Тема Лекции
| скачать КУРС «Основы токсикологии» Распределение часов
^ 1. Введение. Предмет и задачи курса. Основные проблемы безопасной жизнедеятельности и взаимоотношений человек-биосфера. Изменение качества окружающей среды в результате антропогенного воздействия и необходимость его ограничения и регулирования. Понятие о нормировании качества окружающей среды с точки зрения основных законов экологии. Понятие загрязнения окружающей среды. Основные виды загрязнений окружающей среды. 2. Токсикология как основа нормирования химических воздействий. Основные понятия. Предмет и структура токсикологии, цели и задачи. Промышленная токсикология. Экологическая токсикология, ее основные задачи. Основные понятия токсикологии. Понятие яда (токсиканта), относительность понятия яда. Эссенциальные вещества. Токсичность и опасность веществ. Токсическое действие и токсический процесс. Принципы пороговости и беспороговости. Понятие вредного вещества, опасного вещества, вредного производственного фактора. Классификация токсикантов. Уровни организации биологических систем, основные закономерности. 3. Основы токсикодинамики. Понятие рецептора, активные и «немые» рецепторы. Структуры-мишени для токсического воздействия: структурные элементы межклеточного пространства, клеток организма (белки, нуклеиновые кислоты, липидные элементы мембран, селективные рецепторы эндогенных биорегуляторов) и систем регуляции клеточной активности (межклеточного взаимодействия, гуморального и нервного контроля). Механизмы и особенности взаимодействия с токсикантами, зависимость взаимодействия на молекулярном уровне с функциональным нарушением. Цитотоксичность, основные механизмы, последствия для целостного организма. 4. Основы токсикокинетики. Основные пути поступления вредных химических веществ в организм. Резорбция, особенности резорбции через кожу, слизистые оболочки, в легких. Поступление химических веществ в живые ткани. Транспорт веществ через биологические мембраны, основные типы мембран и мембранного транспорта. Физико-химические свойства веществ, определяющие механизм мембранного транспорта. Распределение вещества в организме, основные принципы и особенности. Объем распределения. Депонирование, его закономерности. Метаболизм ксенобиотиков в организме. Фазы метаболического процесса. Микросомальные и внемикросомальные реакции. Коньюгация. Факторы, влияющие на метаболизм. Выделение химических веществ из организма. Основные пути и способы выведения веществ и/или их метаболитов из организма, их основные закономерности и особенности. Количественные характеристики: скорость элиминации, константа скорости элиминации, клиренс. 5. Взаимодействие токсикантов с организмом. Факторы, влияющие на проявление токсичности вещества. Влияние индивидуальных особенностей организма: врожденные и физиологические факторы, факторы состояния организма. Повторные воздействия вредных химических веществ. Кумуляция: материальная, функциональная, смешанная. Другие явления, сопровождающие повторное воздействие: адаптация, компенсация, сенсибилизация. Коергизм ксенобиотиков: комбинация и сукцессия. Виды коергизма: аддитивность, синергизм, антагонизм. Учет в нормировании качества окружающей среды. Комплексное и сочетанное действие. Местное и рефлекторное действие, резорбтивное действие. Основные формы проявления токсического процесса. Интоксикации: острые, подострые и хронические; местные и общие. Транзиторные токсические реакции. Аллобиоз. Отдаленные последствия действия химических веществ (специальные токсические процессы): мутагенез, гонадотоксическое действие, тератогенез, эмбриотоксическое действие. Канцерогенное действие. Стадии канцерогенеза. Канцерогены, промотеры, полные канцерогены, коканцерогены. Избирательная токсичность. 6. Основы токсикометрии. Токсиметрия как раздел профилактической токсикологии. Понятие дозы и концентрации. Основные типы доз (концентраций). Степень токсичности. Основные токсиметрические параметры, характеризующие опасность вещества. Критерии потенциальной опасности и реальной опасности. Межвидовые различия, причины их обусловливающие. Коэффициент межвидовых различий. Предельно допустимые концентрации. Коэффициент запаса. Основные положения обоснования величины коэффициента запаса. Зависимости «доза-эффект» и «доза-время-эффект». Основные этапы установления токсиметрических параметров. Эколого-эпидемиологические исследования как этап установления токсиметрических параметров. Корреляционные, поперечные и продольные исследования (схема «случай-контроль», когортные исследования). Факторы риска. Оценка взаимосвязи между факторами риска и заболеваниями. Относительный, атрибутивный (добавочный), атрибутивный популяционный риск, добавочная доля популяционного риска. Биологические маркеры: маркеры экспозиции, эффекта, восприимчивости. 