Методы борьбы с загрязнением атмосферы
Для защиты воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используются следующие меры.
К основным и наиболее эффективным из них принадлежат экономические методы. Во многих развитых странах действует продуманная система поощрительных и запретных мероприятий, которые помогают избегнуть загрязнений. Фирмы, которые внедряют безотходные технологии, современные системы очистки и т.п., имеют большие налоговые льготы, что дает им преимущества над конкурентами.
Вместе с тем фирмы и предприятия, которые загрязняют атмосферу, вынуждены платить очень большие налоги и штрафы. Во многих странах, кроме государственных санитарно-эпидемиологических служб, за состоянием атмосферы следят также многочисленные общественные организации («зеленые» общества).
В Швейцарии, например, владелец фабрики может получить письмо такого содержания: «Ваша фабрика загрязняет воздух свыше определенных норм. Если Вы не установите очистительные фильтры и не ликвидируете загрязнения, наша экологическая организация начнет в печати кампанию против Вашей продукции, в результате чего ущерб Вашей фирмы превысит те затраты, которые Вам нужны для улучшения системы очищения». Как правило, такие предупреждения действуют очень эффективно, поскольку в этой стране получить ярлык загрязнителя природной среды, значит, обречь себя к быстрому экономическому краху — никто не будет покупать продукции «грязной» фирмы. Огромное внимание на Западе отводится также воспитательной и просветительской работе. В той же Швейцарии, например, детям с самого раннего возраста объясняют, что для их страны, где практически нет никаких полезных ископаемых, чистый воздух, чистые озера и реки являются основным национальным богатством. Всему миру известны горные швейцарские курорты с их хрустально чистым воздухом, ослепительно-белыми лыжными трассами, горными озерами небесной голубизны. Каждый швейцарец буквально с молоком матери впитывает любовь к своей прекрасной стране и для него кощунством является даже сама мысль о том, что можно посягнуть на эту красоту и чистоту.
Выделяют также организационные, технологические и другие методы борьбы с загрязнениями атмосферы:
• уменьшение количества ТЭС за счет строительства мощных, обеспеченных новейшими системами очищения и утилизации (полезного использования) газовых и пылевых выбросов. Как известно, одна мощная ТЭС загрязняет воздух меньше, чем сотня котельных той же суммарной мощности. Газы, которые выходят из топок ТЭС, прежде чем попасть в атмосферу, очищаются в специальных установках. Некоторые страны даже имеют от этого экономическую выгоду. Например, Франция обеспечивает свои нужды в серной кислоте, улавливая ее с отходящих газов ТЭС (собственных месторождений серы, из которой в других странах изготавливается серная кислота, во Франции нет);
• очищение угля от пирита (сернистого колчедана (FеS2)) перед его сжиганием в топках ТЭС. Это становится необходимо в связи с использованием для ТЭС угля низшего качества со значительным содержимым пирита (окисляясь в топках ТЭС, пирит раскладывается с выделением S02). В результате эффективного очищения угля от пирита содержимое оксидов серы в дымах ТЭС уменьшается на 98-99 %;
• замена угля и мазута для ТЭС экологически чистым топливом — природным газом. ТЭС, которые работают на природном газе, выбрасывают в атмосферу только С02 и оксиды азота (последние также можно уловить из дыма), и не загрязняют воздух другими вредными выбросами;
• регулирование двигателей внутреннего сгорания в автомобилях, установление на них катализаторов, которые нейтрализуют угарный газ (СО) до С02; замена экологически опасного бензина (который загрязняет воздух свинцом) менее вредным топливом;
• озеленение городов и поселков, устройство санитарно-защитных зон;
• архитектурно-планировочное решения промышленных районов в черте города. Нужно располагать их по возможности дальше один от другого, а между ними обязательно создавать зоны зеленых насаждений. Автомобильные трасы с напряженным движением (особенно грузовиков) необходимо планировать в обход жилых районов;
• учет процессов самоочищения воздуха;
• учет климата рельефа и взаимного разложения источников загрязнения;
• ограничение деятельности вредных производств;
• применение дополнительных средств очистки и нейтрализации выбросов в атмосферу;
• применение более современных машин, экологически чистых технологий (дизельные, паровые, газотурбинные, на энергии электрических аккумуляторов, автомобили на солнечных элементах);
• применение комплексной и глубокой переработки сырья;
• разработка экологических нормативов и стандартов;
• эффективное законодательство в области ООС;
• проведение мониторинга ОС и многие другие
Наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения — экологизация технологический процессов: в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющей веществ.
