Решетько М.В. Рациональное природопользование. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

М.В. Решетько

РАЦИОНАЛЬНОЕ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Часть II

Рекомендовано в качестве учебного пособия

Редакционно-издательским советом

Томского политехнического университета

Издательство

Томского политехнического университета

2011

УДК 504.062(075.8)

ББК 20.1я73

Р47

Решетько М.В.

Р47 Рациональное природопользование. Часть II: учебное по-

собие / М.В. Решетько; Томский политехнический универси-

тет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университе-

та, 2011. – 168 с.

В пособии описаны отраслевые особенности загрязнения природной

среды, рассмотрены показатели экологичности и природоемкости произ-

водства, основные виды отходов природопользования и методы их пере-

работки. Изложены вопросы защиты атмосферы и водных объектов от за-

грязнения. Рассмотрены современные представления об управлении при-

родопользованием и методах экономического регулирования природо-

пользования, в частности вопросы экологического аудита, экологическо-

го страхования, экологической экспертизы.

Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению

280400 «Природообустройство и водопользование».

УДК 504.062(075.8)

ББК 20.1я73

Рецензенты

Доктор географических наук, профессор ТГУ

В.П. Горбатенко

Кандидат физико-математических наук,

доцент кафедры географии ТГПУ

Т.В. Ершова

политехнического университета, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ .............................................................................................6

1. УЧЕТ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ.......................................8

1.1. Эколого-экономические показатели антропогенного

воздействия на окружающую среду...................................................8

1.1.1. Отраслевые особенности и показатели загрязнения

природной среды ........................................................................9

1.1.1.1. Загрязнение атмосферного воздуха

и его показатели..........................................................................9

1.1.1.2. Загрязнение природных вод и его показатели..........11

1.1.1.3. Загрязнение почвенно-земельных ресурсов

и его показатели........................................................................12

1.1.2. Основные показатели экологичности

природоемкости производства.............................................14

1.2. Экологическая отчетность на предприятиях ...................................17

1.3. Экологическая паспортизация...........................................................19

1.3.1. Экологический паспорт природопользователя.....................19

1.3.2. Экологический паспорт территории......................................20

2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОТХОДОВ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ,

МЕТОДЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ; ВТОРИЧНЫЕ СЫРЬЕВЫЕ

И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ.........................................................23

2.1. Общие сведения об отходах...............................................................23

2.2. Классификация отходов .....................................................................25

2.3. Масштабы образования и накопления отходов ...............................27

2.4. Способы переработки.........................................................................28

2.4.1. Исходные положения ..............................................................28

2.4.2. Классификация способов переработки отходов

...................29

2.4.3. Обращение с твердыми коммунально-бытовыми

отходами ....................................................................................32

2.4.3.1 Особенности переработки ТБО в России...................34

3. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ......36

3.1. Общие сведения ..................................................................................36

3.2. Пылеочистка отходящих газов..........................................................37

3.2.1. Основные свойства пыли ........................................................37

3.2.2. Физические принципы и параметры пылеулавливания.......38

3.2.3. Пылеочистительная аппаратура .............................................39

3.2.3.1. Пылеосадительные устройства ..................................39

3.2.3.2. Пылеуловители центробежного действия.................42

3.2.3.3. Фильтры........................................................................44

3.2.3.4. Электрофильтры ..........................................................48

3.2.3.5. Мокрые пылеуловители..............................................52

3.3. Туманоуловители................................................................................57

3.4. Методы улавливания и обезвреживания газовых примесей ..........58

3.4.1. Классификация.........................................................................58

3.4.2. Физико-химические способы очистки...................................59

3.4.3. Химические методы.................................................................63

3.4.4. Биохимические.........................................................................67

4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.........................69

4.1. Классификация методов очистки ......................................................69

4.2. Физические методы ............................................................................69

4.2.1. Общие сведения .......................................................................69

4.2.2. Процеживание ..........................................................................70

4.2.3. Отстаивание..............................................................................71

4.2.4. Разделение в поле центробежных сил ...................................75

4.2.5. Фильтрование...........................................................................77

4.3. Химические..........................................................................................81

4.3.1. Нейтрализация..........................................................................82

4.3.2. Окисление .................................................................................83

4.4. Физико-химические ............................................................................86

4.4.1. Коагуляция и флокуляция.......................................................86

4.4.2. Экстракция................................................................................88

4.4.3. Сорбция.....................................................................................89

4.4.4. Ионный обмен ..........................................................................91

4.4.5. Мембранные методы ...............................................................92

