Работа теплового двигателя и охрана окружающей среды

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Проблемы охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, энергетического кризиса, стали исключительно актуальны. В природных процессах наблюдаются опасные изменения, угрожающие устойчивости биосферы и нормальному развитию человеческого общества. Воздействие человека на природу приобрело глобальный характер и продолжает возрастать. Около 20 % территорий России испытывают острые и очень острые экологические ситуации. Экологические проблемы в России и в мире достигли такой остроты, что не повлияй на них сейчас, они способны привести человечество к гибели. В этих условиях экологическое воспитание, формирование экологической культуры и нового мышления, ориентированного на изменение путей и методов развития цивилизации, стало необходимым фактором выживания.

Просмотр содержимого документа
«Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. »

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Кемеровский профессионально-технический техникум

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды.

Подготовил: студент группы ОПУ-141

Под руководством: преподавателя физики

Барсукова Юлия Николаевна

г. Кемерово 2015 г.

Работа, совершаемая двигателем. Совершение механической работы в современных машинах и механизмах в основном происходит за счет внут­ренней энергии веществ. Примером такого меха­низма может служить тепловой двигатель.

Тепловой двигатель — устройство, преобра­зующее внутреннюю энергию топлива в ме­ханическую энергию.

Невозможно представить себе современную цивилизацию без тепловых двигателей.

Механическая работа в двигателе совершает­ся при расширении рабочего вещества, переме­щающего поршень в цилиндре. Для цикличной, непрерывной работы двигателя необходимо воз­вращение поршня в первоначальное положение, г. е. сжатие рабочего вещества. Легко сжимае­мым является вещество в газообразном состоя­нии, поэтому в качестве рабочего вещества в тепловых двигателях используется газ или пар. Работа теплового двигателя состоит из периодиче­ски повторяющихся процессов расширения и жития газа. Сжатие газа не может быть самопроизвольным, оно происходит только под действием и внешней силы, например за счет энергии, запасенной маховиком двигателя при расширении газа.

Полная механическая работа А складывается из работы расширения газа Арасш и работы Асж, со­вершаемой силами давления газа при его сжатии. Так как при сжатии ΔV 0, то Асж = — 0, по­этому —

Для получения положительной полной меха­нической работы (А 0) необходимо, чтобы рабо­та сжатия газа была меньше работы расширения.

Изменение объема ΔV газа при расширении и сжатии должно быть одинаковым из-за циклич­ности работы двигателя. Следовательно, давление газа при сжатии должно быть меньше его давления при расшире­нии. При одном и том же объеме давление газа тем меньше, чем ниже его температура, поэтому перед сжатием газ должен быть охлаж­ден, т. е. приведен в контакт с холодильником — телом, имеющий более низкую температуру. Для получения механической работы в тепловом дви­гателе при циклическом процессе расширение га­за должно происходить при более высокой темпе­ратуре, чем сжатие.

Необходимое условие для циклического полу­чения механической работы в тепловом двига­теле — наличие нагревателя и холодильника.

КПД замкнутого цикла. Для непрерывного совершения механической работы термодинами­ческий цикл должен быть замкнутым.

Замкнутый процесс (цикл) — совокуп­ность термодинамических процессов, в ре­зультате которых система возвращается в исходное состояние.

Замкнутые (круговые) процессы используют­ся при работе всех тепловых машин: двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, холодильных машин. Для оценки эффективности преобразования внутренней энергии газа в меха­ническую работу, совершаемую за цикл, вводится коэффициент полезного действия.

Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД) — отношение работы, со­вершаемой двигателем за цикл, к количест­ву теплоты, полученному от нагревателя: В циклическом тепловом двигателе нельзя пре­образовать в механическую работу все количество теплоты Q1, получаемое от нагревателя. Некото­рое количество теплоты |Q2| отдается холодильни­ку, поэтому работа, совершаемая двигателем за цикл, не может быть больше

Учитывая полученное равенство, выражение для КПД можно записать в виде Используя данное соотношение, можно найти максимальное значение КПД тепловых двигате­лей, соответствующее циклу Карно.

Коэффициент полезного действия теплового двигателя всегда меньше единицы.

Круговой цикл не реализуется при отсутствии холодильника, т. е. при Q2 = 0.

Цикл Карно. Французский инженер Сади Карно, выясняя, при каком замкнутом процессе теп­ловой двигатель будет иметь максимальный КПД, предложил использовать цикл, состоящий из двух изотермических и двух адиабатных процессов. Вы­бор именно этих процессов обусловлен тем, что ра­бота газа при изотермическом расширении соверша­ется за счет внутренней энергии нагревателя, а при адиабатном процессе за счет внутренней энергии расширяющегося газа. В этом цикле исключен контакт тел с разной температурой, а значит, ис­ключена теплопередача без совершения работы.

Цикл Карно — самый эффективный (из всех возможных) цикл, имеющий максимальный КПД.

