Файл: экология_______2011-2012.doc

Олигодинамическое действие серебрав течение длительного времени рассматривается как средство для обеззараживания преимущественно индивидуальных запасов воды. Серебро обладает выраженным бактериостатическим действием.

Бактерицидное облучение. Максимальным бактерицидным действием обладают ультрафиолетовые (УФ) лучи с длиной волны 260 нм. Это излучение обычно получают с помощью ртутной лампы. Такой метод стерилизации применяют только для небольших количеств воды. При этом вода должна быть прозрачной, иначе будет происходить частичное поглощение излучения.

Ультрафиолетовые лучиобладают бактерицидным действием. Преимущества УФ-облучения заключаются в том, что они не изменяют органолептических свойств воды и обладают более широким спектром антимикробного действия – уничтожают вирусы, споры бацилл и яйца гельминтов.

Специальная очистка. Традиционная технология очистки воды на водопроводах обладает ограниченным барьерным действием в отношении многих химических веществ. Высокоминерализованные воды часто нуждаются в специальной очистке. Некоторые из них:

дезодорация – искусственное устранение или маскировка неприятно пахнущих газообразных веществ, образующихся в результате гнилостного разложения органических субстратов; достигается аэрацией воды^²¹, обработкой окислителями; дезодораторами служат: железный купорос, хлорная известь, формалин, марганцовокислый калий, хлористый цинк, каменно-угольная и древесная смолы, а также различные вещества, адсорбирующие зловонные газы, например древесный уголь, торф и прочее; часто для устранения дурных запахов к подаваемому воздуху добавляют озон (при наличии принудительной вентиляции);
обезжелезивание(деферризация) – вид очистки питьевой воды, заключающийся в ее освобождении от чрезмерного содержания железа (более 1 мг/л) с целью улучшения органолептических свойств; производится путем разбрызгивания воды с целью аэрации в специальных устройствах – градирнях, при этом двухвалентное железо окисляется до трехвалентного, соли которого в основном нерастворимы;
умягчение (смягчение) воды– снижение (до заданных пределов) жёсткости воды удалением из неё солей кальция и магния (происходит обмен ионов Са²⁺иMg²⁺на ионыNa⁺и Н⁺); в практике водоочистки применяют главным образом реагентный и катионитовый методы,а также термический способ, заключающийся в нагревании воды до температуры свыше 100С, при котором из неё полностью удаляются соли, обусловливающие карбонатную жёсткость;
опреснение– способ обработки воды с целью снижения концентрации растворённых солей до степени (обычно до 1 г/л), при которой вода становится пригодной для питьевых и хозяйственных целей; опреснение может быть осуществлено как с изменением агрегатного состояния воды (дистилляция^²², вымораживание^²³), так и без изменения её агрегатного состояния (электродиализ^²⁴, гиперфильтрация, или обратный осмос, ионный обмен, экстракция воды органическими растворителями, экстракция воды в виде кристаллизационной воды кристаллогидратов, нагрев воды до определённой температуры, сорбция ионов на пористых электродах, биологический метод – с использованием способности некоторых водорослей поглощать соли на свету и отдавать их в темноте и др.);
деконтаминация– снижение содержания радиоактивных веществ в воде; на 70-80% происходит при коагуляции, отстаивании и фильтровании воды;
обесфторивание воды– производят фильтрованием через анионообменные фильтры, часто для этого используют активированную окись алюминия; иногда проводят разбавление водой другого источника, не содержащей фтор;
фторирование– искусственное добавление фтора; проводят при содержании в воде менее 0,7 мг/л с целью профилактики кариеса зубов.

Для обеззараживанияиндивидуальных запасовводы применяются таблетированные формы, содержащие хлор –аквасепт(растворяется в воде в течение 2-3-х мин., подкисляет воду, и тем самым улучшает процесс обеззараживания),пантоцид– препарат из группы органических хлораминов.

Кипячениеявляется простым и надежным способом. Вегетативные микроорганизмы погибают при нагревании до 70^оС уже через 20-40 секунд, поэтому в момент закипания вода уже фактически обеззаражена. А при 3-5 минутном кипячении есть полная гарантия безопасности даже при сильном загрязнении. При кипячении разрушается ботулинический токсин, и при 30-минутном кипячении погибают споры бацилл. Тару, в которой хранится кипяченая вода, необходимо мыть ежедневно и ежедневно менять воду, так как в кипяченой воде происходит интенсивное размножение микроорганизмов.

При незначительном загрязнении эффективным является метод вымораживания. С его помощью можно избавиться от излишнего количества растворенных солей легких и тяжелых металлов.

Приложение в Методы моделирования. Системный анализ, в том числе экологических проблем

Любой системный анализ природной или какой-либо другой системы можно разделить на три этапа:

постановка задачи;
анализ полученных данных;
планирование мероприятий или принятие решений.

