87532

Загрязнение гидросферы. Основные виды загрязнителей. Проблема промышленных и бытовых отходов

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Жизнь и хозяйственная деятельность человека неразрывно связаны с водой, преимущественно пресной. Пресные воды используются в быту, для нужд промышленности и сельского хозяйства. Вода в значительных количествах содержится во всех органах живых существ, в том числе человека (табл.1).

Русский

2015-04-21

1.33 MB

2 чел.

Тема 6. Загрязнение гидросферы. Основные виды загрязнителей. Проблема промышленных и бытовых отходов.

(Вопросы для рассмотрения.  Общие сведения о свойствах и запасах воды. Глобальные проблемы водопотребления. Основные потребители воды. Использование воды в производственных и бытовых целях. Способы снижения расходов. Загрязнение, способы промышленной и бытовой очистки потребляемой воды. Очистка сточных вод.

Классификация отходов и их состав. Федеральный классификационный каталог отходов. Способы утилизации отходов: сжигание отходов, диоксиновая опасность сжигания отходов, переработка отходов. Тенденции в решении проблемы утилизации отходов.)

Общие сведения о свойствах и запасах воды.

Жизнь и хозяйственная деятельность человека неразрывно связаны с водой, преимущественно пресной. Пресные воды используются в быту, для нужд промышленности и сельского хозяйства. Вода в значительных количествах содержится во всех органах живых существ, в том числе человека (табл.1). При потере организмом 20-25% воды возможен летальный исход.

Таблица 1

Содержание воды в живом веществе

Вид живого вещества

Содержание воды в %

Взрослое животное

45 – 70

Взрослый человек

65

Его эмбрион

97

Кровь

90

Мускулатура

75

Кости

28

Вода занимает более 70% поверхности нашей планеты.

Большая часть вод на земном шаре – это воды Мирового океана (более 96 % по объему). На подземные воды и ледники приходится приблизительно по 2 %, и лишь 0,02 % – это поверхностные воды материков (реки, озера, болота). Около 0,02% приходится на воду, содержащуюся в живых организмах. (табл.2, рис. 1). Воды гидросферы находятся в постоянном движении образуя круговорот воды (рис.2)

Таблица 2

Состав гидросферы Земли

Часть гидросферы

Доля в %

Океаны

< 96,5

Ледники

1,8

Поземные воды

1,7

Реки, озёра, болота

0,01 -0,02

Вода в живых организмах

0,02

Пары воды в атмосфере

0,001

                                         

Рис. 1. Состав гидросферы Земли

                   

Рис. 2. Круговорот воды в природе.

Общие запасы воды в гидросфере (Мировой океан, реки, озера, облака, ледники, болота, подземные воды и др.) составляют 1,5 млрд.км3. Из них пресные воды составляют не более 3%., из которой в ледниках сосредоточено до 70%.  При этом объём пригодных для использования (доступных) пресных вод составляют 0,3% общего запаса гидросферы.

Кроме того, вода распределена по поверхности планеты крайне неравномерно. 60 % общей площади суши на Земле приходится на регионы, в которых нет необходимого количества пресной воды. Четверть человечества ощущает недостаток воды, около 500 млн жителей страдают от недостатка и плохого качества питьевой воды.

Россия — одна из наиболее водообеспеченных стран мира. Поверхностные воды занимают 12,4% территории России. При этом 84% поверхностных вод сосредоточено к востоку от Урала; многие густозаселенные районы Европейской территории России (ЕТР) испытывают нехватку водных ресурсов, что негативно сказывается на хозяйственной деятельности.

Свойства воды.

Вода обладает многими свойствами, отличающим её от других природных веществ. К таким свойствам можно отнести:

  •  Универсальный, наиболее широко распространённый в природе растворитель;
  •  Аномальное изменение объёма (плотности) при нагревании;
  •  Аномально высокая теплота парообразования и скрытая теплота плавления;
  •  Высокая теплоёмкость;
  •  Высокое поверхностное натяжение:
  •  Присутствие во всех компонентах биосферы.

Глобальные проблемы водопотребления

Глобальными ресурсными проблемами человечества являются ограниченность и неравномерное природное распределение пресных вод по земной поверхности, растущее загрязнение поверхностных и подземных вод.

Дефицит пресной воды в мире возрастает, и это прежде всего связано с:

  1.  быстрым ростом населения мира;
  2.  увеличением расходования запасов пресных вод для нужд промышленности или сельского хозяйства;
  3.  возрастающим загрязнением гидросферы (сбросом отходов промышленности в реки, озера, моря);
  4.  снижением способности водоемов к самоочищению (из-за роста сброса отходов) и пр.

Использование воды в экономике и быту

Человек в повседневной жизни (быту) не может обходиться без воды, которая необходима для удовлетворения его физиологических, хозяйственных, санитарно-гигиенических, эстетических и др. потребностей.

Рассчитанный ЮНЕСКО минимум потребления воды - 50 л. в день на человека. В реальной жизни в развитых странах он заметно выше.

Нормы потребления воды в Европе колеблются от 105 до 175 литров на человека в сутки. В странах Прибалтики, Казахстане потребление воды - около 150 литров на человека в сутки.

В  2008 году удельное водопотребление в Москве на одного человека составило 268 литров в сутки.

(Справка. В  1995 г. ежесуточно подавалось в Москву 6 526 тысяч м3 воды - почти 650 л/сутки на человека. В 1998 г. городской объем потребления снизился до 5 665 тысяч м3, удельный – до 565 л/сутки.

По проекту Генерального плана развития Москвы на период до 2020 года (разработан на основании Постановления Правительства Москвы от 3 февраля 1998 г. № 79) на период до 2010 г. предусматривалось снижение общегородских объемов потребления питьевой воды в среднем до 5300 тыс. м3 в сутки; удельного среднесуточного водопотребления на хозяйственно-бытовые нужды с 470 до 435 литров, в т.ч. в жилых зданиях с 370 до 235 литров на человека.)