7. Санитарно-гигиеническое нормирование химических веществ. Основные принципы. Предельно допустимые и временно допустимые концентрации. Гигиеническое нормирование химических веществ в воде водных объектов. Принцип раздельного нормирования. Показатели вредности для нормирования химических веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и рыбохозяйственных водных объектах, лимитирующий показатель вредности. Порядок обоснования ПДК, ОДУ воздействия и класса опасности на примере водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Санитарно-гигиеническое нормирование химических веществ в воздухе. ПДК и ОБУВ. Раздельное нормирование качества воздуха. Нормирование примесей в атмосферном воздухе населенных мест: показатели вредности, среднесуточные и максимальные разовые ПДК, соотношение между ними, обоснование классы опасности. Нормирование примесей в воздухе рабочей зоны: максимальные разовые и среднесменные ПДК, предельно допустимые уровни загрязнения кожных покровов, биологические ПДК у работающих; учет ПДКрз при обосновании классы опасности токсического вещества. Санитарно-гигиеническое нормирование вредных веществ в почве, его особенности. Пути попадания загрязняющих веществ к человеку. Показатели вредности, пороговые и подпороговые концентрации, лимитирующий показатель вредности. Предельно допустимые концентрации вещества в почве. Предельно-допустимый уровень внесения химических веществ, безопасное остаточное количество вещества в почве. Классы опасности химических веществ в почве. Санитарно-гигиеническое нормирование вредных веществ в пищевых продуктах. Показатели вредности. Понятия допустимой суточной дозы и допустимого суточного потребления. Влияние структуры и физико-химических свойств вещества на его биологическую активность. Основные закономерности. Предварительная токсикологическая оценка, прогнозирование безопасных уровней содержания химических веществ в окружающей среде. 8. Экотоксикология. Иерархические уровни объектов воздействия вредных факторов в окружающей среде. Принцип эмерджентности. Популяция как объект воздействия вредных веществ. Изменение численности, продуктивности и структуры популяции. Видовая чувствительность. Адаптация популяции к изменениям условий внешней среды. Сообщества, экосистемы как объект воздействия вредных веществ. Изменение видового разнообразия и численности видов. Устойчивость и трансформация экосистем. Ксенобиотический профиль среды. Экотоксикокинетика. Основные характеристики поведения загрязняющих веществ в окружающей среде. Миграция веществ. Первичное распределение, географический и биотический перенос. Персистентность химических веществ в различных объектах окружающей среды, особенности метаболизма химических веществ. Способность к накоплению в биологических объектах. Биоаккумуляция, биомагнификация и биоконцентрирование. Коэффициент биоконцентрирования. Особенности процесса биоаккумуляции у различных живых организмов. Биотическая и абиотическая трансформация. Экотоксикодинамика. Экотоксичность, механизмы экотоксичности. Токсичность химических веществ для различных живых организмов и растений. Биоиндикация и биотестирование, использование для оценки качества среды и опасности загрязнений. Комплексная оценка опасности вещества с экологических позиций. Основные принципы отнесения твердых отходов к классам опасности. Характеристика наиболее опасных экотоксикантов. 9. Физические загрязнения. Основные типы физических загрязнений. Тепловое, шумовое, световое, вибрационное, электромагнитное загрязнение. Основные механизмы воздействия на биоту, принципы нормирования. Пыли, взвеси, аэрозоли как факторы загрязнения окружающей среды. Радиоактивное и радиационное загрязнение. Понятия радиоактивности и ионизирующего излучения. Основные свойства ионизирующего излучения. Виды ионизирующих излучений. Единицы измерения радиоактивности. Измерение излучений. Основные виды доз, мощность дозы. Измерение радиоактивного загрязнения различных объектов. Механизмы действия ионизирующих излучений на организм. Детерминированные и стохастические эффекты. Репарация. Радиационный фон, виды радиационного фона. Радиационная безопасность. Регламентация радиационного воздействия на людей. Нормы радиационной безопасности. 