Билет № 9 Связи состава, строения и свойств химических соединений с показателями токсического действия

1. Система водоснабжения промышленных и селитебных зон

Водоснабжение оборотное – относительно быстрое повторное поступление использованной воды в технологические циклы или бытовые водопроводные сети после её очистки (в технологических циклах иногда без неё). Селитебная зона

Селитебная территория – часть планировочной структуры города; территория включающая: - жилые районы и микрорайоны; - общественно-торговые центры, улицы, проезды, магистрали; - объекты озеленения. В селитебной зоне могут размещаться отдельные коммунальные и промышленных объекты, не требующие устройства санитарно-защитных зон.

Системой технического водоснабжения называется комплекс сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающий забор природной воды из источника, её очистку, охлаждение; специальную очистку, транспортировку и подачу потребителям, а также сооружения, оборудования и установки, необходимые для приёма отработавшей воды и подготовки её для повторного использования.

В зависимости от изменения качества воды в процессе её использования схемы оборотного водоснабжения подразделяются на "чистые" циклы для воды, которая при использовании только нагревается; "грязные" циклы для воды, которая при использовании только загрязняется.

Очистку от механических примесей природных и сточных вод осуществляют в специальных сооружениях для осветления воды.В системах технического водоснабжения в качестве первой ступени осветления используются горизонтальные и радиальные отстойники, гидроциклоны, крупнозернистые фильтры, очищающие воду от частиц определённой крупности. При необходимости очистки воды и от мелкодисперсной взвеси используются в качестве второй ступени осветители и фильтры.

Существенно облегчают проблемы перехода на бессточное водопользование новые технологии в энергетике и, в частности, по очистки воды. К ним относятся внедрение противоточных фильтров, фильтров непрерывного действия, выпарных установок, беспродувочной системы охлаждения ТЭС с градирнями, переход с гидравлической на пневматическую систему золоудаления. Одним из прекращения сброса в водоёмы продувочных вод оборотных систем водоснабжения является питание системы водоподготовки водой из оборотной системы. В других случаях исключение сброса продувочных вод в водоёмы достигает стабилизацией оборотной воды подкислением или обработкой домовыми газами электростанций.

2. Связи состава, строения и свойств химических соединений с показателями токсического действия.

Токсичность органических соединений зависит от их строения и свойств. Соединения с нормальной углеродной цепью оказывают более выраженный токсический эффект по сравнению с разветвленными изомерами (пропиловый и бутиловый спирты оказывают более выраженное токсическое действие, чем изопропиловый и изобутиловый спирты). Циклические ц/в с одной боковой цепью более токсичны, чем их изомеры с 2 и более боковыми цепями(диметилциклогексан действует слабее, чем этилциклогексан). Замыкание цепи углеродных атомов увеличивает силу действия вещества при их ингаляторном поступлении (пары циклопропана действуют сильнее, чем пропана). При введении в молекулу гидроксильной группы увеличивается растворимость и ослабляется сила действия соединения, поэтому спирты менее токсичны, чем соответствующие ц/в.Введение в молекулу галогена усиливает токсичность соединений, возможно появление новых свойств у данного соединения. Введение в молекулу нитро(-NO₂), нитроза или аминогруппы (-NH₂) редко изменяет токсические свойства соединении. Группы NO₂ ,NO оказывают сосудорасширяющее и гипотензивное (падение давления)действие. Появление нитрозогруппы в соединении действует на ЦНС и вызывает метгемоглобинообразование. Особая токсичность присуща соединениям, содержащим аминогруппу(анилин). Введение в молекулу соединений кратных связей ведет к усилению их способности к химической реакции и повышает их токсичность.

3. Абсорбционный метод очистки газов, типы аппаратов и их конструктивные особенности, особенности и области применения.

По способу образования этой поверхности, что непосредственно связано с конструктивными особенностями абсорберов, их можно подразделить на четыре основные группы:

1. Распыливающие

2. Насадочные

3. Пленочные

4. Тарельчатые.