По действующим в России норма водопотребления, в зависимости от типа и комфортности жилого помещения, норма потребления воды на 1 человека составляет от 85 до 350 м3.

Вода в значительных количествах требуется и для функционирования большинства видов промышленного и сельскохозяйственного производства (табл. 3).

Таблица 3

Удельное  потребление воды в отдельных отраслях промышленности

и сельского хозяйства

Вид продукции

Удельное потребление воды

Сталь

25 м 3 на 1 т продукции

Резина

4000 м 3 на 1 т продукции

Синтетический бензин

50-90 м 3 на 1 т продукции

Сода

300 м 3 на 1 тпродукции

Искусственный шёлк

400 на 1 т продукции

Содержание крупного рогатого скота

До 100 литров 1 голова

Содержание свиноматки с поросятами

60 литров 1голова

Орошаемое земледелие

12-14 тыс м 3 на 1 га

Согласно данным МПР России структура водопотребления в нашей стране характеризовалась следующими данными (табл.4):

Таблица 4

Структура водопотребления в России в 2010 году

Вид водопользования

Доля потребления в %

Промышленные нужды

60,2

Хозяйственно-питьевые нужды

18,3

Орошение

13,6

Сельскохозяйственное водоснабжение

0,9

Прочие нужды

6,5

При этом, 80,5 % использованной воды было забрано из поверхностных водных объектов,  12,8 % из подземных источников, 6,7 % из морей.

В то же время по данным некоторых исследований на нужды сельского хозяйства используется 70 % всей потребляемой в мире воды.

Способы снижения расходов воды

Постоянно растущие потребности человечества в воде и ограниченность пригодных для использования в хозяйственной деятельности и быту водных ресурсов требуют принятия мер по сокращению удельных расходов воды в различных сферах деятельности. Такое снижении может быть достигнуто прежде всего с переходом на рациональное водопользование.

Рациональное водопользование — комплекс мер по уменьшению потребления воды и повышению эффективности переработки сточных вод в целях ресурсосбережения, охраны природы и для повышения экономической эффективности в промышленности, жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве.

Меры по рациональному водопользованию включают:

  •  Повышение эффективности использования воды в промышленном производстве (внедрение водосберегающих и «безводных» технологий, технологий с замкнутым циклом водопотребления);
  •  Повышение эффективности использования водных ресурсов в орошаемом земледелии (совершенствование агротехники) и других отраслях сельского хозяйства;
  •  Меры по минимизации потребления воды бытовыми приборами:
  •  Осуществление мероприятий по снижению потерь воды при её транспортировке и в производственных процессах;
  •  Совершенствование механизмов учёта водопотребления (установка индивидуальных счётчиков):
  •  Совершенствование систем управления водными ресурсами, включая экономические методы управления и разработку местных, региональных, государственных программ по рациональному водопользованию.

Загрязнение вод.

Загрязнение вод, признаваемое большинством исследователей одной из глобальных экологических проблем современности, проявляется в  изменении физических и органолептических свойств, увеличении содержания химических элементов и соединений, сокращении растворённого в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Согласно докладу ЮНЕСКО (2003 год) самая чистая вода - в Финляндии, за ней следуют Канада и Новая Зеландия. Россия в этом списке на 7 месте.

Однако, относительно высокое место нашей страны в рейтинге ЮНЕСКО не должно успокаивать. В настоящее время из-за загрязнения и засорения около 70% рек и озёр России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. В результате около половины населения потребляют загрязнённую недоброкачественную воду.

Примеры.

По комплексной оценке в 2010 году поверхностные воды:

  •  бассейна Волги в большинстве створов оценивались как «загрязненные» и «грязные»;
  •  вода реки Москва характеризовалась как “загрязненная” в верховьях вплоть до г. Москва и «очень грязная» ниже по течению;
  •  вода в большинстве створов верхнего течения реки Дон характеризовалась как «загрязненная» и «очень загрязненная», Цимлянского водохранилища«загрязнённая», «очень загрязнённая», а на отдельных участках – «грязная», в створах выше и в черте г. Ростов-на-Дону, а также на участке г. Ростов-на-Дону – г. Азов - как “очень загрязненная”.

Основные загрязнители

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трёх показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязнённой.

Различают следующие виды загрязнения вод:

  •  химическоее (нефть и нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), пестициды, минеральные удобрения, тяжёлые металлы, диоксины и др.),
  •  бактериальное (вирусы и болезнетворные микроорганизмы) и
  •  физическое (радиоактивные вещества, тепло и др.).
  •  механическое (взвеси твёрдых минеральных и органических частиц –песок, глина, илы, бытовые и промышленные отходы (мусор)

Химическое загрязнение - наиболее распространённое, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щёлочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоёмов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т.д.  Однако, как правило, полного самоочищения вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в  сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. этот вид загрязнения носит временный характер.

Радиоактивное загрязнение воды весьма опасно даже при очень малых концентрациях радиоактивных веществ. Наиболее вредны «долгоживущие» и подвижные в воде радиоактивные элементы (стронций -90, уран, радий – 226, цезий и др.). Они попадают в поверхностные водоёмы при сбрасывании радиоактивных отходов, захоронении их на дне и др., в подземные же воды – в результате просачивания в глубь земли  вместе с атмосферными водами или в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами. В результате просачивания радиоктивных вод из авариных ядерных реакторов АЭС Фукусима 1 уровень радиации в природных водах в районе станции сегодня (сентябрь 2013г) превышает норму в 18 раз.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными и техногенными водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава вод, что ведёт к размножению анаэробных бактерий и выделению ядовитых газов – сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, вследствие ускоренного развития микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.

Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Применительно к поверхностным водам выделяют ещё их загрязнение твёрдыми промышленными и бытовыми отходами (мусором), остатками лесосплава. Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод, условия обитания биоты, затруднить использования водного объекта для хозяйственных целей.

 Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод.