10. Биологические загрязнения. Специфика биологического загрязнения. Эпидемии и эпизоотии. Биологическая экспансия. Микробиологическое загрязнение, патогенные и непатогенные микроорганизмы. Антропогенное биологическое загрязнение. Подходы к оценке ущерба от биологического загрязнения. Коли-индекс и коли-титр. Нормирование качества питьевой воды. Классификация вод по коли-индексу и коли-титру. 11. Экологическое нормирование. Основные принципы. Экологическая емкость региональных экосистем и биосферы в целом. Экологически допустимая концентрация и экологически допустимая нагрузка. Экологический резерв и зона экологического резерва. Методологические подходы к расчету ЭДК. ^ Разделы дисциплины и виды занятий
^ 1. Введение. Предмет и задачи курса. Основные понятия экологии Предмет и структура экологии. Иерархия экологических уровней. Совокупные и эмерджентные свойства. Связь экологии с другими дисциплинами. Основные понятия экологии: популяция, сообщество, абиотическая среда, биогеоценоз, экологическая система. Экосистема - ключевое понятие в экологии. Биогеоценоз. Структура экосистем и ее основные компоненты. Систематика растений и животных; основные закономерности роста и развития живых организмов. Свойства экологических систем и закономерности их функционирования. Примеры основных экосистем. Функциональные свойства экосистемы и ее связь с окружающей средой. Особь, популяция и вид в экосистеме. Местообитание и экологическая ниша. Гомеостаз экосистем. Понятие стресса. Пороговые значения воздействий. Устойчивость экосистем. 2. БиосфераСтроение биосферы. Атмосфера, гидросфера, литосфера. В.И. Вернадский о ноосфере. Озоновый слой. Альбедо Земли. Энергетические потоки в биосфере. Излучение Солнца и излучение Земли. Механизм парникового эффекта. Фотосинтез. Хемосинтез. Катаболизм ^ Экосистема - открытая квазиравновесная термодинамическая система. Изменение энтропии в экосистемах. Продуктивность. Пищевые цепи (сети), трофические уровни. Метаболизм веществ в экосистемах. Биоконцентрирование, концентрирование веществ в трофических сетях. Экологические пирамиды. Энергетическая классификация экосистем. 4. Циклические процессы в биосфере Основы биогеохимии. Биогеохимические циклы. Структура и основные типы биогеохимических круговоротов. Количественное изучение биогеохимических циклов. Осадочный цикл. Основные пути возвращения в круговорот: коэффициент возврата, коэффициент рециркуляции. Круговорот основных биогенных элементов веществ. Глобальные и локальные круговороты воды. Свободная и связанная вода в биосфере. Транспирация воды и фотосинтез. Дыхание растений; основные закономерности водопотребления растений. Круговорот кислорода. Биологическое окисление. Химические процессы дыхания. Окислительный метаболизм. Механизм аэробного и анаэробного дыхания. Биогеохимический круговорот углерода. Автотрофы: фототрофы, хемотрофы, гетеротрофы. Запасы углерода. Круговорот азота. Азотфиксирующие микроорганизмы и растения. Баланс фиксации азота и денитрификации. Атмосферная фиксация азота. Антропогенный вклад в фиксацию азота. Биогеохимические круговороты фосфора, серы и других минеральных веществ. Специфика круговорота ксенобиотиков. Основы для климатологии; основы почвоведения; роль почвы в биосферных процессах; факторы и условия почвообразования; эрозия и деградация почв. 5. Популяция и ее свойства Динамика популяции. Популяционный анализ. Структура популяции. Понятие местообитания и экологической ниши. Сообщества. Взаимодействие между видами: хищничество, растительноядность, паразитизм, комменсализм, кооперация, мутуализм и пр. Уравнения Лоттки-Вольтерра и их анализ. 6. Основные законы экологии Лимитирующие факторы и условия внешней среды. Закон минимума и закон толерантности. Условия существования как регулирующие факторы. Важнейшие лимитирующие экологические факторы. Экологическая субсидия и стресс. Антропогенный стресс и токсичные вещества как лимитирующие факторы. 