в сельском хозяйстве. Их устанавливают на тракторах, комбайнах, самоходных шасси, насосных станциях.
КАК ВЛИЯЮТ ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ?
При работе тепловых двигателей в качестве холодильника используется окружающая среда (атмосферный воздух и вода открытых водоемов), в результате чего происходит повышение температуры окружающей среды, называемое «тепловым загрязнением».
Этот эффект усиливается тем, что при сгорании огромного количества топлива повышается концентрация углекислого газа в земной атмосфере. А при большой концентрации углекислого газа атмосфера плохо пропускает тепловое излучение нагретой Солнцем поверхности Земли, что приводит к «парниковому эффекту». В результате описанных процессов средняя температура на Земле в течение последних десятилетий неуклонно повышается. Это грозит глобальным потеплением с нежелательными последствиями, к числу которых относятся таяние ледников и подъем уровня мирового океана.
Кроме того, при сжигании топлива в тепловых двигателях расходуется атмосферный кислород (в наиболее развитых странах тепловые двигатели уже сегодня потребляют больше кислорода, чем вырабатывается всеми растениями, растущими в этих странах) и образуется много вредных веществ, загрязняющих атмосферу.
Тепловые машины не только сжигают кислород, но и выбрасывают в атмосферу эквивалентные количества оксида углерода (углекислого газа). Сгорание топлива в топках промышленных предприятий и тепловых электростанций почти никогда не бывает полным, поэтому происходит загрязнение воздуха золой, хлопьями сажи. Во всем мире обычные энергетические установки выбрасывают в атмосферу ежегодно более 200 млн. т золы и более 60 млн. т оксида серы.
Кроме промышленности, воздух загрязняют и различные виды транспорта, прежде всего автомобильный. Жители больших городов задыхаются от выхлопных газов автомобильных двигателей.
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Во всех странах мира с развитой промышленностью ведутся работы, направленные на снижение и ликвидацию последствий загрязнения воздуха. Основные усилия направлены на предупреждение выбросов загрязнений в атмосферу. На всех действующих и новых теплоцентралях и тепловых электростанциях устанавливают газоочистное и пылеулавливающее оборудование. Предпринимаются меры по рациональному размещению тепловых электростанций.
Интенсивные работы ведутся по снижению загрязнения воздуха выхлопными газами автомобильных двигателей. Наиболее перспективными считаются электромобили и автомобили с двигателями, работающими на водороде. Продуктом сгорания в водородном двигателе является обычная вода.
Чтобы уменьшить негативные последствия работы тепловых двигателей, действуют в двух направлениях: с одной стороны, совершенствуют эти двигатели, повышая их КПД и уменьшая выброс вредных веществ, с другой стороны — используют энергосберегающие технологии.
В странах, где эти технологии разрабатываются и применяются, потребление энергии на производство той же самой продукции в несколько раз ниже, чем в странах, которые только сейчас начинают уделять внимание энергосберегающим технологиям.
Тепловые машины и охрана окружающей среды
Использование энергии топлива для превращения её в механическую. Изучение рабочего цикла в двигателе внутреннего сгорания. Возможность глобальной экологической катастрофы, связанной с применением тепловых машин. Выделение в атмосферу углекислого газа.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.03.2017 |
| Размер файла | 13,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Сообщение по физике
Тепловые машины и охрана окружающей среды
Коротко говоря, тепловые машины преобразуют теплоту в работу или, наоборот, работу в теплоту.
1. Тепловые двигатели преобразуют теплоту, поступающую от внешнего источника, в механическую работу.
2. Холодильные машины передают тепло от менее нагретого тела к более нагретому за счёт механической работы внешнего источника.
Ещё в давние времена люди старались использовать энергию топлива для превращения её в механическую. В 17 в. был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы был усовершенствован, но идея осталась той же. Во всех двигателях энергия топлива переходит сначала в энергию газа или пара, а газ (пар) расширяясь, совершает работу и охлаждается, а часть его внутренней энергии при этом превращается в механическую энергию. К сожалению, коэффициент полезного действия не высок.
К тепловым двигателям относятся: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Их топливом является твёрдое и жидкое топливо, солнечная и атомная энергии.
Двигатель внутреннего сгорания.
В наше время чаще встречается автомобильный транспорт, который работает на тепловом двигателе внутреннего сгорания, работающем на жидком топливе. Рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, за четыре такта. Поэтому такой двигатель и называется четырёхтактным. Цикл двигателя состоит из следующих четырёх тактов: 1. впуск, 2. сжатие, 3. рабочий ход, 4. выпуск.
