Контрольная работа по "Экологии"

 

51. Проанализируйте альтернативные решения, предполагающие использование ветровой и гидроэнергии.

Использование энергии  из возобновляемых источников имеет ряд преимуществ перед традиционной энергетикой: запасы этой энергии неисчерпаемы; ее использование является экологически чистым и безопасным; ее масштабное использование укрепит энергетическую безопасность государства; сам факт ее развития и использования – это признак успешности государства (или собственника). В то же время у НВИЭ есть два больших недостатка: малая производительность и зависимость от капризов погоды.

К возобновляемым источникам энергии или альтернативным источникам энергии можно отнести солнечную, ветряную, гидроэнергию, энергию приливов и отливов, геотермальную, водородную и биотопливную энергию.

Многие европейские  страны сегодня быстрыми темпами  развивают энергетику на возобновляемых и неисчерпаемых источниках. Речь идет об энергии, для получения которой не нужно ископаемое топливо – это энергия ветра, воды.

Мир убедился – будущее  экологически безопасной энергетики в  использовании возобновляемых источников энергии. По решению сената США только в 2007 г. выделяется 1 млрд долларов на развитие возобновляемой энергетики. В ФРГ организован Союз содействия развитию альтернативных источников энергии и др. По данным периодической печати мировые инвестиции в возобновляемые источники энергии достигли в 2004 г. рекорда – 30 млрд долларов, что составляет 25 % всех инвестиций в энергетическую отрасль. Причем в их первых рядах крупнейшие нефтяные компании.

Ветроэнергетика. Ветровая энергетика связана с солнечной. Поэтому не случайно, что когда  говорят о возобновляемых источниках энергии, отмечают – энергия Солнца и ее производных. Ветер – движение воздуха относительно поверхности Земли – имеет солнечное происхождение.

Как известно, в зависимости  от цвета тела поглощают большую  или меньшую часть солнечного излучения. Чем больше степень черноты, тем больше тело нагревается. Поскольку различные участки поверхности Земли имеют разную степень черноты, то под действием солнечных лучей они нагреваются до различной температуры. Соответственно разную температуру имеют и нижние слои атмосферы. Вследствие этого давление воздуха на одной и той же высоте неодинаково, что приводит к горизонтальному перемещению больших масс воздуха.

Использование энергии  ветра имеет давнюю историю. Многие столетия воды морей и океанов  бороздили парусники, а ветряные мельницы были привычным элементом пейзажа в сельскохозяйственных районах Европы.

Работы по строительству  ветряных электростанций ведутся во многих странах, в том числе в  России, Казахстане, Австралии, Великобритании, Канаде, Китае, Нидерландах, Швеции и др.

Россия также располагает  огромными ресурсами энергии  ветра — около 6,2 трлн кВт•ч, что  почти в 10 раз больше, чем РАО  ЕЭС России произвело электроэнергии в 2000 г. Они сосредоточены вдоль  побережья Северного Ледовитого океана, а также в районах, прилегающих к Черному, Каспийскому, Охотскому и Балтийскому морям и др.

В настоящее время  на ветряных электростанциях вырабатывается около 0,5 % электроэнергии от общего объема ее мирового производства. Ожидается, что к 2040 г. эта цифра возрастет  до 20 %. Самый быстрый рост ветроэнергетических мощностей наблюдается в Европе.

Малая ГЭС – это  гидроэлектростанция с установленной  мощностью не более 20-30 мегаватт. На севере России мощность большинства  малых ГЭС не превышает 3-5 мегаватт. В Китае, мировом лидере по количеству малых и микро- ГЭС, действует более 100 тысяч станций, и по российской технологии производятся турбины для таких ГЭС. В настоящее время в развитых странах наблюдаются два основных направления в развитии малой гидроэнергетики: энергетическое использование плотин и водохранилищ, созданных для водоснабжения, и использование малых водотоков с помощью бесплотинных ГЭС или строительство малых ГЭС традиционной компоновки в новых створах. В России ни первое, ни второе направление до настоящего времени практически не реализуются.

Приливные электростанции также являются источником экологически чистой энергии. Они не загрязняют окружающую среду опасными отходами, что неизбежно  при работе обычных теплоэлектростанций, и не требуют затопления территорий, что неизбежно при строительстве крупных гидроэлектростанций.

Особыми характеристиками приливной энергии являются ее неизменность в течение месяца и независимость  от уровня воды в течение года, несмотря на интервалы в 24-часовом цикле  и нерегулярность лунного месяца. Эти качества делают приливы очень мощным источником энергии, который может использоваться в сочетании с речными гидроэлектростанциями, оборудованными водохранилищами. Наиболее важными индикаторами энергетического потенциала является территория приливного бассейна и высота прилива. Что касается побережья Кольского полуострова, то относительно небольшая высота прилива (2-3 метра) и ограниченная площадь акваторий, пригодных для возведения дамбы, делают строительство нескольких потенциально возможных приливных электростанций экономически невыгодным.