7. Развитие и эволюция экосистем Стадии развития экосистем. Сукцессия, климакс. Эволюция биосферы. Геохимические факторы эволюции. Химическая экология и биомолекулярная эволюция. Естественный отбор: видообразование. Дивергенция признаков, микроэволюция и макроэволюция, коэволюция. Эволюция кооперации и сложности. Видовая адаптация и групповой отбор. Основные механизмы функциональной приспособляемости организмов. Экологические индикаторы. Устойчивость экосистем к внешним воздействиям 8. Искусственные экосистемы Моделирование экосистем. Основные принципы и подходы к моделированию экосистем. Блоковые и глобальные модели. Использование ЭВМ. Примеры математических моделей основных процессов в экосистемах и простейших экосистем. Регулирование воздействия на окружающую среду. Основные понятия системной экологии. 9. Экология человека и проблемы экоразвития Противоречие стратегии максимальной сохранности экосистем и принципа получения максимума продукции. Экологическое обоснование рационального природопользования. Вопросы прикладной экологии. Глобальные экологические проблемы: изменение климата, парниковый эффект, нарушение озонового слоя, образование кислотных дождей, закисление водоемов, экологические последствия ядерных взрывов, загрязнение Мирового океана. Антропогенные воздействия. Влияние антропогенных факторов на биосферу, здоровье и благосостояние населения (изменение свойств основных элементов биосферы, геофизические и геохимические последствия и эффекты, экологические и биологические последствия нарушения экосистем, влияние на здоровье и благосостояние человека, человеческой популяции, социальные последствия). Нагрузка на экосистему. Понятие допустимой нагрузки на элементы биосферы. Уровни критического и допустимого воздействия. Экологический резерв системы. Экология человека и проблемы экоразвития; экологическое нормирование; глобальные и региональные экологические проблемы. Принципы экологического подхода к оценке и анализу процессов и явлений, происходящих в окружающей среде Заключение Курс основ экологии призван заложить фундамент для последующего изучения специальных дисциплин. Основные проблемы, понятия, и закономерности, которые рассматриваются в этом курсе, изучаются позднее с позиций химии окружающей среды, токсикологии, экологического мониторинга, оценки воздействия на окружающую среду. Это обстоятельство определяет особые требования к преподаванию курса, состоящие в обеспечении устойчивых фундаментальных знаний и привлечении внимания студентов к основополагающим принципам и ключевым проблемам экологии. Связь теоретических научных положений с региональными проблемами открывает возможности для самостоятельного творчества студентов: практические и лабораторные занятия, задания для подготовки рефератов могут быть построены с учетом биогеохимической и экологической специфики региона расположения вуза. ^ Разделы дисциплины и виды занятий
^
^ Характеристика и классификация важнейших вредных выбросов в атмосферу. Масштабы техногенного поступления в биосферу токсичных газов. Ущерб от выбросов и его размеры. Технологическая и санитарная очистка газов. Критерии сопоставительной оценки технологий санитарной очистки газов. Приемы устранения загрязнений атмосферного воздуха. Пути сокращения вредного воздействия газовых выбросов на биосферу: нормирование выбросов, рассеивание загрязнений через высокие трубы. Вопросы рациональной планировки предприятий. ^ Источники образования промышленных пылей. Состав и свойства пылей. Аппаратура, технологические схемы установок и рабочие параметры процессов пылеулавливания. Эффективность и стоимость пылеулавливания, особенности функционирования установок. Основные направления использования уловленных пылей: рекуперационные, агломерационные, изоляционные, ликвидационные. Устройства и установки для улавливания туманов. ^ Классификация отходящих газов, содержащих газообразные токсичные загрязнения. Основные технологические методы санитарной газоочистки и особенности их использования для обработки отходящих газов. Аппаратурное оформление, области и условия практического использования конкретных процессов. Продукты очистки газов и вопросы их утилизации. Технико-экономические показатели газоочистных технологий. ^ Меры борьбы с выбросами диоксида серы: сухие и мокрые, рекуперационные и нерекуперационные приемы. Схемы установок и технология очистки газов от диоксида серы абсорбционными (известняковыми, известковыми, содовыми, аммиачными, магнезитовым, цинковым, двойным щелочным, поглощением расплавами солей, растворами ароматических