Распылевающие(безнасадочные) абсорберы Простейшее абсорбционное оборудование,обеспечивающее достаточную эффективность процесса, - это безнасадочные колонны. Они представляют собой цилиндрические или призматические сосуды, в которых орошающая жидкость разбрызгивается (обычно через серию форсунок) в направлении, противоположном потоку очищаемого газа, и в виде капель падает на дно абсорбера.

В распыливающих абсорберах контакт между фазами достигается распыливанием или разбрызгиванием жидкости в газовом потоке. Эти абсорберы подразделяют на следующие группы: 1) полые (форсуночные) 2) скоростные прямоточные; 3) механические распыливающие абсорберы. Эффективность абсорбции в безнасадочных колоннах зависит от однородности распределения капель жидкости по всей колонне. Для достижения хорошего разделения орошающей жидкости диаметр колонны, как правило, не должен превышать 2 – 3 м. Преимущество безнасадочных колонн заключается в малом сопротивлении потоку газа (обычно от 100 до 300 Па), простоте конструкции и меньших помехах пылевых частиц в очищаемом газе. Недостатки – малая эффективность процессов диффузии и массообмена.

Рис. 1. Устройство полых распыливающих абсорберов

а – вертикального с верхним распылом жидкости; 1 – корпуса; 2 – форсунки; 3 – коллектор орошающей жидкости; 4 – брызгоотбойник; 5 – газораспределительная решетка.

Полые распыливающие абсорберы отличаются простотой устройства, низкой стоимостью, малым гидравлическим сопротивлением, их можно применять для обработки сильно загрязненных газов.

К недостаткам полых распыливающих абсорберов, помимо их низкой эффективности, относятся также низкие скорости газа (до 1 м/с) во избежание уноса, неудовлетворительная их работа при малых плотностях орошения, достаточно высокий расход энергии на распыление жидкости.

Распыливающие полые абсорберы целесообразно применять для улавливания хорошо растворимых газов.

К этому типу аппаратов относится абсорбер Вентури (рис.2), основной частью которого является труба Вентури.

Рис. 2. Устройство бесфорсуночного абсорбера Вентури:

а – с эжекцией жидкости; 1 – конфузоры; 2 – горловины; 3 – диффузоры; 4 – сепараторы; 5 – циркуляционная труба; 6 – гидравлический затвор

К абсорбентам предъявляют определенные требования. Они должны иметь возможно большую абсорбционную емкость, высокую селективность, невысокое давление насыщенных паров и небольшую вязкость, быть термохимически устойчивыми, не проявлять коррозионную активность, легко регенерироваться, быть доступными и иметь низкую стоимость.

2. насадочные абсорберы

Эти абсорберы представляют собой колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы. В насадочной колонне 1 (рис. 4,а,б) насадка 3 укладывается на опорные решетки 4, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости, которая достаточно равномерно орошает насадку 3 с помощью распределителя 2 и стекает по поверхности насадочных тел в виде тонкой пленки вниз.

Рис. 4. Насадочные абсорберы:

а – со сплошным слоем насадки: 1 – корпуса; 2 – распределители жидкости; 3 – насадка; 4 – опорные решетки; 5 – перераспределитель жидкости; 6 – гидравлические затворы; в – эмульгационная насадочная колонна; 1 – насадка; 2 – сетка, фиксирующая насадку; 3 – гидравлический затвор; 4 – опорная решетка; 5 – распределитель газа

Эффективность работы насадочных абсорберов существенно зависит от площади поверхности насадки и однородности ее орошения. Последнее определяется регулярностью подач орошающей жидкости и особенностями поверхности насадки. Керамические элементы орошаются более однородно, тогда как на пластиковых элементах при малой подаче жидкости не образуется сплошной пленки и, следовательно, в массообмене принимает участие лишь малая часть поверхности.

3.пленочныеабсорберы

В пленочных абсорберах поверхностью контакта фаз является поверхность жидкости, текущей по твердой, обычно вертикальной стенке. К этому виду аппаратов относятся: 1) трубчатые абсорберы; 2) абсорберы с плоскопараллельной или листовой насадкой; 3) абсорберы с восходящим движением пленки жидкости.