4.4.6. Флотация...................................................................................95

4.4.7. Ультрафиолетовое облучение.................................................98

4.4.8. Радиационное воздействие .....................................................99

4.5. Биохимические..................................................................................100

4.5.1. Общие сведения .....................................................................100

4.5.2. Очистка сточных вод в естественных условиях .................101

4.5.3. Очистка сточных вод в искусственных условиях ..............103

4.5.4. Направления интенсификации биохимической очистки......106

5. УПРАВЛЕНИЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ...................................107

5.1. Структура механизма управления природопользованием и

охраной

окружающей среды............................................................107

5.2. Полномочия органов государственной власти в сфере

природопользования и охраны окружающей среды.....................110

5.2.1 Федеральные органы власти ..................................................111

5.2.2 Функции Субъектов Российской Федерации.......................119

5.3. Практические методы управления природопользованием и

охраной окружающей среды в России и развитых странах .........126

5.3.1. Административные методы управления

природоохранной деятельностью .........................................127

5.3.1.1. Инструменты «жесткого» экологического

контроля......................................................................128

5.3.1.2. Инструменты «мягкого» экологического

контроля......................................................................130

5.3.1.3. Преимущества и недостатки административно-

контрольных методов................................................146

5.3.2. Экономические инструменты природоохранной

политики..................................................................................147

5.3.2.1. Преимущества и недостатки

экономических методов............................................150

5.3.3. Рыночные методы управления качеством

окружающей среды

................................................................152

5.3.3.1. Экологическое страхование......................................154

5.3.3.2. Преимущества рыночных методов

и ограничения на торговлю правами

на выбросы .................................................................159

5.3.4. Некоторые тенденции в экономических методах

экологического управления...................................................162

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..........................................................................165

ПРЕДИСЛОВИЕ

Можем ли мы направить людей и целые страны к устойчивому

развитию? Такое преобразование общества сравнимо разве только с

двумя другими изменениями: сельскохозяйственной революцией в

позднем неолите и промышленной революцией последних двух столе-

тий. Эти революции были постепенными, самопроизвольными, и по

большей части никто их не осознавал. Новое преобразование должно

носить осознанный

характер, и управлять им следует со всей воз-

можной предусмотрительностью, которую только может обеспе-

чить наука… Если нам удастся выполнить эту задачу, это будет не-

бывалым явлением во всей истории человечества.

Уильям Д. Рекельсхаус, 1989

Всесторонний анализ проблемы взаимоотношения общества и при-

роды с целью разработки основ рационального использования естест-

венных ресурсов и поддержания здоровой для человека экологической

среды имеет особое значение. В настоящее время человечество вынуж-

дено решать, пожалуй, самую сложную задачу за всю историю своего

существования, а именно как при возрастающих потребностях населе-

ния

Земли нанести минимальный ущерб природе и сохранить жизнь че-

ловечеству. Занимается решением этой задачи междисциплинарное на-

учное направление, получившее название «природопользование». Поня-

тие и термин «природопользование» были предложены в 1959 г. эколо-

гом Ю.Н. Куражковским, исследования по вопросам природопользова-

ния ведутся географами, экологами уже более 40 лет.

Цель курса «Рациональное природопользование»

состоит в озна-

комлении студентов с основными принципами и методами рациональ-

ного использования естественных ресурсов и предотвращения или ос-

лабления отрицательных последствий их эксплуатации. В том, чтобы

дать студентам необходимые знания о ресурсном, отраслевом и терри-

ториальном природопользовании, основах ресурсного природопользо-

вания: природно-ресурсном и эколого-экономическом потенциале Зем-

ли и

принципах рационального природопользования, особенностях вод-

ных, земельных и лесных ресурсов России, государственной системе

мониторинга природных ресурсов, кадастрах и реестрах. Сформировать

у студентов понятие качества природной среды как среды обитания.

Сформировать представление об отраслевом водном хозяйстве, о водо-

хозяйственных системах и комплексах как природно-техногенных, о не-

обходимости охраны природы при

строительстве и эксплуатации водо-

хозяйственных систем. Помочь разобраться в особенностях различных

видов природопользования, в практике использования экологически

вредных технологий. Познакомить с малоотходными схемами исполь-

зования сырья, с практикой комплексного освоения месторождений по-

лезных ископаемых, с основами охраны природы как сочетания рацио-

нального природопользования и природообустройства. Ознакомить сту-

дентов с методами защиты природной среды от промышленных загряз-

нений: методами очистки сточных вод, защиты

атмосферы от выбросов

и методами решения проблемы утилизации отходов.