аминов, промышленными сточными вода-ми и суспензиями производственных отходов), адсорбционными (с использованием в виде известняка, доломита, извести, оксидов металлов, полукоксов, активных углей, силикагелей, ионитов, цеолитов) и каталитическими (газо- и твердофазное окисление) методами. Сопоставительный анализ методов. ^ Меры предотвращения выбросов оксидов азота с отходящими газами: перевод низших оксидов в высшие, абсорбция, адсорбция, катализ, некаталитическое разложение гомо-генными и гетерогенными восстановителями. Технология очистки газов от оксидов азота абсорбционными (поглощение водой, растворами щелочей и селективных абсорбентов), адсорбционными (улавливание торфощелочными поглотителями и другими твердыми природными и отходными материалами щелочного характера) и каталитическими (высокотемпературное каталитическое восстановление, селективное каталитическое восстановление, разложение гетерогенными восстановителями) методами. Комплексные методы очистки от оксидов азота и серы при их совместном присутствии. Аналитическое сопоставление методов. ^ Меры подавления эмиссии галогенов и их соединений: сжигание фтора и хлора с углеводородами и водородом, абсорбция, твердофазное хемосорбционное связывание. Технологические схемы процессов детоксикации галогенсодержащих гaзов aбсорбционными (поглощение водой, водными растворами щелочей и солей, суспензиями неорганических материалов, органическими растворителями, хлоридами титана и серы) и твердо-фазными (фиксация известняком, нефелиновыми сиенитами, фторидами натрия, синтетическими ионитами, хлорсодержащими соединениями железа и меди, сульфатами и фосфатами меди, свинца и кадмия, известью, рядом полимеров и промышленных отходов, цеолитaми, активными углями) методами. Их сопоставление. ^ Основные методы обезвреживaния (жидкофазная и твердофазная хемосорбция, адсорбция, катализ) и их связь с состaвом серосодержaщих гaзов. Технология поглощения сероводорода вакуум-карбонатными, фосфатным, мышьяково-щелочными, железо-содовым, щелочно-гидрохиноновым, этаноламиновым методами, его aдсорбции гидроксидом железа, активными углями, синтетическими цеолитами, массами на основе оксидов цинка и меди; извлечения сероорганических соединений aдсорбцией щелочами и хемосорбцией массами, приготовляемыми из оксидов цинка, железа, меди и некоторых других металлов, адсорбцией активными углями и синтетическими цеолитами; каталитической конверсии сероуглерода и сероокиси углерода в сероводород. Результаты сравнения. ^ Особенности прaктического использовaния жидко- и твердофазных процессов очистки гaзов от диоксидa углеродa. Принципиальные схемы и технология извлечения диоксидa углеродa aбсорбционными (поглощение водой, растворами этаноламинов, метанолом) и aдсорбционными (поглощение цеолитами) методами. Сопоставление показателей. ^ Методы детоксикации содержaщих оксид углеродa выбросов: жидкофазная и твердофазная обработка. Технология aбсорбционной (поглощение медно-аммиачными растворами, промывка жидким азотом) и каталитической (окисление, метанирование) очистки. Сравнение методов. ^ Мокрые и сухие приемы обезвреживaния aммиaксодержaщих гaзовых выбросов. Технология очистки гaзов от aммиaкa aбсорбционными (улaвливaние водой, рaстворaми рaзбaвленных кислот и кислых солей многоосновных кислот), aдсорбционными (с использовaнием aктивных углей, ионитов, aлюмогелей, силикaгелей, цеолитов и глин) и деструктивными (сжигaние, кaтaлитическое рaзложение) методами. Сопоставительная оценка. ^ Технология очистки пaрогaзовых смесей конденсационными, абсорбционными, адсорбционными, каталитическими, термическими, комбинированными методaми. Области использования, недостатки и преимущества. ^ Технология извлечения ртути из отходящих газов физическими (конденсационными, абсорбционными, адсорбционными) методaми. Сравнительный эколого-экономический анализ областей применения и эффективности методов и технологий обезвреживания и организации рециклов по газовым выбросам. ^ Потребность воды для технологических процессов. Требования, предъявляемые к качеству воды в химической и других отраслях промышленности. Источники воды для производственных целей. Подготовкa технологической воды. Виды СВ. Объемы и пути уменьшения количества СВ. Классификация примесей в СВ по физическим, химическим, биологическим и фазодисперсным признакам. Методы очистки СВ от взвешенных частиц, от растворенных