Трубчатый абсорбер

Рис. 12. Трубчатый пленочный абсорбер: 1 – корпус; 2 – трубки; 3 – перегородки

4. Тарельчатые абсорберы

Тарельчатые абсорберы обычно представляют собой вертикальные цилиндры – колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга по высоте колонны размещаются горизонтальные перегородки – тарелки. Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и многократном взаимодействии жидкости и газа.

Тарельчатые колонн со сливными устройствами. К аппаратам этого типа относятся колонны с колпачковыми, ситчатыми, клапанными и другими тарелками. Эти тарелки имеют специальные устройства для перетока жидкости с одной тарелки на другую – сливные трубки, карманы и др.

Ситчатые тарелки. Эти тарелки имеют большое число отверстий диаметром 2 – 8 мм, через которые проходит газ в слой жидкости на тарелке. Уровень жидкости на тарелке поддерживается переливным устройство.

Клапанные тарелки. Принцип действия этих тарелок (рис. 17, а) состоит в том, что клапан 2, свободно лежащий над отверстием в тарелке 1, с изменением расхода газа увеличивает подъем и соответственно площадь зазора между клапаном и плоскостью тарелки для прохода газа.

Пластинчатые тарелки. В отличие от рассмотренных выше тарелок эти тарелки работают при однонаправленном движении фаз.

Колонны с тарелками без сливных устройств. В тарелке без сливных устройств (рис. 23) газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия или щели. При этом одновременно с взаимодействием фаз на тарелке происходит сток жидкости на нижерасположенную тарелку – «проваливание» жидкости.

4. Государственные кадастры природных ресурсов и объектов

Государственными кадастрами природных ресурсов называется свод экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих качество и количество природного ресурса, состав и категории пользователей. Данные кадастров служат обеспечению рационального использования природных ресурсов и охране окружающей среды от вредных воздействий. На основе кадастров проводится денежная оценка природного ресурса, его продажная цена, система мер по восстановлению нарушенного состояния природы. Важно, чтобы данные о качественных характеристиках природных ресурсов, содержащиеся в соответствующих кадастрах, служили основой при принятии решения о предоставлении природного ресурса в пользование.

Кадастры ведутся по отдельным видам природных ресурсов и по территориям.

Государственный земельный кадастр. Состав данных, которые должны быть получены при ведении земельного кадастра, определяется ст. 110 Земельного кодекса РСФСР. Эти данные включают: количество земель, распределение их по категориям, качественный состав земель, их распределение по использованию, собственников земли, владельцев, пользователей, арендаторов.

Данные кадастровой оценки земель применяют при планировании использования земель, распределении по целевому назначению, их предоставлении и изъятии, при определении платежей на землю, для оценки степени рационального использования земель.

Ведение государственного земельного кадастра возложено на органы Государственного комитета РФ по земельным ресурсам и землеустройству.

Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых. Ведется в целях обеспечения разработки федеральных и региональных программ геологического изучения недр, комплексного использования месторождений полезных ископаемых, рационального размещения предприятий по их добыче, а также в других целях.

Его ведение возложено на Министерство природных ресурсов РФ. Состав данных, которые должны содержаться в кадастре, определяется Законом РФ «О недрах» (ст. 30 и 32). Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых должен включать в себя сведения по каждому месторождению, характеризующие количество и качество основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, содержащиеся в них компоненты, горнотехнические, гидрогеологические, экологические и другие условия разработки месторождений, содержать геолого-экономическую оценку каждого месторождения, а также включать в себя сведения по выявленным проявлениям полезных ископаемых.

Данный вид кадастра ведется на основе геологической информации, представляемой предприятиями, осуществляющими геологическое изучение недр, в федеральный и территориальный фонд геологической информации, а также на основе государственной отчетности предприятий, осуществляющих разведку месторождений полезных ископаемых и их добычу, представляемой в указанные фонды.

Наряду с ведением кадастра с целью учета состояния минерально-сырьевой базы ведется государственный баланс запасов полезных ископаемых. Он должен содержать сведения о количестве, качестве и степени изученности запасов каждого вида полезных ископаемых по месторождениям, имеющим промышленное значение, об их размещении, о степени промышленного освоения, добыче потерях и об обеспеченности промышленности разведанными запасами полезных ископаемых на основе классификации их запасов, которая утверждается в порядке, устанавливаемом Правительством РФ (ст. 31 Закона «О недрах»).