Загрязнение поверхностных вод происходи главным образом за счёт:

  1.  сброса в водоёмы неочищенных сточных вод (промышленных, сельскохозяйственных, бытовых);
  2.  смыва ядохимикатов с сельскохозяйственных угодий и загрязняющих веществ с урбанизированных территорий ливневыми осадками;
  3.  газодымовых выбросов;
  4.  утечки нефти и нефтепродуктов.

В индустриально развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. Промышленные стоки в реки по объему в 3 раза превышают коммунально-бытовые. Более половины стоков, поступающих в водоемы, дают четыре основные отрасли промышленности: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза и черная металлургия (доменное и сталелитейное производства).

Из общего объема загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водные объекты России в 2010 году по данным, приведённым в Государственном докладе о состоянии окружающей среды,  около 55% приходится на “производство и распределение электроэнергии, газа и воды”, до 18% – на “обрабатывающие производства”, 12% – на “предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг”, 6% - на добычу полезных ископаемых, 5 % - на сельское хозяйство, охоту и лесное хозяйство (табл. 5).

Крупнейшими источниками сброса загрязненных сточных вод (более 60%) в поверхностные водные объекты в стране являются канализационные хозяйства населенных пунктов (предприятия ЖКХ). При этом необходимо отметить, что на канализационные сооружения городских Водоканалов поступают большие объемы промышленных сточных вод, прошедших соответствующую очистку.

Таблица 5

Распределение сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты России в 2010 году, по отраслям экономики (в %)

Степень очистки  сточных вод

Всего по России

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды

Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство

Обрабатывающее производство

Суммарный объём сбросов, в том числе:

100,0

70,8

7,7

8,7

Загрязнённые *

33,9

54,3

4,9

16,5

Нормативно чистые **

62,0

82,8

9,4

2,7

Нормативно очищенные ***

4,1

60,0

0,3

18,5

*Загрязнённые - это все промышленно-производственные и коммунальные стоки (включая залповые сбросы) с содержанием загрязняющих веществ выше утвержденных ПДС, сбрасываемые в природные водные источники после недостаточной очистки или вообще без очистки

**Нормативно (условно) чистые - это все виды производственных и коммунальных стоков, которые, поступая без очистки в природные водные объекты, не ухудшают нормативных качеств

*** Нормативно очищенные - это те производственные и коммунально-бытовые стоки, которые попадают в поверхностные водные объекты после очистки на соответствующих водоочистных сооружениях. При этом содержание загрязняющих веществ в таких стоках не должно превышать установленных предельно-допустимых сбросов (ПДС).

Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами (фенолами, нефтепродуктами, сульфатами, СПАВ, фторидами, цианидами, тяжёлыми металлами и др.), в зависимости от специфики отраслевой промышленности.  

Коммунально-бытовые сточные воды поступают из жилых, общественных знаний, прачечных, столовых, больниц и т. Д. В таких водах преобладают органические вещества, микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая животноводческие комплексы. В них высока концентрация органических веществ, биогенов и других загрязнителей.

Опасны газодымовые соединения (аэрозоли, пыль, и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на воду. Плотность выпадения, например, аммонийного азота на европейской территории России оценивается в среднем 0,3 т/км2, а серы — от 0,25 до 2,0 т/км2.

Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д.  По данным экологических организаций, в России утечка нефтепродуктов на трассах нефтепроводов и на других путях транспортировки составляет до 15 млн. тонн в год. Значительная их часть, если не большая, попадает в поверхностные водоёмы или горизонты подземных вод. Опасность загрязнения водных объектов нефтепродуктами состоит , в том числе , в их способности образовывать на поверхности водоёмов тонкие плёнки, занимающие огромные территории и препятствующие газообмену между водной средой и атмосферой.

Источники загрязнения подземных вод

Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны. Загрязняющие вещества могут проникать в подземные воды разными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и др.

К естественным источникам загрязнения относятся сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды и морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязнённые воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятия, хранилища отходов и др., а распространяются вниз по течению потока до 20 — 30 км и более от источника загрязнения. Это создаёт реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.

Последствия загрязнения гидросферы.

Пресноводные экосистемы.

Под влиянием загрязняющих веществ в пресноводных экосистемах отмечается снижение их устойчивости, вследствие нарушения пищевой пирамиды в биоценозе, микробиологического загрязнения, эвтрофирования и других негативных процессов, снижающих темпы роста, плодовитость гидробионтов, а в ряде случаев могущих привести к их гибели.

Наиболее изучен процесс эвтрофирования водоёмов.

Эвтрофикация (др.-греч. εὐτροφία — хорошее питание) — насыщение водоёмов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот.

Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоёмы значительного количества биогенных веществ — азота, фосфора и других элементов в виде удобрений,  моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т. д. Антропогенная эвтрофикация водоёмов протекает в непродолжительные сроки — до нескольких десятилетий, в то время как сроки естественной эвтрофикации — столетия и тысячелетия.

«Цветение» воды ухудшает её качество и условия жизни гидробионтов, делает её токсичной не только для гидробионтов, но и для человека. Возрастание массы фитопланктона сопровождается снижением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, к нарушению саморегуляции экосистем. Процессы антропогенной эвтрофикации охватывают многие крупные озёра мира — Великие Американские озёра, Балатон, Ладожское, Женевское и др., а также водохранилища и речные экосистемы, в первую очередь малые реки (рис.3). На этих реках, катастрофически растёт биомасса сине-зелёных водорослей, с берегов происходит зарастание их высшее растительностью.

На пресноводные экосистемы, помимо избытка биогенных веществ, губительное влияние оказывают и другие вещества: тяжёлые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, загрязнение этими компонентами Байкала привело к обеднению гидробионтов, уменьшению биомассы зоопланктона, гибели значительной части численности популяции байкальской нерпы и др.

Рис.3 Интенсивное развитие сине-зелёных водорослей в Цимлянском водохранилище.

Загрязнение морских экосистем.

Скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан в последнее время резко возросли. Ежегодно в океан сбрасывается до            300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Морские экосистемы подвергаются всё большему антропогенному воздействию посредством химических токсикантов, которые, аккумулируясь гидробионтами, по трофической цепи приводят к гибели консументов даже высоких порядков, в том числе наземных животных, например, морских птиц. Среди химических токсикантов наибольшую опасность для морской биоты и человека представляют нефтяные углеводороды (особенно бенз(а)пирен), пестициды и тяжёлые металлы: ртуть, свинец, кадмий и др.

До определённого предела морские экосистемы могут противостоять вредным воздействиям химических токсикантов, используя накопительную, окислительную и минерализующую функции гидробионтов. Однако эти возможности не безграничны.

Воздействие загрязнения воды на здоровье человека.

Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязнённой воды проявляются либо непосредственно при питье, либо  в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа: вода – планктон – рыба – человек или вода – почва – растения – животные – человек и др.  

В современных условиях увеличивается опасность таких эпидемиологических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением воды.

 По данным ЮНЕСКО в 80% причина болезней в развивающихся странах - грязная вода.

Защита поверхностных и подземных вод и их рациональное использование.

Поверхностные воды защищают от засорения, загрязнения и истощения.

Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водные объекты твердых отходов и других предметов.

Истощение поверхностных вод предотвращают, строго контролируя, минимально допустимые стоки вод.

Важнейшая и наиболее сложная задача  - защита поверхностных вод от загрязнения. Для этого предусматриваются следующие защитные мероприятия:

  •  развитие безотходных и безводных  технологий и систем оборотного водоснабжении;
  •  очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);
  •  закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;
  •  очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей.

Наиболее эффективный способ – внедрение безотходных и безводных технологий. Более реально сегодня максимально возможный переход к оборотному водоснабжению.  В его систему включают ряд очистных сооружений и установок, что позволяет создать замкнутый цикл использования сточных вод, которые при таком способе всё время находятся в обороте и не попадают в поверхностные водоёмы.

Главный загрязнитель поверхностных вод – сточные воды, поэтому экологически весьма важной задачей является разработка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод, которые, как было сказано необходимы и при создании систем оборотного водоснабжения.

Ввиду огромного разнообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки:

  •  механический,
  •  физико-химический,
  •  химический,
  •  биологический.

Очистка может производиться каким-либо одним или комбинированными способами, с обработкой осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживанием сточных вод перед сбросом их в водоёмы.

При механической очистке из промстоков, путём процеживания отстаивания и фильтрования, удаляется до 90% нерастворимых механических примесей: песок, глинистые частицы, окалина и др., а из бытовых стоков до 60%. Для этих целей применяют решётки, песколовки, песчаные фильтры, отстойники различных типов. Вещества, плавающие на поверхности сточных вод (нефть, смолы, масла, жиры, полимеры и др.), задерживают нефте- и маслоловушками и другого вида уловителями либо сжигают.

К основным химическим способам очистки относят нейтрализацию и окисление. Для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором – различные окислители, которые освобождают сточные воды от токсичных и других компонентов.

При физико-химической очистке сточных вод используются:

  •  Коагуляция – введение коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования легко удаляемых хлопьев;
  •  Сорбция – способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение;
  •  Флотация – пропуск через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно активные вещества, нефть, масло и пр. и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой.

Биологический (биохимический) метод основан на способности искусственно вселяемых микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения из сточных вод (сероводород, аммиак, нитриты и т.д.). Очистку ведут с помощью естественных методов (поля орошения, поля фильтрации, биопруды и др.) и искусственных методов (аэротенки, метантенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы).

После осветления сточных вод образуется осадок, который сбраживают в железобетонных резервуарах (метантенках), а затем удаляют на иловые площадки для подсушивания. Подсушенный осадок нельзя использовать как удобрение, так как в сточных водах часто обнаруживаются многие вредные вещества (тяжёлые металлы и др.), что исключает такой способ утилизации осадков.

Осветлённая часть сточных вод очищается в аэротенках  - специальных закрытых резервуарах, через которые пропускаются стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетертрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твёрдого субстрата.

После вторичного отстаивания сточные воды обеззараживают (дезинфицируют) с помощью соединений хлора или других сильных окислителей. При этом способе (хлорировании) уничтожаются патогенные бактерии, вирусы, болезнетворные микроорганизмы, после чего воды можно использовать в оборотном водоснабжении либо сбрасывать в поверхностные водоёмы  (рис. 4).

           

Рис. 4. Схема механической и биохимической (на биологических фильтрах) очистки сточных

В последние годы активно разрабатываются новые эффективные методы, способствующие экологизации процессов очистки сточных вод:

  •  Электрохимические методы, основанные на процессах анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции и электрофлотации;
  •  Мембранные процессы очистки (ультрафильтры, электродиализ и др.);
  •  Магнитная обработка, улучшающая флотацию взвешенных частиц;
  •  Радиационная очистка воды, позволяющая в кратчайшие сроки подвергнуть загрязняющие вещества окислению, коагуляции и разложению;
  •  Озонирование, при котором в сточных водах не образуется веществ, отрицательно воздействующих на естественные биохимические процессы;
  •  Внедрение новых селективных типов сорбентов для избирательного выделения полезных компонентов из сточных вод с целью вторичного использования..

При всех методах очистки сточных вод с экологической точки зрения весьма важна обработка и утилизация образующихся шламов и осадков (особенно при очистке токсичных промстоков). С этой целью их складируют на специальных полигонах, обрабатывают на биологических сооружениях, перерабатывают с помощью растений (гиацинтов, тростника и др.) или сжигают в специальных печах.

Водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы водных объектов

В целях защиты водных объектов от загрязнения, засорения, истощения, сохранения среды обитания водных биологических ресурсов российским законодательством предусмотрено установление  водоохранных зон и прибрежных защитных полос – территорий примыкающих к береговой линии водного объекта, на которых устанавливаются специальные режимы хозяйственной деятельности.

Ширина водоохраной зоны зависит от протяженности (длины) реки и составляет от 50 до 200 метров. Ширина прибрежной защитной полосы (устанавливаемой в границах водоохраной зоны) в зависимости от уклона берега водного объекта от 30 до 50 метров.