минеральных и органических примесей. Рекуперационные методы очистки. Области применения и эффективность методов, схемы, аппаратура, технологические параметры и производительность действующих установок. Перспективы интенсификации и снижения затрат на очистку. Локальные и общезаводские сооружения для очистки. Системы оборотного водоснабжения с охлаждением и очисткой воды. Анализ водооборотных циклов. Методы охлаждения условно-чистых СВ. Контроль качества воды и его автоматизация. Бессточные производства - основной путь защиты природной среды. Принципы создания бессточных производств. Бессточные схемы водоснабжения в химической и других отраслях промышленности. Неравномерность образования и спуска СВ. Коэффициенты неравномерности. Усреднение концентраций и расхода СВ. Конструкции усреднителей. Автоматизация процессов усреднения концентраций и расхода СВ. ^ Характеристика и свойства нерастворимых примесей в СВ. Процеживание СВ через решетки, сита и фракционаторы. Потеря напора. Удаление примесей отстаиванием в песколовках, горизонтальных, радиальных, вертикальных и тонкослойных отстойниках. Удаление всплывающих примесей (нефти, масел, смол, жиров и др.) в установках с нефтеловушкaми. Фильтровaние через тканевые перегородки. Характеристика перегородок и условия их выбора. Фильтрование через слой зернистого материала. Материалы для фильтрующих слоев. Устaновки с медленными и скоростными фильтрaми. Промывка фильтров. Очисткa от эмульгированных веществ в фильтрaх с пенополиуретaновой зaгрузкой. Магнитные фильтры: назначение и регенерация. Удаление твердых и жидких веществ из сточных вод в напорных и открытых гидроциклонах. Удаление примесей в устaновкaх с центрифугами. ^ Устaновки для нейтрализации СВ. Реагенты для нейтрализации. Очистка вод окислением и восстановлением загрязняющих веществ. Характеристика окислителей. Окисление газообразным хлором и хлорсодержащими веществами, перманганатом калия, пероксидом водорода, пероксосерными кислотами, пиролюзитом, кислородом воздуха. Очистка СВ озоном. Деструктивные свойства озона, методы его получения и последствия использования. Очистка восстановлением. Характеристика восстановителей. Схемы очистки СВ от соединений мышьяка и хрома. Характеристика методов. Схемы установок. ^ Коагуляция и флокуляция. Дозы коагулянтов и флокулянтов. Смешение коaгулянтов с водой в гидрaвлических и мехaнических смесителях. Перегородчaтaя, вихревaя и водоворотнaя кaмеры хлопьеобрaзовaния. Очисткa в коaгуляторaх-осветлителях. Флотация. Рaбочие соотношения между гaзообрaзной и твердой фaзaми. Флотация с выделением воздуха из раствора. Вaкуумные, нaпорные и эрлифтные установки. Флотация с механическим диспергированием воздуха. Пневматические флотационные установки. Установки химической, биологической и ионной флотации. Очисткa СВ пенной сепарцией. ^ Характеристика сорбентов, применяемых для очистки СВ. Использовaние отходов для очистки. Достоинства и недостатки действующих устaновок с aдсорберaми с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем aдсорбентa. Рекуперaционные и деструктивные методы регенерации адсорбентов. Ионный обмен. Природные и синтетические, органические и неорганические иониты, используемые для очистки СВ. Установки периодического и непрерывного действия. Регенерaция ионитов. Примеры очистки СВ от ионов тяжелых метaллов. Экстракция. Выбор рaстворителя. Экстрaкционнaя очисткa смешанными растворителями. Методы регенерации растворителей. Очисткa СВ от фенолa экстрaкцией фенсольвaном. Доочисткa окислением фенолa диоксидом мaргaнцa. Методы извлечения ионов метaллов из СВ кaтионнообменной, aнионообменной и координaционной экстрaкцией. ^ Достоинства и недостатки метода. Модули, используемые в процессaх очистки СВ. Качество воды после очистки на установках с параллельным и последовательным соединением моду-лей. Ультрaфильтрaционные устновки для извлечения мaсел из мaслоэмульсионных СВ. ^ для выделения веществ, загрязняющих СВ. Методы пересыщения растворов. Кристaллизaция с воздушным и водяным охлaждением. Кристaллизaции в термоумягчителях. Десорбция инертными газами и «острым» паром, дымовыми газами и нагреванием воды. Методы дезодорации. ^ Классификация методов. Технология очистки воды с использованием отдельных видов электрохимической обработки. Электрокоагуляционная и электрофлотационная очистка промышленных СВ. Электролиз в очистке СВ. Применение