В Законе «О недрах» имеется также ст. 27, посвященная геологической информации о недрах, в соответствии с которой информация о геологическом строении недр, об условиях их разработки, а также иных качествах и особенностях недр, содержащаяся в геологических отчетах, картах и иных материалах, может находиться в государственной собственности или в собственности пользователя недр.

Государственный лесной кадастр ведет Федеральная служба лесного хозяйства России. В соответствии со ст. 69 Лесного кодекса РФ государственный лесной кадастр содержит систему сведений о правовом режиме лесного фонда, количественном и качественном состоянии лесов, подразделении лесов на группы и категории защитности, экономическую оценку лесов.

Данные кадастра используются для определения экономического и экологического значения лесов, выбора лесосырьевых баз для заготовки древесины, проведения лесовосстановительных работ, замены малопродуктивных лесов высокопродуктивными лесными угодьями.

Государственный водный кадастр ведется в соответствии со ст. 79 Водного кодекса РФ. Государственный водный кадастр представляет собой свод данных о водных объектах, об их водных ресурсах, использовании водных объектов, о водопользователях. Он ведется в России по единой системе и основывается на данных государственного учета вод. Водный кодекс обязывает водопользователей представлять в специально уполномоченный государственный орган управления использованием и охраной водного фонда данных, подлежащих включению в водный кадастр.

Данные государственного водного кадастра являются основой для принятия решений при осуществлении государственного управления в области использования и охраны водных объектов и должны представляться в порядке, установленном законодательством РФ.

Ведение государственного водного кадастра осуществляется специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда с участием государственного органа управления в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (по поверхностным водным объектам) и государственного органа управления использованием и охраной недр (по подземным водным объектам).

Специально уполномоченный государственный орган управления использованием и охраной водного фонда обязан обеспечить доступ к информации, содержащейся в водном кадастре, в порядке, установленном водным законодательством Российской Федерации.

Наряду с ведением государственного водного кадастра ВК РФ (ст. 75) предусматривает ведение водохозяйственных балансов, которые представляют собой расчетные материалы по сопоставлению потребности в воде с имеющимися на данной территории водными ресурсами. Водохозяйственные балансы предназначены для оценки наличия и степени использования водных ресурсов по бассейнам водных объектов и соответствующим территориям субъектов РФ и используются для планирования и принятия решений по вопросам использования и охраны водных объектов. Составление водохозяйственных балансов осуществляется специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда.

Государственный кадастр объектов животного мира предусмотрен ст. 14 Федерального закона «О животном мире». Этот вид кадастра содержит совокупность сведений о географическом распространении объектов животного мира, их численности, а также характеристику среды обитания, информацию об их хозяйственном использовании и другие необходимые сведения.

Ведется в целях обеспечения охраны и использования животного мира, сохранения и восстановления среды его обитания. Количественный и качественный учет животных охотничьего фонда ведет Управление охоты и охотничьего хозяйства Минсельхозпрода России. Учет рыбных запасов в количественном и качественном показателях во внутренних водоемах ведет Комитет по рыболовству РФ.

Государственный кадастр особо охраняемых природных территорий ведется в соответствии со ст. 4 Закона «Об особо охраняемых природных территориях», а также постановлением Правительства РФ от 19 октября 1996 г. «О порядке ведения государственного кадастра особо охраняемых природных территорий». Он включает в себя сведения о статусе этих территорий, об их географическом положении и границах, режиме их особой охраны, природопользователях, эколого-просветительской, научной, экономической, исторической и культурной ценности.

Этот вид кадастра имеет целью оценку состояния природно-заповедного фонда, определение перспектив развития сети данных территорий, повышение эффективности государственного контроля за соблюдением соответствующего режима, а также учета данных территорий при планировании социально-экономического развития регионов. Ведется органами Госкомэкологии России.

Как особую разновидность кадастра редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных можно рассматривать Красную книгу РФ.