Для усиления мощности и лучшей системы обеспеченности равномерности вращения вала, используют 4,8 и более цилиндровых двигателей. Особенно мощные двигатели на теплоходах, тепловозах и др.
В современной технике так же широко применяют и другой тип теплового двигателя. В нём пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Такие двигатели называют турбинами.
В современных турбинах, для увеличения мощности применяют не один, а несколько дисков, насажанных на общий вал. Турбины применяют на тепловых электростанциях и на кораблях.
Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферного воздуха, поэтому содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается. Если в России пока количество кислорода, производимого лесами, превышает количество кислорода, потребляемого промышленностью, то, например, в США леса восстанавливают лишь 60 % используемого промышленностью кислорода.
Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. За последние 30 лет содержание углекислого газа в атмосфере Земли увеличилось на 7 %.
Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излучение. Поэтому увеличение содержания углекислого газа в атмосфере изменяет ее прозрачность. Инфракрасное излучение, испускаемое земной поверхностью, все в большей мере поглощается в атмосфере. Дальнейшее существенное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к повышению температуры.
В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Особенно существенно это загрязнение в крупных городах и промышленных центрах.
Более половины всех загрязнений атмосферы создает транспорт. Кроме оксида углерода и соединений азота, автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2-3 млн. тонн свинца. Соединения свинца добавляют в автомобильный бензин для предотвращения детонации топлива в двигателе, т.е. слишком быстрого сгорания топлива.
Возможность глобальной экологической катастрофы, связанной с применением тепловых машин, не исключается учеными разных стран.
экологический катастрофа тепловой машина
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Изучение принципа действия двигателя внутреннего сгорания. Характеристика процессов, происходящих в тепловом двигателе. Определение количества выхлопных газов и вредных выбросов в атмосферу. Исследование влияния на растительный, животный мир и человека.
презентация [2,2 M], добавлен 20.05.2011
Общая характеристика теплоэнергетики и её выбросов. Воздействие предприятий на атмосферу при использовании твердого, жидкого топлива. Экологические технологии сжигания топлива. Влияние на атмосферу использования природного газа. Охрана окружающей среды.
контрольная работа [28,2 K], добавлен 06.11.2008
Влияние транспорта на окружающую среду. Устройство поршневых двигателей внутреннего сгорания, принцип их работы. Причины загрязнения воздуха отработавшими газами автомобилей. Альтернативные виды топлива. Защита окружающей среды, меры предосторожности.
реферат [27,1 K], добавлен 11.12.2012
Экология, урбанизация, градостроительная экология. Методология и теория городской экологической среды. Рациональное использование и охрана природных ресурсов. Обеспечение экологической и радиационной безопасности. Оценка состояния окружающей среды.
контрольная работа [558,6 K], добавлен 11.05.2014
Проблемы сохранения окружающей среды, включающие технологию рационального природопользования. Реализация принципов экологической безопасности, приоритеты городского развития в данной сфере. Охрана водных ресурсов, атмосферного воздуха, зеленых насаждений.
контрольная работа [41,6 K], добавлен 23.07.2012
статья [77,6 K], добавлен 09.11.2006
Нарушение окружающей природной среды в результате деятельности человека. Изменение климата, загрязнение атмосферы и гидросферы, деградация земельных ресурсов, парниковый эффект. Пути предотвращения глобальной климатической и экологической катастрофы.
реферат [356,6 K], добавлен 08.12.2009
Проектная работа «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды»
Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №90» р.п Чунский
«Тепловые двигатели и
охрана окружающей среды»
Автор:
Жукова Анастасия, 8 «А»
Руководитель:
Фролова
Надежда Михайловна
Учитель физики
Непрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, возрастание потребления угля, нефти и газа в промышленности и на бытовые нужды увеличивает возможности удовлетворения жизненных потребностей человека. Однако в настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах химического топлива настолько велико, что все более сложной проблемой становится охрана природы от вредного влияния продуктов сгорания. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.
Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.
Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. В атмосфере Земли в настоящее время содержится около 2600 млрд. тонн углекислого газа (около 0,033%). До периода бурного развития энергетики и транспорта количество углекислого газа, поглощаемого из атмосферы при фотосинтезе растениями и растворяемого в океане, было равно количеству углекислого газа, выделяемого при дыхании и гниении. В последние десятилетия этот баланс все в большей степени стал нарушаться. В настоящее время за счет сжигания угля, нефти, и газа в атмосферу Земли ежегодно поступает дополнительно около 20 млрд. тонн углекислого газа. Это приводит к повышению концентрации углекислого газа в атмосфере Земли. Молекулы оксида углерода способны поглощать инфракрасное излучение. Поэтому увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере изменяет прозрачность. Дальнейшее существенное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может привести к повышению ее температуры («парниковый эффект»). Производство электрической и механической энергии не может быть осуществимо без отвода в окружающую среду количества теплоты, что приводит к повышению температуры на Земле и создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.
В-третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Особенно существенно это загрязнение в крупных городах и промышленных центрах. Более половины всех загрязнений атмосферы создает транспорт. Кроме оксида углерода и соединений азота, автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу 2-3 млн. тонн свинца.
Цель: исследовать загрязнение окружающей среды от тепловых двигателей.
Узнать, как можно защитить окружающую среду и меры предосторожности.
Выявить на сколько сильное загрязнение окружающей среды и как оно изменилось.
Физические свойства тепловых двигателей и принцип их работы.
Актуальность: актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения. Гипотеза: Убедиться, что тепловые двигатели полезны, но могут причинить и вред, если их эксплуатировать неправильно.
Что такое тепловые двигатели?
1.2 Виды тепловых двигателей
его изобретение было пущено в эксплуатацию летом. [1] Машина действовала на Барнаульском заводе в течение пары месяцев (она перестала использоваться вследствие поломки), а через некоторое время была демонтирована.
Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ).
Первую в мире газовую реверсивную турбину сконструировал русский инженер и изобретатель Павел Дмитриевич Кузьминский в 1887 году. Его 10-ступенчатая турбина работала на парогазовой смеси, получаемой в созданной им же в 1894 году камере сгорания — «газопаророде». [4] Кузьминский применил охлаждение камеры сгорания водой. Вода охлаждала стенки и затем поступала внутрь камеры. Подача воды снижала температуру и в то же время увеличивала массу газов, поступающих в турбину, что должно было повысить эффективность
5
установки. В 1892 году П. Д. Кузьминский испытал турбину и предложил её
военному министерству в качестве двигателя для дирижабля его собственной конструкции. [6] В 1897 году на Петербургском патронном заводе была построена действующая газовая турбина, [7] которую изобретатель готовил к показу на Всемирной выставке в Париже в 1900 году, однако не дожил до неё несколько месяцев.
Первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах. Интересно, что первоначально в качестве идеального топлива он
предлагал каменноугольную пыль — Германия при больших запасах угля не
имела нефти. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; также возникали большие проблемы с подачей пыли в цилиндры.
1.3. История создания теплового двигателя
Появление тепловых двигателей связано с возникновением и развитием промышленного производства в начале XVII в. главным образом в Англии. Копи, в которых добывали руду, нуждались в устройствах для откачки воды. Глубина шахт стала достигать 200 м.
Приходилось держать до пятисот лошадей на одном руднике. Эта чисто практическая задача и стала причиной того, что первым тепловым двигателем стала машина для откачки воды.
7
Двигатель совершал полезную работу. Для практических целей он не годился: слишком уж сложен был технологический цикл его работы (засыпка и поджигание пороха, обливание водой, и это на протяжении всей работы двигателя). Кроме того, применение подобного двигателя было далеко не безопасным. Однако нельзя не усмотреть в первой машине Папена черты современного двигателя внутреннего сгорания.
2.Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды — система мер, направленных на обеспечение благоприятных и безопасных условий среды обитания и жизнедеятельности человека. Важнейшие факторы окружающей среды — атмосферный воздух, воздух жилищ, вода, почва. Охрана окружающей среды предусматривает сохранение и восстановление природных ресурсов с целью предупреждения прямого и косвенного отрицательного воздействия результатов деятельности человека на природу и здоровье людей. В условиях научно-технического прогресса и интенсификации промышленного производства проблемы охраны окружающей среды стали одной из важнейших общегосударственных задач, решение которых неразрывно связано с охраной здоровья людей. Долгие годы процессы ухудшения окружающей среды были обратимыми, т.к. затрагивали лишь ограниченные участки, отдельные районы и не носили глобального характера, поэтому эффективные меры по защите среды обитания человека практически не принимались. В последние же 20—30 лет в различных районах Земли начали появляться необратимые изменения природной среды или возникать опасные явления. В связи с массированным загрязнением окружающей среды вопросы ее охраны из региональных, внутригосударственных выросли в международную, общепланетарную проблему. Все развитые государства определили охрану окружающей среды одним из наиболее важных аспектов борьбы человечества за выживание.