В границах водоохранных зон запрещается:

  •  использование сточных вод для удобрения почв;
  •  размещение кладбищ, скотомогильников, мест захоронения отходов производства и потребления, радиоактивных, химических, взрывчатых, токсичных, отравляющих и ядовитых веществ;
  •  осуществление авиационных мер по борьбе с вредителями и болезнями растений:
  •  движение и стоянка транспортных средств, за исключением их движения по дорогам с твёрдым покрытием.

В границах прибрежных защитных полос дополнительно запрещается:

  •  распашка земель;
  •  размещение отвалов размываемых грунтов;
  •  выпас сельскохозяйственных животных и организация для них летних лагере, ванн.

Методы обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.

Начиная с 1896 г. и по настоящее время метод обеззараживания воды хлором является в нашей стране наиболее распространенным. Но оказалось, что хлорирование воды представляет опасность для здоровья людей. Во многих странах Западной Европы обработка воды озоном или ультрафиолетовыми лучами практически полностью вытеснила хлорирование. В нашей стране эти технологии применяются редко из-за высокой стоимости переоборудования водоочистных станций.

Очистка питьевой воды от других экологически опасных веществ (нефтепродуктов, СПАВ, пестицидов и т.д.) основывается на сорбционных процессах – применяются активированный уголь или графитоминеральные сорбенты.

Отходы производства и потребления.

Согласно Федеральному закону отходы производства и потребления — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства.

Отходы в зависимости от степени негативного воздействия на окружающую среду подразделяются в соответствии с критериями, установленными федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим государственное регулирование в области охраны окружающей среды, на пять классов опасности:

 

I класс - чрезвычайно опасные отходы;

II класс - высокоопасные отходы;

III класс - умеренно опасные отходы;

 

IV класс - малоопасные отходы;

 

V класс - практически неопасные отходы.

В  Российской Федерации  ведется государственный кадастр отходов, который включает в себя федеральный классификационный каталог отходов, государственный реестр объектов размещения отходов, а также банк данных об отходах и о технологиях использования и обезвреживания отходов различных видов.

 

Органы исполнительной власти субъекта Российской Федерации вправе вести региональные кадастры отходов, включающие в себя данные, представляемые органами местного самоуправления, а также юридическими лицами, осуществляющими деятельность по обращению с отходами. В Ростовской области региональный кадастр отходов ведётся Комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов области, начиная с 2010 года.

Федеральный классификационный каталог отходов - перечень образующихся в Российской Федерации отходов, систематизированных по совокупности приоритетных признаков: происхождению, агрегатному и физическому состоянию, опасным свойствам, степени вредного воздействия на окружающую природную среду.

Класификационный каталог содержит тринадцатизначный (идентификационный) код и наименование отхода (рис.5)



ФЕДЕРАЛЬНЫЙ КЛАССИФИКАЦИОННЫЙ 
КАТАЛОГ ОТХОДОВ
 

КОД 

НАИМЕНОВАНИЕ

10000000 00 00 0

ОТХОДЫ ОРГАНИЧЕСКИЕ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО)

11000000 00 00 0

ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ И ВКУСОВЫХ ПРОДУКТОВ

Рис.5. Фрагмент федерального классификационного каталога отходов

Тринадцатизначный код определяет вид отходов, характеризующий их общие классификационные признаки. Первые восемь цифр используются для кодирования происхождения отхода; девятая и десятая цифры используется для кодирования агрегатного состояния и физической формы; одиннадцатая и двенадцатая цифры используются для кодирования опасных свойств и их комбинаций; тринадцатая цифра используется для кодирования класса опасности для окружающей природной среды.

По происхождению отходы делят на:

  •  отходы производства (промышленные отходы)
    •  отходы потребления (коммунально-бытовые)

По агрегатному состоянию на:

  •  твёрдые
    •  жидкие
    •  газообразные

Промышленные  отходы по возможности их дальнейшего использования можно разделить на:

  •  Возвратные отходы - часть отходов, которая может быть использована в том же производстве,. При этом остатки сырья и др. материальных ценностей, которые передаются в другие подразделения в качестве полноценного сырья, в соответствии с технологическим процессом, а также попутная продукция, получаемая в результате осуществления технологического процесса, к возвратным отходам не относятся.
  •  Вторичное сырьё  - отходы, которые в рамках данного производства не могут быть использованы, но могут применяться в других производствах, именуются .
  •  Безвозвратные потери - отходы, которые на данном этапе экономического развития перерабатывать нецелесообразно. Их предварительно обезвреживают в случае опасности и захоранивают на спецполигонах.

Состав отходов

Состав промышленных отходов определяется профилем деятельности предприятия - какое сырьё используются, номенклатура и  технологии производства продукции.

Морфологический состав твёрдых бытовых отходов (ТБО) заметно меняется в зависимости от развития страны (табл.6), статуса и размеров населённого пункта (крупный город, городское поселение, сельский населённый пункт и др.), климатической зоны и даже времени года (табл.7).

Таблица 6

Морфологический состав отходов (в % от общей массы)

в странах с разным уровнем развития

Вид отходов

Тип страны

Развитые

Переходные

Слаборазвитые

Бумага

34

16

1,5

Органика

26

45

64

Стекло

11

1,5

4

Пластик

7

12

0,5

Металлы

7

1,5

1

Текстиль, резина, кожа

3

15

7

Другое

12

9

22

Таблица 7

Морфологический состав ТБО в городах Российской Федерации

Компоненты

Содержание по городам, %

Москва

Санкт-Петербург

Оренбург

Пермь

Екатеринбург

Макулатура

19,7

25,6

8,8

21,4

19,75

Стекло  

16,82

7,9

11,6

19,8

8,38

Полимеры

14,21

19,5

10,3

15,5

25,06

Текстиль

1,55

3

2,1

3,9

11,93

Металлы

1,83

3,7

2

2,6

3,21

Прочее

17,48

10,3

10,3

20,7

8,73

Отсев + пищевые отходы

28,41

30

54,9

16,1

22,89

Итого

100

100

100

100

100

В составе ТБО развитых стран резко снижается доля органических, в том числе пищевых отходов и  растет доля  бумаги, стекла, металлов, пластика.