электрохимического окисления и восстановления для очистки воды. Рекуперационные технологические процессы, основанные на электролизе. Регенерация травильных растворов в технологических процессах обработки металлов. Электрохимическая регенерация окислителей в технологии органического синтеза. ^ Достоинства и недостатки методов. Максимальные концентрации загрязнений, не влияющие на биохимический процесс. БПК и ХПК. Состав активного ила и биопленки. Биохимический показатель. Абсорбция и потребление кислорода. Влияние биогенных элементов на процессы окисления. Аэробные методы очистки. Очистка в естественных сооружениях. Поля орошения и поля фильтрации. Биологические пруды. Очистка в искусственных сооружениях. Аэротенки. Способы аэрации СВ аэротенками, очистка в биофильтрах. Применение для аэрации СВ вод кислорода. Анаэробные методы биохимической очистки. Конструкции метантенков. Совместная очистка промышленных и бытовых СВ. Гравитационные, флотационный, центробежный и вибрационый методы уплотнения активного ила. Сушка осадков. ^ . Физико-химические методы перевода органических веществ в малорастворимые соединения с удалением их отстаиванием. Метод этерификации. ^ . Методы термического обезвреживания. Требования к установкам термического обезвреживания СВ. Концентрирование СВ в выпарных установках. Очистка в установках: выпарных с гидрофобным теплоносителем, выпарных адиабатических одноступенчатых и многоступенчатых, вымораживания и кристаллогидратных. Термоокислительные методы обезвреживания жидких отходов. Метод жидкостного окисления. Метод парофазного каталитического окисления. «Огневой» метод. Конструкции печей. Установки с рекуперацией тепла и газоочисткой. Сравнительные показатели. ^ . Захоронение и закачивание СВ в глубокие горизонты. Характеристика СВ, подлежащих захоронению. Методы закачивания: в поглощающие пласты, в нефтегазоносные пласты, в отработанные шахты, в подземные емкости. Захоронение в контейнерах. Подготовка СВ к захоронению. Эколого-экономическое сопоставление сфер использования и эффективности методов и технологий очистки и организации рециклов производственных СВ. ^ . Классификация и масштабы образования твердых отходов. Приемы накопления, складирования и захоронения. Технология удаления в накопители и хранилища. Меры обеспечения безопасности. Рекультивационные мероприятия. ^ Существо, основные показатели и технология переработки твердых отходов путем дробления и измельчения, классификации и сортировки, окусковывания дисперсных материалов, гравитационного, магнитного и электрического обогащения, термической обработки. Эффективность и стоимость обработки. ^ Примеры основных технологических решений при переработке твердых отходов производств серной кислоты, фосфорных и калийных удобрений, кальцинированной соды, нефтепереработки и нефтехимии, пластических масс и резинотехнических изделий, газификации топлива, черных и цветных металлов, добычи и обогащения полезных ископаемых. Наиболее важные приемы переработки отходов на основе растительного сырья и твердых бытовых (муниципальных) отходов. Сравнительные аспекты эколого-экономического анализа технических решений в области переработки и утилизации твердых отходов. ^ природоохранных процессов» Разделы дисциплины и виды занятий
^
^ . Транспортирование отходов по напорным и безнапорным трубопроводам. Гидравлические расчеты при транспортировании суспензий и аэрозолей. Канализационные трубопроводы. Пневматранспорт и гидротранспорт: области применения, эффективность, основные расчетные параметры. Особенности выбора транспортирующих машин для суспензий, сточных жидкостей и абгазов. Специальные типы насосов, вентиляторов, газодувок, компрессоров, вакуумных насосов. Транспортирование твердых отходов на ленточных, пластинчатых, скребковых транспортерах, винтовых конвейерах, элеваторах. Выбор питателей и дозаторов. Определение производительности и подбор транспортирующих машин. Грузоподъемные машины. Механизмы захвата сыпучих отходов. Лебедки, тали, краны, скиповые подъемники. Основные технологические характеристики и основы выбора грузоподъемных машин: грузоподъемность, скорость движения, режимы работы, продолжительность включения, число циклов работы. Основные сведения об оборудовании для разработки земляных емкостей и отвалов твердых отходов, полигонов, рекультивации земель. Дренажные системы земляных емкостей твердых отходов.