Передовые промышленные страны выработали ряд ключевых организационных и научно-технических мероприятий по охране окружающей среды. Они заключаются в следующем: определение и оценка основных химических, физических и биологических факторов, отрицательно влияющих на здоровье и работоспособность населения, с целью выработки необходимой стратегии снижения отрицательной роли этих факторов; оценка потенциального воздействия токсичных веществ, загрязняющих окружающую среду, для установления необходимых критериев риска в отношении здоровья населения; разработка эффективных программ предупреждения возможных
производственных аварий и мер по снижению вредных последствий аварийных
выбросов на окружающую среду. Кроме того, особое значение в охране окружающей среды приобретает установление степени опасности загрязнения окружающей среды для генофонда, с точки зрения канцерогенности некоторых токсичных веществ, содержащихся в промышленных выбросах и отходах. Для оценки степени риска массовых заболеваний, вызываемых возбудителями, содержащимися в окружающей среде, необходимы систематические эпидемиологические исследования.
При решении вопросов, связанных с охраной окружающей среды, следует учитывать, что человек с самого рождения и в течение всей своей жизни подвергается воздействию различных факторов (контакт с химическими веществами в быту, на производстве, употребление лекарств, попадание в организм химических добавок, содержащихся в пищевых продуктах, и др.). Дополнительное воздействие вредных веществ, поступающих в окружающую среду, в частности с промышленными отходами, может оказать отрицательное воздействие на состояние здоровья людей.
Среди загрязнителей окружающей среды (биологических, физических, химических и радиоактивных) одно из первых мест занимают химические соединения. Известно более 5 млн. химических соединений, из которых свыше 60 тыс. находится в постоянном пользовании. Мировой объем производства химических соединений возрастает за каждые 10 лет в 2,5 раза. Наиболее опасно поступление в окружающую среду хлорорганических соединений пестицидов, полихлорированных бифенилов, полициклических ароматических углеводородов, тяжелых металлов, асбеста.
Самой действенной мерой охраны окружающей среды от этих соединений являются разработка и внедрение безотходных или малоотходных технологических процессов, а также обезвреживание отходов или переработка их для вторичного использования.
Другим важным направлением охраны окружающей среды является изменение подхода к принципам размещения различных производств, замена наиболее вредных и стабильных веществ менее вредными и менее стабильными. Взаимовлияние разных промышленных и с.-х. объектов становится все более существенным, а социальный и экономический урон от аварий, вызванных соседством различных предприятий, может превысить выгоды, связанные с
близостью сырьевой базы или транспортными удобствами. Чтобы задачи
размещения объектов решались оптимально, необходимо сотрудничество
специалистов разного профиля, способных прогнозировать неблагоприятное воздействие разнохарактерных факторов, использовать методы математического моделирования. Довольно часто в связи с метеорологическими условиями загрязняются территории, удаленные от непосредственного источника вредных выбросов.
Во многих странах с конца 70-х гг. появились центры по охране окружающей среды, интегрирующие мировой опыт, исследующие роль ранее неизвестных факторов, наносящих вред окружающей среде и здоровью населения.
Важнейшая роль в осуществлении плановой государственной политики в области охраны окружающей среды принадлежит гигиенической науке. В нашей стране исследования в этой области ведут более 70 учреждений (гигиенических институтов, кафедр коммунальной гигиены медицинских институтов, институтов усовершенствования врачей). Головным по проблеме «Научные основы гигиены окружающей среды» является НИИ общей и коммунальной гигиены им. А.Н. Сысина.
Разработаны и внедрены научные основы регламентирования неблагоприятных факторов окружающей среды, установлены нормативы для многих сотен химических веществ в воздухе рабочей зоны, воде водоемов, атмосферном воздухе населенных мест, почве, пищевых продуктах; установлены допустимые уровни воздействия ряда физических факторов — шума, вибрации, электромагнитного излучения, обоснованы методы и критерии контроля качества окружающей среды по некоторым микробиологическим показателям. Продолжаются исследования по изучению комбинированного и комплексного воздействия вредных веществ, разработка расчетных и экспрессных методов их нормирования.
2.1.Загрязнение окружающей среды
Загрязнение окружающей среды, под которой понимаются также природная среда и биосфера — это повышенное содержание в ней физических, химических или биологических реагентов, не характерных для данной среды, занесенных извне, наличие которых приводит к негативным последствиям.
Ученые уже несколько десятилетий подряд бьют тревогу о близкой
экологической катастрофе. Проведенные исследования в разных областях приводят к выводу, что мы уже сталкиваемся с глобальными изменениями климата и внешней среды под воздействием деятельности человека. Загрязнение океанов из-за утечек нефти и нефтепродуктов, а также мусора дошло до огромных масштабов, что влияет на сокращение популяций многих видов животных и экосистему в целом.
Растущее число машин каждый год приводит к большому выбросу углекислого газа в атмосферу, что, в свою очередь, ведет к осушению земли, обильным осадкам на материках, уменьшению количества кислорода в воздухе. Некоторые страны уже вынуждены привозить воду и даже покупать консервированный воздух, поскольку производство испортило окружающую среду в стране. Многие люди уже осознали опасность и весьма чутко реагируют на негативные изменения в природе и основные экологические проблемы, но мы всё еще воспринимаем возможность катастрофы, как нечто несбыточное и далекое. Так ли это на самом деле или угроза близка и немедленно нужно что-то предпринять — давайте разбираться.
Основные виды загрязнений классифицируют сами источники загрязнения окружающей среды:
В первом случае загрязнители окружающей среды — это деятельность живых организмов или антропогенные факторы. Во втором случае происходит изменение естественного химического состава загрязненной сферы путем добавления в него других химических веществ. В третьем случае меняются физические характеристики окружающей среды. К этим видам загрязнений относятся тепловое, радиационное, шумовое и другие виды излучений. Последний вид загрязнения также связан с деятельностью человека и выбросами отходов в биосферу.
Все виды загрязнений могут присутствовать как отдельно сами по себе, так и перетекать из одного в другой или существовать вместе. Рассмотрим, как они влияют на отдельно взятые области биосферы.
Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы является строгий контроль выбросов вредных веществ. Нужно заменять токсичные исходные продукты на нетоксичные, переходить на замкнутые циклы, совершенствовать методы газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет оптимизация размещения предприятий для уменьшения выбросов транспорта, а также грамотное применение экономических санкций.
Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е годы в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О3. В 1974 году установили, что озон разрушается под действием атомарного хлора. Одним из основных источников хлора, попадающего в атмосферу, являются хлорфторпроизводные углеводородов (фреоны, хладоны), используемые в аэрозольных баллонах, холодильниках и кондиционерах. Разрушение озонового слоя происходит, возможно, не только под действием этих веществ. Тем не менее, были предприняты меры по уменьшению их производства и использования. В 1985 году многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются.
Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в водоёмы, включает установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон, отказ от ядовитых хлорсодержащих пестицидов, уменьшение сбросов промышленных предприятий за счёт применения замкнутых циклов. Снижение опасности загрязнения нефтью возможно путём повышения надёжности танкеров (использование двойного корпуса и прочее).
Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твёрдых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. Если потери вещества, хотя бы теоретически, всё же можно предотвратить, то экологические проблемы энергетики всё равно останутся. Теплового загрязнения нельзя избежать в принципе, а так называемые экологически чистые источники энергии, например ветряные электростанции, всё равно наносят ущерб окружающей среде.
Пока единственным путём существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твёрдых отходов для изготовления строительных материало
Главной целью охраны окружающей среды является в конечном счете установление гармонии между развитием человечества и благоприятным состоянием окружающей среды.
Достижение этой цели в теоретическом аспекте требует ответа на ряд сложных вопросов, таких как:
насколько изменения качества окружающей среды, происходящие под влиянием развития человечества, угрожают физическому существованию самого человечества;
способны ли люди предотвратить наступление экологического кризиса;
что необходимо предпринять, чтобы решить проблему охраны окружающей среды, гарантировать право человека на благоприятную окружающую среду? Природа не признает государственных и административных границ, и усилия одного или нескольких государств не могут предотвратить экологического кризиса и дать ощутимых результатов в данной области. Понимание этих процессов диктует тенденции и принципы охраны окружающей среды.
нередко и хищническое отношение к природе,пренебрежение фундаментальными экологическими законами