Объёмы образования отходов

В современном мире отходы образуются в огромных количествах (миллионы тон ежегодно) и темпы их образования возрастают.

Так в горнодобывающей промышленности для получения 1 тонны металла нужно переработать 200 – 300т (в некоторых случаях 1000 т) руды. При производстве одной тонны фосфорной кислоты образуется 3,6 - 6,2 тонн фосфогипса, а 1 тонны калийных удобрений до 5,8 тонн твёрдых отходов.

В России в различных отраслях промышленности на 1 рабочего в год приходится образование от 1 до 400 тонн твёрдых отходов (табл.8).

Таблица 8

Образование отходов в различных отраслях промышленности

(т/рабочего в год)

Отрасль промышленности

Количество отходов

Химическая

0,9

Текстильная

2.2

Швейная

2.2

Мебельная

2.8

Электротехническая

2.9

Хлебопекарная

3.0

Станкоинструментальная

3.2

Бумажная

4.0

Лакокрасочная

4.0

Машиностроение

4.0

Стекольная

5.0

Полиграфическая

5.8

Металлургическая

6.8

Пищевая

8.0

Деревообрабатывающая

8.5

Производство пластмасс

9.8

Резино-техническая

9.8

Табачная

11

Строительная (включая снос зданий)

400,0

По данным Росприроднадзора в 2010 году на территории РФ образовалось 3,7 млрд. тонн отходов производства и потребления, что на 230 млн. т больше, чем в 2009 году. Значительную долю образовавшихся отходов (96%) составляют отходы V класса опасности, доля отходов IV класса опасности – 3,7%.

(Справка. На территории Ростовской области ежегодно  образуется 1,9 – 2 млн. тонн  твердых бытовых отходов и  более 1 млн. тонн промышленных отходов, в том числе более 2 тыс. тонн 1-3 класса опасности.)

Наибольшее количество отходов в 2010 г. образовалось: при добыче каменного угля, бурого угля и торфа – 2,2 млрд. т; добыче металлических руд– 0,8 млрд. т; добыче прочих полезных ископаемых – 0,3 млрд. т; производстве цветных металлов – 0.1 млрд. т; производстве, передаче и распределении электроэнергии – 0,05 млрд. т; производстве основных химических веществ – 0,025 млрд. т.

Всего на начало 2010 года в стране было накоплено 30,2 млрд. т отходов.

Использование и захоронение отходов

Растущие объёмы промышленных и бытовых отходов создают комплекс санитарно-гигиенических и экологических проблем. С другой стороны, значительная часть отходов уже сегодня, а в перспективе почти 100% отходов,  пригодна  для вторичного использования.

Поэтому проблема утилизации отходов одна из наиболее актуальных экологических и экономических проблем современности.

Наиболее радикальный способ решения проблемы отходов разработка и повсеместное внедрение малоотходных, а в перспективе безотходных технологий. В реальной жизни видимо ещё достаточно длительное время функционирование человеческого общества будет сопровождаться образование промышленных и бытовых отходов.

Существует три основных способа использования (утилизации) отходов:

  •  Переработка (рециклинг, вторичная переработка) отходов;
  •  Энергетическая утилизация (в том числе сжигание отходов);
  •  Захоронение отходов на специализированных полигонах.

Сегодня в мире наиболее распространена переработка в том или ином масштабе таких материалов, как стекло, бумага, различные виды пластика, металлы, ткани, асфальт. Также с глубокой древности используются в сельском хозяйстве органические сельскохозяйственные и бытовые отходы.

Значение вторичной переработки отходов

Во-первых, ресурсы многих материалов на Земле ограничены и не могут быть восполнены в сроки, сопоставимые со временем существования человеческой цивилизации.

Во-вторых, попав в окружающую среду, материалы обычно становятся загрязнителями.

В-третьих, отходы и закончившие свой жизненный цикл изделия часто (но не всегда) являются более дешевым источником многих веществ и материалов, чем источники природные.

По данным некоторых исследователей средний уровень  использования (переработки) отходов в России  составляет около 26 %, в том числе промотходы перерабатываются на 35 %, ТБО — на 3—4 %, остальные отходы практически не только не перерабатываются, но зачастую и не захороняются в соответствии с требованиями природоохранного и санитарно-эпидемиологического законодательства.

(Справка. На территории Ростовской области не развита  отрасль по переработке отходов. По данным  кадастра  только на 30 предприятиях области имеются  технологии по частичной переработке  промышленных отходов  и 5 мусоросортировочных станций для извлечения вторичного сырья.)

Зарубежный опыт утилизации отходов

(Япония)

Известно, что эта страна по большинству видов сырья и топлива сильно зависит от импорта. Именно по этому в Японии уделяют проблеме переработки отходов чрезвычайное внимание. Уже в 1985 г. в японской промышленности утилизировалось до 60% отходов.

В сфере переработки отходов в Японии сложилась весьма активно действующая организационная система. Деятельность этой системы опирается на финансовую помощь государства, стимулирующую развитие отраслей по переработке отходов. Успехи в области рециклирования ресурсов достигнуты Японией в сравнительно короткий срок (таблица).

Степень утилизации (У) промышленных отходов в Японии

Вид отходов

У. % за годы

1973

1976

1979

1983

Металлические

97.4

97.0

98.7

97.5

Доменный шлак

29.6

60. 3

81. 4

75.1

Текстильные

15.4

53.8

40.2

50.6

Макулатура

21.7

49.2

35.6

43.8

Отработанные масла

25.7

43.0

24.8

24.6

Древесина

32.1

38.3

22.3

95.1

Пластмассовые

27.0

38.1

25.8

24.4

Зола

34.0

32.4

23.3

42.9

Резиновые

0.3

30.8

19.3

25.9

Стеклянные и керамические

26.1

30.7

36.5

37.9

Строительные

0.6

6.4

1.6

10.0

Пыль

-

-

75.1

64.7

Всего

16.2

49.5

54.6

58.5

В целом по обрабатывающей промышленности Японии обработке в конце 20 века подвергалось более половины всех образовавшихся отходов (52,3%).

Получавшуюся в результате утилизации отходов экономию сырья иллюстрируют следующие данные. Использование каждой тонны вторичного алюминия заменяет более 5 тонн основного сырья и вспомогательных материалов. Производство 1 тонны бумаги и картона из макулатуры высвобождает 4,7 – 5,6 м3 древесины и 165 – 200 м3 воды. Производство алюминия, стали и бумаги из вторичного сырья позволяет экономить соответственно 96, 74 и 70% энергии по сравнению с производством из первичного сырья.

Возможности и пределы утилизации отходов.

Использование вторичных ресурсов вместе с положительными имеет и отрицательные стороны. Негативные последствия увеличения доли вторичного сырья и замены первичного сырья отходами, проявившееся в ряде отраслей, свидетельствует о том, что их применение должно быть оптимальным. С этим столкнулись при переходе на замкнутый пароводяной цикл в телоэнергетике, в системах оборотного водоснабжения, в производстве картона и других.

Например, использование отходов в пищевой промышленности привело к резкому снижению вкусовых качеств продукции.

(Приведен целый ряд примеров по разным отраслям промышленности и видам использования отходов).

Кроме  того, необходимо учитывать расходы энергии на утилизацию отходов. Если увеличение степени утилизации отходов в 2 раза (с 25 до 50%) требует роста затрат энергии в 2,5 раза, то для такого же увеличения степени утилизации, но с 50 до 75% необходимо затратить энергии в 5 раз больше. Дальнейшее увеличение степени утилизации обходится неизмеримо дороже, поскольку затраты энергии увеличиваются экспоненциально.

Из этой закономерности следует вывод о принципиальной недостижимости 100%-ной утилизации отходов. Речь может идти об оптимально, экономически целесообразной в данный момент технического развития общества степени утилизации отходов производства и потребления.

Пределы возможного использования вторичных материалов определяются факторами снижения качества выпускаемой продукции и эффективности производства.

Энергетическая утилизация отходов

В мировой практике, многие типы отходов подвергаются энергетической утилизации, т. е. переработке с целью получения энергии, включая сжигание, производство биогорючего (из отработанного масла, растворителей и пр.), улавливание биогаза. На мусоросжигательных заводах производят энергию (тепло, пар или электричество), обеспечивающую работу других предприятий или отопление жилых домов. Сегодня приблизительно в 35 странах насчитывается более 600 заводов и установок, где получают энергию благодаря сжиганию мусора; они обрабатывают около 170 млн. тонн муниципальных отходов в год. Около 70% этого объема сжигается в Европе, Японии и США. Необходимо отметить, что сжигание 170 млн.тонн муниципальных отходов дает примерно столько же энергии, сколько 220 млн. баррелей нефти, т. е. около 600 тыс. баррелей в день. В США биогаз извлекают и перерабатывают на 340 из 2 975 полигонов. В Европе такая переработка становится обязательной, в этих целях проводится модернизация наиболее старых полигонов.

В то же время следуетиметь ввиду, что сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической, ни тем более с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях (заводах), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000°С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси.

В  европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигательный завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных продуктов, содержащих такие опасные вещества, как диоксины, фосген, сильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами.

Диоксины – общепринятое название группы органических веществ, которые относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХ ПС). Под этим названием объединено более 200 веществ. Хлор может быть замещен бромом, полученные вещества будут также относиться к диоксинам.

Диоксины признаны наиболее опасными веществами – супертоксикантами. Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом – Стокгольмской Конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия присоединилась к указанной Конвенции.

Диоксины являются концерогенами (провоцируют раковые заболевания) и тератогенами (поражают генофонд человека). Воздействуя на белковый обмен, диоксины способствуют биоактивации мутагенов и разрушению витаминов, лекарств, гормонов. Особенно чувствительны к диоксинам молодые особи и эмбрионы.

По этой причине в России в 1994 г. были приняты очень жесткие нормативы по диоксинам: для воздуха ПДК равна 0,5*10- мг/м3, воды – 2*10- мг/л, для почвы – 0,06 мг/кг.

Одним из основных источников диоксинов являются свалки и сжигание твердых отходов. Так, в золе мусоросжигательных заводов №2 и 3 г. Москвы обнаружено от 0,1 до 0,2 мкг диоксинов на 1 кг золы. При не полном сгорании 1 кг несортированных ТБО, содержащих 5-10% пластиков, в атмосферу, по данным ученых США, поступает 40 мкг диоксинов. Этого достаточно для доведения до ПДК по существующим нормам 80 млн м3 воздуха. Содержатся диоксины в любых видах сажи, в том числе и пепле сигарет 0,5- * 10- г на 1 кг сажи (пепла).

Диоксиновая опасность вынудила Правительство РФ принять в 1995 г. специальную долгосрочную программу «Защита окружающей природной среды от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов», в которой предусматривались не только мероприятия по контрольному мониторингу, но и предложения по предотвращению загрязнения природной среды диоксинами. Последнее является наиболее важным. Следует избегать применения хлоросодержащих материалов в быту, сжигания несортированного мусора, горения уличных свалок и опавших листьев.

Из-за диоксиновой опасности были закрыты многие мусоросжига-тельные заводы в США, Нидерландах и других странах; оставшиеся, в связи с резким ужесточением требований к их работе, подвергаются модернизации. Согласно имеющимся данным, на переоборудование оставшихся 8 МСЗ в Нидерландах (введение многоступечатой системы очистки) было затрачено более I млрд додд США.


СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

.

           Каждый шестой житель Земли мечтает хоть раз вдоволь напиться воды и не может.

Интересные факты о воде:

·                                            Самая длинная река мира - Нил (6671 км). Самая полноводная - Амазонка. За год она несет в океан 5520 куб км воды.