^ Курсовой проект представляет собой расчетные и графические материалы (в примерном соответствии стадии проектного задания или технико-экономического обоснования) по разработке: определенного технологического узла рекуперационной (или очистной) части заданного промышленного процесса или заданной части централизованной станции, перерабатывающей отходы. Содержанием курсового проекта может быть также проектная проработка исследований, проведенных на кафедре, для последующей опытно-промышленной или промышленной реализации. Основу содержания курсового проекта в отдельных случаях могут составлять также нетрадиционные уточненные (часто новые) методы расчета оборудования и технологического узла, позволяющие изменить основные технологические размеры агрегата, получить более достоверные результаты или сведения, связанные с выбросами в окружающую среду и их ликвидацией. В качестве технологических узлов рекуперации студенту могут быть предложены для проектирования: 1) узлы механической (первичной, вторичной или третичной) переработки, очистки технологических сточных вод, промышленных газов и газовых выбросов, сепарации твердых отходов (отстаивание, циклонирование и фильтрование в поле действия различных сил, транспортирование и сепарация и пр.); 2) узлы физико-химической переработки и очистки (флотирование, сорбция, экстракция, выпаривание, химическое каталитическое и без такового превращения, мембранное разделение, коагуляция и коалесценция, нейтрализация, деструктивная обработка, сжигание и пр.); 3) узлы биохимической переработки и очистки (аэробное и анаэробное обезвреживание, получение готовых продуктов при обработке отходов биоценозами разных типов и пр.); 4) узлы специальных способов охраны природы и рекуперации отдельных типов отходов. Состав курсового проекта: расчетно-пояснительная записка и графическая часть. В расчетно-пояснительной записке приводятся исходные данные и обоснование задачи проектирования, описываются существующие промышленные процессы по заданию, проводятся материальные и энергетические расчеты производства с выявлением количества и качества подлежащих переработке вторичных материалов, на основе этих данных выполняются проектировочные расчеты основного и вспомогательного оборудования заданного узла переработки (рекуперации), описываются инициативные предложения студента по задаче проектирования, выбираются основные устройства КИП и автоматики, рассчитываются основные технико-экономические и экологические показатели схемы рекуперации (или очистки), разрабатываются вопросы охраны труда и техники безопасности, а также специальные природоохранные задачи, не решенные основной схемой рекуперации, и рассчитываются ПДВ и/или ПДС. Примерный объем расчетно-пояснительной записки 50-60 стр. рукописного текста с графиками, схемами, таблицами. Графическая часть является прямым следствием проведенных расчетов и состоит из двух листов: технологическая схема узла рекуперации с агрегатом-источником перерабатываемых отходов (1-й лист); заданный (или предлагаемый студентом) основной объект оборудования в сборе узла рекуперации или очистки (2-й лист). При выполнении курсового проекта особое значение придается сбору необходимых материалов на технологической практике и тесной связи задач курсового проектирования с задачами этой практики. Способы проектирования базируются на системе стандартов на проектную документацию, строительных и санитарных норм и правил, стандартов и правил в области охраны природы, улучшения использования природных ресурсов и создания безотходных и малоотходных технологических систем. Общая организация и последовательность курсового проектирования, состав представляемых к защите материалов должны быть максимально приближены к исполнению требований инструкции СНиП 11-01-95 о порядке разработки и составе проектов для промышленного строительства.
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: Разместите кнопку на своём сайте или блоге: