Контрольная работа по "Экологии"

Атомные электростанции и экологические проблемы, возникающие  при их эксплуатации.

С конца 1960-х  годов начинается бум ядерной  энергетики. В это время возникло, по крайней мере, две иллюзии, связанных  с ядерной энергетикой. Считалось, что энергетические ядерные реакторы достаточно безопасны, а системы слежения и контроля, защитные экраны и обученный персонал гарантируют их безаварийную работу, а также считалось, что ядерная энергетика является «экологически чистой», т.к. обеспечивает снижение выброса парниковых газов при замещении энергетических установок, работающих на ископаемом топливе. Иллюзия о безопасности ядерной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании, США и СССР, апофеозом которых стала катастрофа на чернобыльской АЭС.

Катастрофа  в Чернобыле показала, что потери при аварии на ядерном энергетическом реакторе в несколько раз превышают  потери при аварии на энергетической установке такой же мощности, использующей ископаемое топливо. В эпицентре  аварии уровень загрязнения был настолько высок, что население ряда районов пришлось эвакуировать, а почвы, поверхностные воды, растительный покров оказались радиоактивно зараженными на многие десятилетия. При этом в отношении чернобыльского выброса многое остается неизвестным, и риск здоровью населения от аварийных выбросов этой АЭС существенно занижен, т.к. в большинстве стран СНГ отсутствует хорошая медицинская статистика. Рядом исследователей США было установлено, что с мая по август 1986 года, наблюдался значительный рост общего числа смертей среди населения, высокая младенческая смертность, а также пониженная рождаемость, связанные с высокой концентрацией радиоактивного йода-131 из чернобыльского облака, накрывшего США. 

За четыре летних месяца возросло количество смертей от пневмонии, разных видов инфекционных заболеваний, СПИДа по сравнению со средним числом смертей за этот период в 1983-1985 годах. Все это с высокой статистически достоверной вероятностью связано с поражением иммунной системы чернобыльскими выбросами. Однако опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в результате работы ядерных реакторов. Эти радиоактивные частицы вместе с водой, пылью, пищей и воздухом попадают в организмы людей, животных, вызывая раковые заболевания, дефекты при рождении, снижение уровня иммунной системы и увеличивают общую заболеваемость населения, проживающего вокруг ядерных установок. Нельзя не упомянуть и проблему другого бета-излучателя, образующегося при всякой нормальной работе АЭС, трития, или радиоактивного водорода. Доказано, что он легко связывается с протоплазмой живых клеток и тысячекратно накапливается в пищевых цепочках. Кроме того, надо добавить загрязнение тритием грунтовых вод практически вокруг всех АЭС. Ничего хорошего от замещения части молекул воды в живых организмах тритием ждать не приходиться. Когда тритий распадается (период полураспада 12,3 года), он превращается в гелий и испускает сильное бета-излучение. Эта трансмутация особенно опасна для живых организмов, так как может поражать генетический аппарат клеток. Наконец, важнейшей причиной экологической опасности ядерной энергетики и ядерной промышленности в целом является проблема радиоактивных отходов, которая так и остается нерешенной. На 424 гражданских ядерных энергетических реакторах, работающих во всем мире, ежегодно образуется большое количество низко-, средне- и высокорадиоактивных отходов. К этой проблеме отходов прямо примыкает проблема вывода выработавших свой ресурс реакторов.  
Радиоактивное загрязнение сопровождает все звенья сложного хозяйства ядерной энергетики: добычу и переработку урана, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. Это делает атомную энергетику экологически безнадежно грязной. С каждым десятилетием открываются все новые опасности, связанные с работой АЭС. Есть все основания считать, что и далее будут выявляться новые данные об опасностях, исходящих от АЭС. 

 

 

Основные мероприятия  по защите окружающей среды 

 

Защита окружающей среды – это комплексная проблема, требующая усилий ученых многих специальностей. Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. Это потребует решение целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно - технических достижений. Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать: совершенствования технологических процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровням выбросов примесей и отходов в окружающую среду, экологическую экспертизу всех видов производства и промышленной продукции, замену токсичных отходов на нетоксичные, замену неутилизируемых отходов на утилизируемые, широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.  
В качестве дополнительных средств защиты применяют: аппараты и системы для очистки газовых выбросов, сточных вод от примесей, глушители шума при сбросе газов в атмосферу, виброизоляторы технологического оборудования, экраны для защиты от ЭМП. Эти средства защиты постоянно совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях народного хозяйства. 
Дополнительные средства защиты окружающей среды применяют на транспорте и передвижных энергоустановках. Это – глушители, сажеоловители, нетрализаторы отработавших газов ДВС, глушители шума компрессорных установок и ГТДУ, виброизоляторы рельсового транспорта и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи контрольной  работы

Задача 1

Задание. Определить годовое количество и вес люминесцентных ртутьсодержащих ламп, подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, для условий, представленных в табл.1 .

Разработать мероприятия  по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

                                                                                                        Таблица 1

Исходные данные для расчета

Номер задания	Назначение освещения	Тип ламп	Количество используемых ламп	Срок службы лампы	Число часов работы лампы в году	Вес одной лампы
			n	q	t	т
			шт	час	час	кг
6	Освещение офисных помещений	ЛБ-20	20	15000	3000	0,17

 

Решение

1. Годовое количество люминесцентных ртутьсодержащих  ламп (N), подлежащих замене и утилизации в офисных помещениях или уличном освещении, находится из выражения [6]

                                             ,   шт/год

где       n  -  количество ламп, используемых в офисных помещениях, шт;

             q  -  срок службы лампы, час;

             t   -  число часов работы лампы в году, час.

N= (20/15000)*3000 ≈ 4 шт./год

2. Общий вес ламп (М), подлежащих замене и утилизации, подсчитывается так

                                       , кг

               т -  вес одной лампы, кг

М= 4*0,17= 0,68 кг.

3. Мероприятия по складированию и утилизации отработанных люминесцентных ламп.

 

Правительством  Москвы выпущено распоряжение от 19 мая 2010 г. № 949-РП «Об организации работ по централизованному сбору, транспортировке и переработке отработанных ртутьсодержащих люминесцентных и компактных люминесцентных ламп и оплате этих работ». Предприятием «ЭКОТРОМ» разработана и согласована с ТУ Роспотребнадзора по г. Москве «Инструкция о порядке сбора, накопления и передаче на утилизацию вышедших из употребления ртутьсодержащих энергосберегающих компактных люминесцентных ламп».

Так как компактные люминесцентные лампы более хрупкие, чем обычные трубчатые, то для их сбора рекомендуются легко переносимые небольшие контейнеры с полиэтиленовым вкладышем, обеспечивающим герметичность упаковки. На каждом пункте сбора необходимо иметь контейнер для целых ламп, контейнер для поврежденных ламп и демеркуризационный комплект для устранения возможных ртутных загрязнений, снабженный подробной инструкцией согласованной с Роспотребнадзором. По нашим оценкам для оснащения на первом этапе имеющихся пунктов приема люминесцентных ламп в ДЭЗах (управляющих компаниях) и предполагаемых пунктов шаговой доступности в магазинах электротоваров и бытовой техники г. Москвы потребуется 7-7,5 тыс. оборотных контейнеров и 1750 демеркуризационных комплектов. НПП «ЭКОТРОМ» имеет возможность поставить контейнеры и комплекты в организованные пункты приема. 

Транспортные  контейнеры и демеркуризационный комплект,  
выпускаемые предприятием ООО «НПП «ЭКОТРОМ».  
Характеристики транспортного контейнера: диаметр 350 мм,  
высота 500 мм, вес 3,5-4 кг, цветная маркировочная этикетка  
с правилами сбора, полиэтиленовый вкладыш (мешок).

Логистика доставки люминесцентных ламп на утилизацию от предприятий, организаций и из жилищного  комплекса Москвы достаточно хорошо отлажена. Более сложное – это изменить отношение основной массы населения к необходимости сдавать энергосберегающие компактные люминесцентные лампы на утилизацию.

Задача 2

 

Задание. Определить годовое количество  загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу,  при движении автомобилей по  дорогам. В качестве загрязняющих веществ принять угарный газ (СО), углеводороды (несгоревшее топливо  СН), окислы азота (NO_х), сажу (С) и сернистый газ (SO₂).

Исходные данные для  расчета принять в соответствии с табл. 2 и табл. 3

Таблица 2

Исходные данные для  расчета

Номер задания	Марка автомобиля	Тип двигателя внутреннего сгорания (ДВС)	Число дней работы в году		Суточный пробег автомобиля
			Холодный период ( Х)	Теплый период (Т)
					L
			дн	дн	км
6	Газель Газ3221	Д	250	120	150

 

Примечание:   Б, Д – бензиновый и дизельный двигатели соответственно

 

Таблица 3                                                             

Пробеговые выбросы загрязняющих  веществ грузовыми

автомобилями отечественного производства

Тип автомобиля	Тип ДВС	Удельные выбросы загрязняющих веществ  ,   г/км
		СО		СН		NOх		C		SO2
		Т	Х	Т	Х	Т	Х	Т	Х	Т	Х
Газель	Д	2,3	2,8	0,6	0,7	2,2	2,2	0,15	0,20	0,33	0,41

 

Примечание:    Т,  Х- теплый и холодный периоды года соответственно.

                 Б, Д – бензиновый и дизельный двигатели соответственно

 

Решение

Годовое  количество  загрязняющих веществ при движении автомобилей  по  дорогам рассчитывается отдельно для каждого наименования (СО, СН, NO_х, С и SO₂) по формуле [8]

где   – пробеговые  выбросы загрязняющих веществ при движении автомобилей в теплый  и холодный периоды года, г/км.

L   –   суточный пробег автомобиля, км;

– количество рабочих дней в году в теплый и холодный периоды года соответственно, дн.

 

М_СО = (2,3*120+2,8*250)*150*10^-6 = 146400*10^-6 = 0,1464 т/год

М_СН = (0,6*120+0,7*250)*150*10^-6 = 37050*10^-6 = 0,037 т/год

М_NOx = (2,2*120+2,2*250)*150*10^-6 = 122100*10^-6 = 0,1221 т/год

Мс= (0,15 *120+0,2*250)*150*10^-6 = 10200*10^-6 = 0,0102 т/год

M_SO2 = (0,33*120+0,41*250)*150*10^-6 = 21315*10^-6 = 0,021315 т/год

 

 

 

Задача 3

 

Задание. Определить годовое количество пыли, выбрасываемой в атмосферу  при погрузке горной породы в автосамосвал  БеЛАЗ 548.

Исходные данные для  расчета принять в соответствии с табл. 4, 5, 6, 7

 

Таблица 4

Исходные данные для  расчета

Номер задания	Влажность горной массы	Скорость ветра в районе работ	Высота разгрузки горной массы	Часовая производительность	Время смены	Число смен в сутки	Количество рабочих дней в году
	φ	V	Н	Q
	%	м/с	м	т/ч	час	шт	дн
6	6,8	4,3	1	1200	8	3	230