Рассмотрим последовательно термодинамиче­ские процессы этого цикла (рис. 1). В процессе изотермического расширения (1—2) при темпера­туре Т1 работа совершается за счет изменения внутренней энергии нагревателя, т. е. за счет подведения к газу количества теплоты Q1:

Охлаждение газа (перед сжатием 3—4) проис­ходит при адиабатном расширении 2—3. Все изме­нение внутренней энергии ΔU23 при таком процес­се (Q = 0) преобразуется в механическую работу:

Температура газа в результате адиабатного рас­ширения 2—3 понижается до температуры холо­дильника Т2 1. В процессе 3—4 газ изотерми­чески сжимается, передавая холодильнику коли­чество теплоты Q2:

Цикл завершается процессом адиабатного сжатия 4—1 (Q = 0), при котором газ нагревается до температуры T1.

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды. Тепловые двигатели — необходимый атри­бут современной цивилизации. С их помощью вы­рабатывается около 80% электроэнергии. Без теп­ловых двигателей невозможно представить совре­менный транспорт. В то же время повсеместное использование тепловых двигателей связано с отри­цательным воздействием на окружающую среду.

Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа, способного поглощать тепловое инфракрасное (ИК) излучение поверхно­сти Земли. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере, увеличивая поглощение ИК-излучения, приводит к повышению ее температуры (пар­никовый эффект). Ежегодно температура атмо­сферы Земли повышается на 0,05 °С. Этот эффект может создать угрозу таяния ледников и катаст­рофическое повышение уровня Мирового океана.

Продукты сгорания топлива существенно за­грязняют окружающую среду. Углеводороды, всту­пая в реакцию с озоном, находящимся в атмосфе­ре, образуют химические соединения, неблаго­приятно воздействующие на жизнедеятельность растений, животных и человека.

Потребление кислорода при горении топлива уменьшает его содержание в атмосфере.

Для охраны окружающей среды широко ис­пользуют очистные сооружения, препятствующие выбросу в атмосферу вредных веществ, резко огра­ничивают использование соединений тяжелых ме­таллов, добавляемых в топливо, разрабатывают двигатели, использующие водород в качестве го­рючего (выхлопные газы состоят из безвредных паров воды), создают электромобили и автомоби­ли, использующие солнечную энергию.

Источник

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.

Читайте также:  Почему на уаз греется двигатель на ходу

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.

3 Основная часть

Что такое тепловые двигатели?

Тепловой двигатель — устройство, совершающее работу за счет использования внутренней энергии топлива, тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию, использует зависимость теплового расширения вещества от температуры. (Возможно использование изменения не только объёма, нои формы рабочего тела, как это делается в твёрдотельных двигателях, где в качестве рабочего телаиспользуется вещество в твёрдой фазе.) Действие теплового двигателя подчиняется законами термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие топлива. Это возможно при нагревании рабочего тела (газа), который совершает работу за счёт изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем и охладителем.

1.2 Виды тепловых двигателей

Парова́я маши́на — тепловой двигатель внешнего сгорания , преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня , а затем во вращательное движение вала . В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию пара в механическую работу.
Первая паровая машина построена в XVII в. Папеном и представляла конус с поршнем, который поднимался действием пара, а опускался давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. На этом же принципе были построены в 1705 году вакуумные паровые машины Севери и Ньюкомена для выкачивания воды из копей. Значительные усовершенствования в вакуумной паровой машине были сделаны Джеймсом Уаттом в 1769 году. Дальнейшее значительное усовершенствование парового двигателя (применение на рабочем ходу пара высокого давления вместо вакуума) было сделано американцем Оливером Эвансом в 1786 году и англичанином Ричардом Тревитиком в 1800 году.
В России первая действующая паровая машина, не требовавшая вспомогательного гидравлического привода , была построена в 1766 году по проекту русского изобретателя Ивана Ивановича Ползунова , предложенного им в 1763 году . Машина Ползунова имела два цилиндра с поршнями, работала непрерывно и все действия в ней проходили автоматически. Но увидеть свое
изобретение в работе И. И. Ползунову не пришлось,— он умер 27 мая 1766 года, а

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.

Парова́я турби́на — тепловой двигатель , в котором энергия пара преобразуется в механическую работу.

В лопаточном аппарате паровой турбины потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую , которая в свою очередь преобразуется в механическую работу — вращение вала турбины .

Пар от парокотельного агрегата поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки , закрепленные по окружности ротора, и воздействуя на них, приводит ротор во вращение.

Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ).

Га́зовая турби́на ( фр. turbine от лат. turbo — вихрь, вращение) — лопаточная машина , в ступенях которой энергия сжатого и/или нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу [1] [2] . Основными элементами конструкции являются ротор (рабочие лопатки , закреплённые на дисках) и статор , именуемый сопловым аппаратом (направляющие лопатки, закреплённые в корпусе).