В учебном пособии раскрывается методологическая основа приро-

допользования как науки, рассматривается система современных

понятий теории взаимодействия общества и природы, эколого-

географические основы природопользования. Описывается широкий

круг вопросов, связанный с рациональным использованием, инвентари-

зацией и мониторингом природных ресурсов, особенности различных

видов природопользования

и создаваемые ими экологические пробле-

мы, пути выхода из сложившихся экологических ситуаций. С учётом

этого в учебном пособии рассматривается структура механизма управ-

ления природопользованием и охраной окружающей среды, практиче-

ские методы управления качеством окружающей среды.

Часть 2 учебного пособия составлена на основе материалов учеб-

ников и учебных пособий следующих авторов: Н.Ф

. Реймерс, Э.В. Ги-

русов, А.А. Голуб, Т.Г. Рунова, Н.В. Пахомова, К.К. Рихтер,

А.Г. Емельянов, В.Е. Лотош, С.В. Макар, С.Н. Бобылев, А.Ш. Ходжаев

и др. с учетом последних изменений в нормативных документах и зако-

нодательных актах Российской Федерации, которые внесены автором.

Учебное пособие предназначено, прежде всего, для студентов, обу-

чающихся по направлению «Природообустройство и водопользование»,

а также для студентов всех специальностей, изучающих экологию и

природопользование, при изучении вопросов рационального природо-

пользования. Базовыми дисциплинами, обеспечивающими успешное

изучение дисциплины «Рациональное природопользование» являются

геология и гидрогеология, информатика, общая экология, основы кли-

матологии и гидрологии, почвоведение

, водные ресурсы и основы вод-

ного хозяйства, управление водными ресурсами.

1. УЧЕТ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ

ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

1.1. Эколого-экономические показатели антропогенного воздействия

на окружающую среду

В современных условиях то или иное воздействие на окружающую

природную среду, приводящее к ухудшению ее качества и загрязнению,

оказывают любые производственные процессы вне зависимости от их

отраслевой специфики. Вместе с тем влияние различных отраслевых

производств на состояние природной среды неодинаково. Оно зависит

от множества факторов. В их числе используемое сырье, применяемые

технологии, квалификация персонала, общий уровень развития произ-

водства и степень его безопасности.

Производственные звенья неодинаково воздействуют на различные

природные среды и их компоненты (атмосферный воздух, водные, поч-

венные, биологические ресурсы). Энергетика особенно опасна с точки

зрения загрязнения атмосферного воздуха и большого объема

образую-

щихся отходов, в том числе золы. Целлюлозно-бумажное и химическое

производства сопровождаются значительными сбросами стоков в вод-

ные объекты или системы канализации.

Негативное техногенное влияние имеет различные формы: загряз-

нение в виде выбросов вредных веществ, сбросов сточных вод, тепло-

вое, электромагнитное воздействие, образование опасных отходов, изъ-

ятие природных ресурсов

из хозяйственного оборота и др.

Неодинаковы интенсивность и опасность негативных последствий

данного воздействия. Эти последствия зависят не только от объема

(массы) поступающих в природную среду вредных веществ, но и от

степени их опасности (токсичности), места выброса или сброса (город-

ская агломерация, сельский район, особо охраняемая природная терри-

тория).

Национальными и

международными аналитическими центрами ре-

гулярно проводится анализ воздействия современного производствен-

но-хозяйственного комплекса на окружающую природную среду. Ре-

зультаты которого с учетом экологических факторов и требований ус-

тойчивого развития служат обоснованию макроэкономической и регио-

нальной структурной политики, включающей энергетическую, техниче-

скую и инвестиционную, а также внешнеэкономическую политику [17].

Для целей подобного эколого-экономического анализа необходимо

иметь показатели, характеризующие воздействие экономики в целом и

ее отдельных отраслей на окружающую природную среду и ее ресурсы.

Такая система показателей, назовем их показателями экологичности и

природоемкости производства, еще только разрабатывается. Они не

носят нормативного обязательного характера и применяются в основ-

ном в аналитических

и исследовательских целях. Однако все это не

умаляет их значения. Очевидно, что с обострением экологических про-

блем и в ходе реализации концепции устойчивого развития, а также с

введением жесткой ответственности государств за эксплуатацию ресур-

сов биосферы и ее ассимиляционного потенциала, роль и значение ука-

занных показателей будет существенно возрастать.

Показатели

экологичности и природоемкости производства вклю-

чают в свой состав, с учетом разнообразия форм взаимодействия эконо-

мики и окружающей природной среды, общие и частные параметры.

Общие показатели являются интегральными, обобщающими и от-

ражают воздействие экономической системы (или отдельной отрасли)

на окружающую природную среду в целом или на ее природный ре-

сурсный потенциал

в частности. Таковыми являются: ущербоемкость,

отходоемкость, землеемкость, ресурсоемкость и ресурсоотдача, а также

энергоемкость производства (см. гл. 1.1.2.).

Наряду с общими показателями экологичности и природоемкости

производства, необходимо использовать частные показатели. В них

отражается воздействие различных отраслей экономики на отдельные

природные среды. Рассмотрим влияние производств на атмосферный

воздух, водную среду и земельно-почвенные

ресурсы и проанализируем

эти показатели в связи с анализом проблемы отраслевого загрязнения

окружающей природной среды.

1.1.1. Отраслевые особенности и показатели загрязнения природной среды

1.1.1.1. Загрязнение атмосферного воздуха и его показатели

Уровень загрязнения атмосферного воздуха определяется выброса-

ми вредных веществ передвижными и стационарными источниками. В

России в середине 90-х годов соотношение между этими источниками

загрязнения составляло 65 % и 35 %. В крупных городах удельный вес

передвижных источников в общем объеме загрязнения атмосферного

воздуха был еще выше. Так, в Санкт-Петербурге – 71 %; в Москве –

88 %, При этом

надо учитывать, что на уровень этих показателей в пер-

вую половину 90-х годов существенное влияние оказало падение,

вследствие кризиса, объемов промышленного производства и, соответ-

ственно, загрязнения среды от стационарных источников.

Основными передвижными источниками загрязнения атмосферно-

го воздуха является автотранспорт, в России его удельный вес в общем

объеме загрязнения передвижными источниками достигает 75 %, и же-

лезнодорожный транспорт (20 %).

Из стационарных источников, сбор и анализ данных по которым

осуществляются, в основном, по промышленности, о вкладе отдельных

отраслей в общее загрязнение атмосферного воздуха можно сказать сле

дующее: по общей массе выбросов наибольший вклад в атмосферное за-

грязнение вносят электроэнергетика, цветная и черная металлургия. За-

грязнение атмосферного воздуха, как и природной среды в целом, зави-

сит не только от массы (объема) загрязняющих веществ, но и от степени

их опасности. В этом отношении стоит обратить внимание, в частности,

на такие малотоннажные отрасли, как микробиологическая промышлен-

ность, а также кожевенное производство (входящее в состав легкой про-

мышленности). Масса выбросов этих отраслей незначительна, но сами

выбросы чрезвычайно опасны, являются сильными аллергенами.

Необходимо учитывать и состав выбрасываемых веществ. В горо-

дах к числу наиболее приоритетных относятся выбросы углекислого газа,

окислов углерода, вызывающих

кислотные дожди, диоксида азота и ди-

оксида серы, а также фенола, формальдегида, пыли и др. загрязнителей.

Для улавливания вредных веществ применяются различные пыле-

и газоулавливающие установки, что снижает ущерб, наносимый окру-

жающей среде. Важное значение имеет показатель степени улавливания

загрязняющих веществ. В промышленности России степень улавлива-

ния вредных веществ находится

в среднем на уровне около 80 %. Одна-

ко в отдельных непромышленных отраслях ситуация крайне неблаго-

приятная, например, на транспорте и связи около 5 %.

В энергетике эффективность и степень улавливания загрязнителей

во многом зависят от применяемого топлива. В Санкт-Петербурге, на-

пример, топливно-энергетический баланс является весьма прогрессив-

ным, что снижает вредные выбросы в

атмосферу. Удельный вес наибо-

лее экологически чистого топлива – газа – составляет в топливном ба-

лансе ТЭЦ около 95 % [17].

Перечисленные нами частные показатели отражаются в специаль-

ной форме статистической отчетности – Форма № 2-ТП (воздух) «Све-

дения об охране атмосферного воздуха». Ее заполняют предприятия,

являющиеся основными загрязнителями природной среды. Отчет вклю-

чает следующие разделы:

выбросы загрязняющих веществ в атмосферу,

их очистка и утилизация; выбросы в атмосферу специфических загряз-

няющих веществ; источники выбросов загрязняющих веществ в атмо-

сферу; выполнение мероприятий по сокращению выбросов загрязняю-