Наряду с кадастрами отдельных природных ресурсов и объектов, в экологическом законодательстве предусмотрено ведение территориальных кадастров природных ресурсов и объектов. Оно регулируется Временным положением о порядке формирования комплексных территориальных кадастров природных ресурсов и объектов, утвержденным приказом Минприроды России от 17 августа 1995 г. Территориальные кадастры содержат предоставляемые или удостоверенные специально уполномоченными государственными органами РФ в области охраны окружающей природной среды сведения о местоположении, количестве и качестве природных ресурсов, их первичной (базовой) социально-экономической оценке во взаимоувязке с экологической ситуацией на территории субъекта Федерации и составляющих его районов.

Система комплексных территориальных кадастров природных ресурсов и объектов формируется для обеспечения органов исполнительной власти и органов местного самоуправления достоверной информацией о состоянии природно-ресурсного потенциала в России.

Работу по формированию территориальных кадастров природных ресурсов и объектов на подведомственной территории организуют органы исполнительной власти субъектов РФ. Для этого они могут создавать территориальные кадастровые центры. По решению государственных органов управления субъектов Федерации функциями ведения таких кадастров могут наделяться управления (департаменты) по природопользованию в составе правительств и администраций, комитеты по экологии и природопользованию Минприроды России, другие государственные учреждения и организации, к компетенции которых относятся указанные вопросы.

Сведения для формирования и ведения территориальных кадастров природных ресурсов и объектов предоставляются по ресурсам недр, по поверхностным водным ресурсам, по лесным ресурсам, по почвенным ресурсам, по водно-болотным угодьям (в том числе международного значения), по гидробиологическим ресурсам, по ресурсам промысловых видов животных, по ресурсам используемых видов дикорастущих растений, грибов, а также по редким и исчезающим видам биоты (биота – комплекс живых организмов, обитающих на данной территории), по климатическим ресурсам, по интегральной оценке экологического состояния территории, по особо охраняемым территориям, по природным объектам рекреационного и культурно-исторического значения.

5. Наблюдения за радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха.

При проведении мониторинга радиоактивного загряз­нения атмосферы используют сборники радиоактивных загрязнений и воздухофильтрующие устройства, причем последние значительно превосходят первые по своей чув­ствительности. Для наиболее эффективного контроля за распространением в атмосфере радиоактивных выбросов необходимо обеспечить возможность уверенного опреде­ления полного изотопного состава проб аэрозолей, для чего производительность фильтрующего устройства и эф­фективность улавливания аэрозолей должны быть доста­точно высокими.

Для массовых измерений в качестве простого и деше­вого устройства, продуваемого ветром, используют марле­вый конус (сачок), натянутый на проволочный каркас и насаженный на штангу, воткнутую в землю. Ось конуса располагают горизонтально, под прямым углом к штанге, на высоте 1,5 м над поверхностью земли. Эффективность улавливания конусом радиоактивных аэрозолей зависит от погодных условий и дисперсности аэрозольных частиц. Хуже всего улавливаются частицы размером около ОД мкм, что соответствует «старым» (давно образовавшимся) ра­диоактивным аэрозолям глобального происхождения.

Для отбора проб аэрозолей и газообразного йода из приземной атмосферы в окрестностях АЭС предназначе­ны воздухофильтрующие установки типа «Тайфун», обо­рудованные сорбционным фильтром для улавливания ра­диоактивного йода и высокоэффективной фильтротканью. Сорбционный фильтр и фильтроткань размещают по­слойно на фильтродержателе — жесткой сетке, выполнен­ной в виде двускатной поверхности с тупым углом между составляющими плоскостями. Воздух принудительно про­качивают через описанную систему с помощью центро­бежной воздуходувки. Вся установка размещается в за­щитной будке, оборудованной жалюзи со снего- и каплезадерживающими карманами.

Когда не происходит повышенных выбросов радио­нуклидов в атмосферу, пробы отбирают в течение неде­ли. Если же такой выброс произошел, экспонирование фильтра прерывают и проводят досрочный изотопный анализ.

Недостатками таких воздухофильтрующих устройств являются необходимость подвода электроэнергии для пи­тания электродвигателей, а также сравнительная дорого­визна и сложность обслуживания.

С целью выбора места для установки сборников ра­диоактивных загрязнений и воздухофильтрующих ус­тройств проводят измерение радиоактивного заражения местности с помощью радиометров и дозиметров.