Постановка задачи включает несколько стадий:

определение цели исследования;
определение временного интервала исследования;
определение элементов (параметров) системы, от которых зависит выполнение поставленной цели;
определение взаимодействия элементов (параметров) моделируемой системы.

Прежде чем определить цель исследования, необходимо изучить всю информацию о системе. Одним из направлений экологического моделирования является определение возможности достижения (или не достижения) каких-либо результатов в будущем с тем, чтобы определить направления своих (или чьих-либо) действий (или бездействия). Вопрос (цель исследования) формулируется так, что на него можно ответить, проанализировав функционирование системы в прошлом (на основании данных, взятых из литературы или из проведенных исследований) и предположив пути ее функционирования в будущем.

Время исследования выбирается от момента начала рассмотрения вопроса в литературе до некоторого момента в будущем. Этот интервал исследования зависит от цели исследования.

При определении элементов системы (то есть параметров, от которых зависит достижение (или не достижение) поставленной цели) необходимо обобщить все, что известно о системе и найти несколько элементов, наиболее значимых для достижения поставленной цели.

Необходимо определить положительные и отрицательные контуры связей элементов в системе. То есть необходимо определить, какие параметры способствуют увеличению элемента системы (его стабилизации, развитию и т.п.), а какие, напротив, приводят к его уменьшению (деградации, уничтожению и т.п.).

Для лучшего понимания элементов системы и их взаимодействия необходимо, если возможно, поставить вполне конкретные ограничения, то есть определить минимальные и максимальные значения параметров элементов системы, за которыми система точно не сможет более существовать.

После определения параметров системы, взаимодействия параметров, установления обратных связей проводится само решение. Решения можно представить в виде графиков или цифровых таблиц.

Анализ полученных данных в процессе математического моделирования или качественного моделирования можно разбить на две части:

делается заключение о реальности полученных результатов после сравнения этих результатов с реально существующими объектами (если таковые существуют); полученные результаты показывают, можете ли Вы достичь желаемого при определенных (выбранных Вами) условиях развития системы;
делается вывод о наилучшем сценарии развития системы для достижения поставленной цели.

Этап принятия решений. На основании проведенного анализа полученных данных и выбранного наилучшего сценария составляется план действий, который закрепляется в виде постановлений, решений, законов и других документов, которые должны привести к достижению поставленной цели.

Этот этап зависит от степени точности прогнозов и от того, как предполагается их использовать. Все цифры не следует воспринимать буквально, поскольку надо помнить, что модель – это упрощенное представление о реальной действительности.

Примером подобной экологической модели является матрица Леопольда (расчетная работа №4).

Приложение г Краткая характеристика работы тепловой электростанции

ТЭС – электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива (рис.Д.1).

Различают тепловые паротурбинные электростанции (ТПЭС), газотурбинные (ГТЭС) и парогазовые (ПГЭС). Подробнее остановимся на ТПЭС.

Рис.Д.1 Схема ТЭС

На ТПЭС тепловая энергия используется в парогенераторе для получения водяного пара высокого давления, приводящего во вращение ротор паровой турбины, соединённый с ротором электрического генератора. В качестве топлива на таких ТЭС используют уголь, мазут, природный газ, лигнит (бурый уголь), торф, сланцы. Их КПД достигает 40%, мощность – 3 ГВт. ТПЭС, имеющие в качестве привода электрогенераторов конденсационные турбины и не использующие тепло отработавшего пара для снабжения тепловой энергией внешних потребителей, называют конденсационными электростанциями (официальное название в РФ – Государственная районная электрическая станция, или ГРЭС). На ГРЭС вырабатывается около 2/3 электроэнергии, производимой на ТЭС.

ТПЭС оснащенные теплофикационными турбинами и отдающие тепло отработавшего пара промышленным или коммунально-бытовым потребителям, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ); ими вырабатывается около 1/3 электроэнергии, производимой на ТЭС.

Известны четыре типа угля. В порядке роста содержания углерода, а тем самым и теплотворной способности эти типы располагаются следующим образом: торф, бурый уголь, битуминозный (жирный) уголь или каменный уголь и антрацит. В работе ТЭС используют в основном первые два вида.

Уголь не является химически чистым углеродом, также в нем содержится неорганический материал (в буром угле углерода до 40%), который остается после сгорания угля в виде золы. В угле может содержаться сера, иногда в составе сульфида железа, а иногда в составе органических компонентов угля. В угле обычно присутствуют мышьяк, селен, а также радиоактивные элементы. Фактически уголь оказывается самым грязным из всех видов ископаемого топлива.

При сжигании угля образуются диоксид углерода, оксид углерода, а также в больших количествах оксиды серы, взвешенные частицы и оксиды азота. Оксиды серы повреждают деревья, различные материалы и оказывают вредное влияние на людей.