·                                            Во время наводнения осенью 1887 года на Хуанхэ погибли 900 тысяч человек.

·                                            Самый сильный ливень произошел 15 марта 1952 года на острове Реюньон в Индийском океане: 1870 ммосадков за 24 часа.

·                                            Самое дождливое место  на земле - гора Вай - Але - Але на гавайском острове Кауау. Дожди там льют 350 дней в году.

·                                            Самое безводное место на Земле - пустыня Атакама в Чили.

·                                            Согласно докладу ЮНЕСКО (2003 год) самая чистая вода - в Финляндии, за ней следуют Канада и Новая Зеландия. Россия в этом списке на 7 месте.

·                                            70% запасов пресной воды на Земле приходится на льды.

·                                            80% болезней в развивающихся странах - от грязной воды.

·                                            Рассчитанный ЮНЕСКО минимум потребления воды - 50 л. в день на человека.

·                                            Градины (весом до 1 кг и 20 см и диаметром) 14 апреля 1986 года убили 92 человека в Бангладеш.

·                                            Наш организм на две трети состоит из воды. Потеря 15% влаги может быть смертельной.

·                                            Самый большой резервуар питьевой воды на Земле - озеро Байкал: 23 000 куб. км.

 

      Около 97,5 % воды на планете - моря и океаны. Оставшиеся 2,5% пресной воды поделены меду подземными водами и ледниками. На долю поверхностных вод остается 0,02% земной влаги. Но эта вода распределена неравномерно. Приполярные районы Евразии и Америки изобилуют болотами и озерами. Торфяными болотами занята пятая часть России (и 75% Сибири). Избыток влаги - на севере Европы. Влажный климат - в большинстве экваториальных районов. А вот к северу от экватора лежат огромные засушливые пространства: Северная Африка от Атлантики до Красного моря, Азия от Средиземного моря до Манчжурии, внутренние районы Австралии. В самых безводных пустынях мира - чилийской Атакаме и южноафриканской Намиб - вообще нет постоянных водоемов, а дождей может не быть годами. По-разному вода потребляется. Так на долю Азии приходится 55% всей потребляемой воды, в Северной Америке 19%, в Европе - 9,2%, в Африке - 4,7 %  в Южной Америке - 3,3 %, в остальном мире - 8,8%.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32233. Синтез оптимального по быстродействию программного управления 211 KB
  3 Где уравнение динамики объекта управления Поскольку то максимум функции Н реализуется одновременно с максимумом функции: 9. Решим задачу определения оптимального по быстродействию программного управления на примере объекта второго порядка: .1 То структурная схема объекта представлена на рис. Структурная схема объекта управления В соответствии со структурной схемой на рис.
32234. Синтез замкнутых систем управления, оптимальных по быстродействию 147 KB
  невозможно путём интегрирования уравнений объекта найти уравнения траекторий в nмерном пространстве.6 в этом случае можно представить относительно других координат: где i = 12n Тогда уравнения проекций фазовых траекторий на координатные плоскости при U = const будут иметь вид: Интегрируя это выражение получим: где ; координаты точек через которые проходит проекция 10.2 С помощью уравнений проекций фазовых траекторий определяем координаты точек переключений U.6 получим выражение...
32235. Аналитическое конструирование регуляторов (АКОР) 137.5 KB
  он ограничивает и отклонение переменных состояния объекта управления и управляющего воздействие данная задача определения оптимального регулятора получила широкое распространение. Задана динамика объекта управления: ; 1 или 1 где А=[nn] коэффициентная матрица динамики объекта B=[nm] – матрица коэффициентов управляющих воздействий xiн=xi0 xiк=xitк – граничные условия. Критерий...
32236. Системы, оптимальные по расходу ресурсов 199 KB
  Все они имеют ограничения по величине управляющего воздействия что довольно очевидно.4 В качестве критерия выберем интегральный критерий обеспечивающий одновременно ограничение переходного процесса по времени и по расходу управляющего воздействия п1.16 Системы из исходного состояния х10х20 в начале координат х1к=0х2к=0 должно производится следующим путем изминения управляющего воздействия: п1.17 Следовательно необходимо найти...
32237. Оптимальное управление. Определение оптимального управления. Критерии оптимальности 370.5 KB
  Количественная мера по которой производится сравнительная оценка качества управления и которая включает в себя максимальное количество отдельных показателей качества управления называется критерием оптимизации. Если эту меру критерий можно выразить формально в виде математического выражения то тогда можно задачу синтеза оптимального управления сформулировать следующим образом. Необходимо найти такой закон управления объектом Ut или UХ где tвремя X внутренние и выходные переменные координаты объекта управления...
32238. Определение оптимального управления формулируется в виде трех типов задач 169 KB
  Дана замкнутая система управления объект управления и регулятор. Второй тип задач: Дана разомкнутая система автоматического управления. В итоге решения этой задачи получается оптимальная система программного управления см.
32239. История развития методов синтеза оптимального управления 52.5 KB
  Задача Эйлера.2 называется уравнением Эйлера. Если функционал J зависит от функции F аргументом которой являются несколько переменных: то получается система из “n†уравнений Эйлера: 3.4 то экстремаль определяется интегрированным уравнением ЭйлераПуассона: .
32240. Синтез оптимального управления путем решения общей задачи Лагранжа 177 KB
  2 Эти уравнения получаются из описания динамики объекта управления. Рассмотрим решение общей задачи Лагранжа для объекта второго порядка: .8 Запишем уравнение динамики объекта в фазовых переменных координатах: x1=qзy; .7 Для объекта второго порядка i=12 они будут иметь вид: 4.
32241. Стыки стеновых панелей 327 KB
  Стыки стеновых панелей дома серии 1464А решаются сваркой скоб и петлевых выпусков панелей из наружных и внутренних стен. В торцовой части наружных стеновых панелей на всю их высоту имеется углубление. При стыковании двух панелей в местах углубления образуется желоб который заполняется герметизирующей прокладкой или уплотнительной мастикой.