Дата добавления: 2016-02-02 ; просмотров: 6712 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Борьба с загрязнением воздушного бассейна
В зависимости от технологии производства и местонахождения предприятия могут потребоваться (по отдельности или в сочетании) следующие методы уменьшения выбросов загрязнителей в атмосферу до приемлемых уровней:
· использование каплеотбойников из проволочной сетки;
· сжигание газообразных загрязнителей;
· чистка воздушной струей или десорбция паром;
· абсорбция [Мазур, 1996].
3.2.3. Борьба с загрязнением водных объектов
Могут применяться следующие варианты обезвреживания и очистки сточных вод:
— очистка и повторное использование воды;
— обезвоживание ила и шлама;
— выпаривание сточных вод;
— осаждение, флокуляция, фильтрование твердых частиц;
— нейтрализация кислых или щелочных сточных вод;
— использование очищенных сточных вод в сельском хозяйстве;
— денитрификация сточных вод [Очистка, 1989].
3.3. Новое В ИССЛЕДОВАНИЯХ И ТЕХНОЛОГИЯХ ПРОИЗВОДСТВА
Рынок ДСтП в основном насыщен. Экологические ограничения и поиск новых областей использования плитных материалов в строительстве, транспортных средствах, упаковке обусловили такие требования к ним как долговечность, био- и огнезащищенность, высокие санитарно-гигиенические показатели, возможность утилизации. Совершенствование технологии и качества ДСтП происходит на фоне конкуренции с интенсивно развивающимся производством ДВП средней плотности (МОР) [Леонович, 1999].
К слагаемым повышения физико-механических характеристик ДСгП следует отнести сохранение качества древесины в частицах при их получении, геометрию частиц, создание механизма перераспределения напряжений при деформации, направленное изменение свойств отверждающегося связующего в тонких слоях, граничащих с древесной частицей. Исследованиями, выполненными с использованием электронной микроскопии установили, что степень разрушения древесинного вещества зависит от вида и режима работы стружечных станков, способа получения стружки. Прочность частиц значительно ниже прочности исходной древесины. Отсутствие сплошности в клеевых швах и дефектность полимерной структуры дополнительно предопределяют заниженную прочность ДСтП по сравнению с древесиной и модельными образцами. Для улучшения качества предлагают использовать безножевые методы получения древесных частиц, изготовлять частицы из шпона, специально получаемого на лущильных станках для последующего дробления. Структура ДСтП из таких частиц в большей мере отвечает условию снижения внутренних напряжений при рациональном распределении связующего по пласти частиц. В ряде работ предлагается химически модифицировать поверхность древесных частиц использованием так называемых аппретов, обрабатывать уксусным ангидридом, наносить лигносульфонаты и другие вещества. Разрабатываются различные приемы создания ориентированной структуры плит из крупноразмерных частиц (OSB) [Древесные, 1999].
В США и Японии доля КФС в общем объеме связующих существенно сокращается. Это связано с низкой гидролитической устойчивостью смолы и высокой эмиссией формальдегида из ДСтП. Использование «маломольных» карбамидоформальдегидных смол (КФС) (низкая доля СН2О) уменьшает токсичность ДСтП, но малоперспективно для усиления прочностных свойств. Вопросы снижения токсичности ДСтП на основе КФС являются предметом особого внимания исследователей. Рассматриваются пути снижения токсичности ДСтП строительного назначения за счет специальных отвердителей — кислых фосфорнокислых солей металлов (Аl, Cr, Zn, В). В частности, использование алюмохромофосфата в количестве 2% обеспечивает снижение свободного формальдегида в ДСтП в 2 раза. Гигиенические характеристики ДСтП рассматриваются с точки зрения здоровья населения и среды обитания. В КНР разработан способ снижения токсичности ДСтП с использованием натриевой соли кислого лигнина в качестве поглотителя СН^О. Добавку смешивают с эмульгированным парафином и вводят в стружечную массу в количестве 6%. Этим достигают снижения эмиссии формальдегида с 28,5 до 15.6 мг/100 г плиты. Токсичность КФС снижают в процессе синтеза модифицированием неорганическими электролитами. На структуру и свойства смолы оказывает влияние природа ионов. Лучшие результаты получены в присутствии NaСI и КСl. В процессе выдержки смол увеличивается радиус глобулярных частиц и, следовательно, вязкость, незначительно растет время желатинизации. Предметом многих патентов и заявок являются режимы синтеза КФС и добавка различных модификаторов при синтезе: лигносульфонатов, отходов производства ПЭПА, ацетатов меламина, алюмосиликатов, протеинов и крахмала. Среди модификаторов готовой КФС перспективно использование кремнезоля, который переходит в гель в режиме отверждения КФС и при этом сорбирует СН2О. Взаимопроникающие полимерные сетки повышают прочность клеевых швов и получаемых ДСтП [Леонович, 1999].