Волновая энергия обладает более высокой по сравнению с  ветром и солнцем плотностью энергии. Морские волны накапливают в  себе энергию ветра на значительном пространстве разгона. Они являются, таким образом, природным концентратом энергии. Еще одно достоинство волнения – его повсеместность, благодаря чему оно доступно широкому кругу прибрежных потребителей. Недостаток волновой энергии заключается в ее нестабильности во времени, зависимости от ледовой обстановки, сложности преобразования и передачи потребителю.

 

61. Проведите анализ и расшифруйте на примерах методы термического способа очистки промышленных сточных вод.

Термический способ. Наиболее распространенным способом умягчения  воды, связанным с нагреванием, является перегонка, или дистилляция. Перегонку чаще всего применяют тогда, когда приходится очищать воду от растворимых в ней твердых или жидких примесей. Для этого воду посредством нагревания переводят в пар, а потом пар превращают снова в жидкость путем охлаждения. Полученная таким образом вода уже не содержит прежних растворенных примесей.

Дистиллированная вода широко применяется в медицине, а  также для приготовления электролита  в аккумуляторных батареях и других целей. Для ее получения используют приборы — дистилляторы, или перегонные кубы. Такие устройства дают примерно от 4 до 5 м3 дистиллированной воды в час. Вода подогревается в дистилляторах электрическим или газовым способом. При недостаточном умягчении воду подвергают повторной перегонке (бидистилляции).

Простейший прибор для  перегонки воды — колба. Она плотно закрывается резиновой пробкой, в которую вставлен термометр. Боковой  отросток колбы соединен с холодильником. В нем пары конденсируются и полученная жидкость стекает в колбу-приемник.

На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные минеральные соли (кальция, магния, натрия и др.) также органические вещества. Такие воды могут быть обезврежены термическими методами:1) концентрированием сточных вод  с последующим выделением растворенных веществ; 2) окислением органических веществ в присутствии катализатора при атмосферном и повышенном давлении; 3) жидкофазным окислением органических веществ; 4) огневым обезвреживанием.

Концентрирование сточных  вод 

Этот метод в основном используют для обезвреживания минеральных сточных вод. Он позволяет выделять из стоков соли с получением условно чистой воды, пригодной для оборотного водоснабжения.

Процесс разделения минеральных  веществ и воды может быть проведен в две стадии: стадия концентрирования и стадия выделения сухих веществ. Во многих случаях вторая стадия заменяется захоронением концентрированных растворов. Концентрированные сточные воды можно непосредственно направлять на выделение сухого продукта, например в распылительную сушилку. Концентрирование сточных вод может быть проведено в испарительных, вымораживающих и кристаллогидратных установках непрерывного и периодического действия.

Метод жидкофазного окисления 

Этот метод очистки  основан на окислении органических веществ, растворенных в воде, кислородом при температурах 100—350 °С и давлениях 2— 28 МПа. При высоких давлениях растворимость в воде кислорода значительно возрастает, что способствует ускорению процесса окисления органических веществ.

Метод парофазного каталитического окисления

В основе метода находится  гетерогенное каталитическое окисление  кислородом воздуха при высокой  температуре, летучих органических веществ, находящихся в промышленных сточных водах. Процесс протекает  весьма интенсивно в паровой фазе в присутствии медно-хромового, цинк-хромового, медно-марганцевого или другого катализатора.

 

70. Напишите и проанализируйте формулы существующих рекомендаций по укрупненной оценке экономического ущерба от загрязнений атмосферы и водоемов.

В общем виде оценка экономического ущерба, причиняемого годовыми выбросами загрязнений в отдельные природные компоненты (атмосферные, водные объекты) от отдельных стационарных источников загрязнения, определяется по формуле:

а) водные объекты

б) воздушная среда

где у — экономический ущерб от загрязнения;

Tj — фактический объем выброса (сброса) i-ro вредного вещества;

σ — коэффициент, учитывающий региональные особенности территории, подверженной вредному воздействию, и связанный с относительной опасностью ее загрязнения;

—коэффициент приведения различных  вредных веществ к агрегированному  виду (к "монозагрязнителю"), характеризует относительную опасность i-ro вредного вещества для биоты;

f — коэффициент, учитывающий характер рассеивания вредных веществ в атмосфере;

γ — стоимостная (денежная) оценка ущерба от единицы выброса вредного вещества;

п — количество вредных  веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

Н. Л. Глинка "Общая химия" Издательство "Химия" Ленинградское отделение 1973 г.

Критерии санитарно-гигиенического состояния окружающей среды. Вып.1: Ртуть: Пер. с англ. – М. : Медицина, 1979.

Ершов Ю.А., Плетнева Г.В. Механизм токсического действия неорганических соединений. М.: Медицина, 1989.

Янин Е.П. Добыча и производство ртути в СНГ как источник загрязнения окружающей среды // Эколого-геохимические проблемы ртути. М.: ИМГРЭ, 2000. С. 38- 59.

Мустафин С.К., Минигазимов Н.С. и  др. Проблемы ртутной безопасности Южного Урала // Экологические проблемы промышленных зон Урала. Т.1. – Магнитогорск: МГМА, 1998.