Попытки создать механизмы , похожие на турбины, делались очень давно. Известно описание примитивной паровой турбины, сделанное Героном Александрийским (1 в. до н. э.). В восемнадцатом веке англичанин Джон Барбер получил патент на устройство, которое имело большинство элементов, присутствующих в современных газовых турбинах. В конце XIX века , когда термодинамика, машиностроение и металлургия достигли достаточного уровня, Густав Лаваль ( Швеция ) и Чарлз Парсонс ( Великобритания ) независимо друг от друга создали пригодные для промышленного использования паровые турбин.

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.

Одновременно с Кузьминским опыты с газовой турбиной (в качестве перспективного двигателя для торпед ) проводил также Чарлз Парсонс , однако вскоре пришёл к выводу, что имеющиеся сплавы из-за низкой жаропрочности не позволяют создать надёжный механизм, который приводился бы в движение струёй раскалённых газов либо парогазовой смесью, после чего сосредоточился на создании паровых турбин.

Ди́зельный дви́гатель (в просторечии — дизель) — поршневой двигатель внутреннего сгорания , работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха [2] . Применяется в основном на судах, тепловозах, автобусах и грузовых автомобилях, тракторах, дизельных электростанциях, а к концу XX века стал распространен и на легковых автомобилях. Назван по имени изобретателя. Первый двигатель, работающий по такому принципу, был построен Рудольфом Дизелем в 1897 году.

Спектр видов топлива для дизельных двигателей весьма широк, сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения — рапсовое масло , фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизельный двигатель может с определённым успехом работать и на сырой нефти.

1824 году Сади Карно формулирует идею цикла Карно , утверждая, что в максимально экономичной тепловой машине нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо «изменением объёма», то есть быстрым сжатием. В 1890 году Рудольф Дизель предложил свой способ практической реализации этого принципа. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1892 года (в США в 1895 году ] ), в 1893 году выпустил брошюру. Ещё несколько вариантов конструкции были им запатентованы позднее. После нескольких неудач первый практически применимый образец, названный дизель-мотором, был построен Дизелем к началу 1897 года , и 28 января того же года он был успешно испытан. Дизель активно занялся продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной, практическое применение такого двигателя было ограниченным: он был больше и тяжелее паровых машин того времени.

Читайте также:  Упали обороты и трясет двигатель

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.

Реактивный двигатель — двигатель , создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования внутренней энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела .

Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и, в соответствии с законом сохранения импульса , образуется реактивная сила , толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа , нагретого тем или иным способом до высокой температуры (т. н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле (см. ионный двигатель ).

Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем , то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов , ракет и космических аппаратов .

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.

Папен построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался поршень. Поршень был связан тросом, перекинутым через блок, с грузом, который вслед за поршнем также поднимался и опускался. По мысли Папена, поршень можно было связать с какой-либо машиной, например водяным насосом, который стал бы качать воду. В нижнюю откидывающуюся часть цилиндра насыпали порох, который затем поджигали.Образовавшиеся газы, стремясь расшириться, толкали поршень вверх. После этого цилиндр и поршень с наружной стороны обливали холодной водой. Газы в цилиндре охлаждались, и их давление на поршень уменьшалось. Поршень под действием собственного веса и внешнего атмосферного давления опускался вниз, поднимая при этом груз.

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.

Читайте также:  Устранение неисправностей двигателя змз 406

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).

Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры — не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твёрдыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населённых мест, где такие нарушения были выявлены.

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.

Интенсивная эксплуатация природных богатств привела к необходимости нового вида природоохранной деятельности — рационального использования природных ресурсов, при котором требования охраны включаются в сам процесс хозяйственной деятельности по использованию природных ресурсов.
Охрана окружающей природной среды — новая форма во взаимодействии человека и природы, рожденная в современных условиях, она представляет собой систему государственных и общественных мер (технологических, экономических, административно-правовых, просветительных, международ-ных), направленных на гармоничное взаимодействие общества и природы, сохранение и воспроизводство действующих, экологических сообществ и природных ресурсов во имя живущих и будущих поколений.
На нынешнем, современном этапе развития проблемы охраны окружающей природной среды рождается новое понятие — экологическая безопасность, под которым понимается состояние защищенности природной среды и жизненно важных экoлогических интересов человека, прежде всего его прав на благоприятную окружающую среду.
Нерациональное природопользование в конечном счете ведет к экологическому кризису, а экологически сбалансированное природополь-зование создает предпосылки для выхода из нeгo.
Экологический кризис не является неизбежным и закономерным порождением научно-технического прогресса, он обусловлен как у нас в стране, так и в других странах мира комплексом причин объективного и субъективного характера, среди которых не последнее место занимает потребительское, а

нередко и хищническое отношение к природе,пренебрежение фундаментальными экологическими законами

Источник

Adblock
detector