Водостойкость ДСтП улучшают использованием меламино- или фенолофор-мальдегидных смол. Предлагаются новые решения по синтезу меламинокар-бамидоформальдегидных смол с кислым сульфитом щелочных металлов, обеспечивающие содержание свободного СН2О менее 0,1% , а также по минимизации в рецептуре меламина как более дорогого компонента. Для синтеза фенолоформальдегидной смолы (ФФС) используют отходы производства фенола кумольным методом с ГМТА, смесь фенола и n-третбутилфенола, дифенилолпропан. Синтезированный олигомер модифицируют тунговым маслом или карбамидом; полученное связующее используют исключительно для внутренних слоев ДСтП. Сравнительно редко в качестве связующего используются водные дисперсии: акрилобутадиенстирольные, полиуретановые, поливинилацетатные, винилэфирполимеризатов алкилкарбоксильных кислот с виниловым спиртом. Однако благодаря нетоксичности это направление можно считать перспективным, также как использование связующих на основе изоцианатов. На 11-м международном симпозиуме по клеям в Швейцарии (май 1997 г.) сообщалось о новом поколении полиуретановых дисперсий, разработанных в США. Был представлен форполимер с NСО-группами для сшивки ФФС. При использовании такого совмещенного связующего в ДСтП получен сенсационный результат: его расход был снижен до 3% против 12% в случае использования ФФС. Развивается направление моделирования процессов разрушения структуры ДСтП. Предпринимаются попытки заимствовать из бурно развивающейся механики композиционных материалов подходы к оценке напряженно-деформационного состояния, чтобы в конечном счете подобрать состав макроструктуры композиционного материала с требуемыми свойствами. Предлагается армировать ДСтП волокнами различной природы, измельченным ПВХ, ПММА в виде гранул, а также изменять параметры связующих веществ. Так, для мебели общественного назначения (например, школьных парт, лабораторных столов) требуются «антивандальные» ДСтП — ударопрочные, с высокой динамической вязкостью, хорошо удерживающие шурупы. Достигается это использованием бифункциональных олигомеров (например, диизоцианатов) определенной молекулярной массы и гибкости, чтобы в готовой плите в молекулах сохранялась некоторая сегментальная подвижность в режиме вынужденной эластичности для диссипации механической энергии [Древесные, 1999].
Вспенивающиеся полиизоцианаты при расходе от 10% и выше используются для получения сэндвич-панелей с центральным слоем из ДСтП для замены традиционного конструкционного материала — многослойной фанеры. В качестве наружных слоев используют древесные волокна с повышенным содержанием полиизоцианатов. При расходе 30% плотность панелей может быть снижена до 350 кг/м 3 , тогда панели одновременно служат тепло- и звукоизоляционным материалом.
На Западе уделяется возрастающее внимание вторичной переработке материалов. Технологии утилизации называют «рециклами». Активно действует Европейская Ассоциация конвертирования пластмасс (ЕиРС). Предложено изготовлять ДСтП из железнодорожных шпал 20-летней эксплуатации, из использованной деревянной тары. Сообщается о переработке старых ДСтП и ДВП; плиты измельчают, обрабатывают дереворазрушающими грибами, горячей щелочью и вновь прессуют с добавкой связующего. Очевидно, что в производстве ДСтП использование вторичного сырья должно занять соответствующее место в сырьевой базе предприятий, расположенных в зоне крупных городов [Леонович, 1999].
3.4. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ И ВОЗможНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЭКСТРАКТОВ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ
Сосна — одно из древнейших лекарственных растений. По фитонцидной активности она превосходит многие виды древесных пород. В сосновых лесах воздух практически стерилен (200-300 бактериальных клеток на 1 м). Древесная зелень очень богата витаминами как в количественном, так и в качественном отношении. Высокое содержание витамина С и каротина, в частности, и обусловили первые разработки по использованию этого сырья. Однако наличием этих соединений далеко не исчерпываются возможности древесной зелени как сырья для получения биологически активных препаратов.
Моно- и сесквитерпеноиды, входящие в состав как эфирных масел, так и нейтральные соединений древесной зелени сосны, наряду с фитонцидной активностью проявляют высокую токсичность для стволовых вредителей — ксилофагов и репеллентную активность против двукрылых насекомых [Ягодин, 1981; Левин, 1981; Репях, 1988].
Исследования по применению эфирных масел в медицине показали, что препарат, содержащий 10 % эфирного масла сосны в единице лекарственной формы, может быть использован в качестве стимулятора заживления гнойных ран.
Большой интерес представляют вещества, входящие в состав нейтральных соединений древесной зелени сосны. Однако если b-ситостерин, содержащий в древесной зелени как в свободной форме, так и в виде сложных эфиров с высшими жирными кислотами, является уже традиционным для лесохимии продуктом, то остальные соединения до сих пор в России промышленно не выделяются.
Изоабиенол, являясь спиртом лабданового типа строения, относится к ценным исходным соединениям для синтеза душистых производных серой амбры — продукта жизнедеятельности кашалотов, представляющего собой один из наиболее ценных видов сырья для парфюмерии. За последние 10-15 лет интерес к душистым соединениям значительно вырос, о чем свидетельствуют многочисленные публикации. Объясняется это постоянно растущим спросом на них во всем мире и непрерывным сокращением численности кашалотов [Васильев, 1991].
При окислении изоабиенола удалось получить амбреинолид. При обработке серной кислотой амбреинолид перегруппировывается в кислоту, циклизующуюся далее в карбонильное соединение феналановой структуры с сильным , амбровым запахом.
Амбреинолид является важным веществом для синтеза и других ценных душистых соединений. В небольшом количестве он содержится в табаке, но богатых им природных источников нет. Разработано несколько синтезов рацемического амбреинолида. Все они многостадийны, а исходные вещества труднодоступны. Поэтому решение задачи синтеза этого соединения из доступного сырья является важным достижением в создании процессов промышленного синтеза душистых соединений [Васильев, 1991].
Полипренолы идентифицированы в листьях растений, а также бактериях, тканях животных организмов, грибах. Отмечено, что содержание полипренолов более высокое (в 10-50 раз) в хвойных растениях, чем в лиственных. При этом в хвойных растениях полипренолы содержат большее количество (от 10 до 20) изопреновых звеньев в цепи молекулы, чем в лиственных (от 6 до 12). Концентрируясь в мембранах клеток, полипренилфосфаты осуществляют перенос углеводов от соответствующих нуклеотидсахаров с последующей их полимеризацией. Цепи полипренолов входят в состав молекул таких биологически активных соединений, как витамин К, токоферолы, некоторые коферменты. Исследователи относят полипренолы к новому классу низко молекулярных биорегуляторов, играющих исключительно важную роль в продуцировании живыми организмами — от микроорганизмов до млекопитающих — углеводосодержащих биополимеров ряда полисахаридов, гликопротеинов, пентидогликонов и других [Васильев, 1991].
В организме человека эти соединения сконцентрированы в поджелудочной железе, мозге, сердце, почках, печени, селезенке и других тканях. Полипренолы представляют интерес как лекарственные вещества, в частности производные полипренолов могут найти применение в качестве средств, снижающих кровяное давление, противоожоговых средств, а также заживляющих язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. Отмечается также высокая эффективность применения этих веществ в качестве кормовых добавок.
Основные исследования по изучению полипренолов проводились в США и Японии. В этих странах полипренолы получают из свиной печени и свиной поджелудочной железы, а также хвои различных растений методом промышленной колоночной хроматографии. Сложность получения таких препаратов и высокая эффективность их применения обусловливают высокую цену на эти продукты.
Фосфолипиды, представленные в основном глицерофосфатидами, и их концентраты применяются в качестве эмульгирующих веществ в биологически активных эмульсиях. Они улучшают качество и ценность продуктов питания. Небольшие добавки этих соединений в корм животных способствуют повышению продуктивности скота и птицы. Поэтому использование древесной зелени в качестве дешевого и доступного сырья для подобного производства является актуальной задачей.
3.4.1. ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ СОСНЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ
Использование древесной зелени в настоящее время направлено главным образом на применение ее в качестве кормовой добавки в рационы сельскохозяйственных животных. Питательность древесной зелени сосны составляет 0,28 кормовой единицы в 1 кг, т.е. равна по питательной ценности пшеничной или ржаной соломе.
Хвоя содержит целый ряд ценных биологически активных веществ и является витаминным кормом, а также служит источником фитонцидов. Однако наличие в ней дубильных, смолистых веществ, а также горечей, придающих ей специфический вкус и свойства, ограничивает ее использование в значительных количествах в нативном виде. Кроме того, древесная зелень является продуктом ско-ропортящимся. Срок ее хранения после заготовки не должен превышать в летнее время 5 сут., а в зимнее — 20 сут. [Васильев, 1991].
Для использования полезных свойств этого ценнейшего растительного сырья при одновременном нивелировании отрицательных сторон применяются различные методы переработки древесной зелени. Их можно подразделить на механические и химические.
Источник