МІНІСТРЕСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКА ДЕРЖАВНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ

ФАКУЛЬТЕТ СУДНОВОДІННЯ

КАФЕДРА СУДНОВОДІННЯ,ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Шифр № Реєстр. №

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни «Екологія та охорона навколишнього середовища»

підготовки бакалаврів

Факультети судноводіння

суднової енергетики

напрям підготовки 6.070104 «Морський та річковий транспорт»

професійне спрямування «Судноводіння»

«Експлуатація суднових енергетичних установок»

«Експлуатація суднового електрообладнання і

засобів автоматики»

курс 1, 1сп

форма навчання денна (заочна)

Херсон – 2014

1

Конспект лекцій з дисципліни «Екологія та охорона навколишнього

середовища» розробив згідно навчального плану і галузевого стандарту вищої

освіти підготовки бакалаврів зі напрям підготовки 6.070104 «Морський та

річковий транспорт» професійне спрямування «Судноводіння», «Експлуатація

суднових енергетичних установок», Експлуатація суднового

електрообладнання і засобів автоматики» д.т.н., професор, завідувач кафедри

cудноводіння, охорони праці та навколишнього середовища Лєонов В.Є.

(російською мовою).

Конспект лекцій розглянуто і ухвалено на засіданні кафедри судноводіння, охорони праці та навколишнього середовищапротокол № 1 від «29» серпня 2014 р.

Завідувач навчально-методичного відділу Черненко В.В.«__» ________ 20__ р.

Завідувач кафедри cудноводіння, охоронипраці та навколишнього середовища,д.т.н., професор Лєонов В.Є.«__» ________ 20__ р.

2

СОДЕРЖАНИЕ

ЛЕКЦИЯ 1. ЭТАПЫ И МЕРОПРИЯТИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО СООБЩЕСТВА ПО ФОРМИРОВАНИЮ УНИВЕРСАЛЬНОЙ КОНВЕНЦИИ МАРПОЛ 73/78 ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА МОРЕ 51.1. Задачи дисциплины «Экология и охрана окружающей

среды» 51.2. Характеристика современного общества 91.3. Отрицательное воздействие судов на окружающую среду. 111.4. Международная конвенция Марпол 73/78 15

ЛЕКЦИЯ 2. НОРМАТИВНЫЕ, ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ, КОТОРЫЕ ПЕРЕВОЗЯТСЯ МОРЕМ В УПАКОВКЕ, ГРУЗОВЫХ КОНТЕЙНЕРАХ, СЪЕМНЫХ ТАНКАХ, НАСЫПОМ 192.1. Состояние качества гидросферы. 192.2. Отрицательное воздействие судов на гидросферу. 212.3. Основные требования природоохранных мероприятий. 252.4. Ответственность за загрязнение водоемов 26

ЛЕКЦИЯ 3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ИЛИ СЛУЧАЙНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРСКОЙ, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 333.1. Образование нефтесодержащих вод на судах. 333.2. Государственные требования по предотвращению морской

среды судовыми отходами. 383.3. Ответственность должностных лиц за загрязнение

гидросферы. 393.4. Последствия загрязнения морской среды 40

ЛЕКЦИЯ 4. ПРАВИЛА ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 454.1. Технология очистки нефтесодержащих вод на судне 454.2. Способы очистки НВ 474.3. Охрана водной поверхности от загрязнения нефтью и

нефтепродуктами 474.4. Создание самоходной станции для сбора и очистки НВ 494.5. Система приема и обработки НВ 514.6. Экономический ущерб от загрязнения гидросферы НВ 53

ЛЕКЦИЯ 5. СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НА СУДНЕ И В ПОРТАХ ПО ПРЕДЕПРЕЖДЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ. 55

5.1. Сбор, хранение и очистка судовых сточных вод 555.2. Обеззараживание судовых сточных вод. 57

3

5.3. Основные требования природоохранных мероприятий 605.4. Методы очистки сточных вод 625.5. Необходимая степень очистки сточных вод 67

ЛЕКЦИЯ 6. СИСТЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА МУСОРОМ. СУДОВЫЕ ИНСИНЕРАТОРИ 696.1. Классификация методов нейтрализации и утилизации

твердых отходов 696.2. Санитарные, экономические, экологические аспекты

термического обезвреживания твердых отходов 726.3. Утилизация твердых бытовых отходов 766.4. Утилизация твердых промышленных отходов 776.5. Судовые инсинераторы 83

ЛЕКЦИЯ 7. МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЭТИХ ПРОБЛЕМ 86

7.1. Загрязнение воздушной среды 867.2. Защита воздушного бассейна от пыли 937.3. Теоретические основы очистки газовоздушных сред от пыли 96

ЛЕКЦИЯ 8. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ: ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, НЕФТЬ, СПАР, ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

108

8.1. Проблемы загрязнения атмосферы 108

8.2. Пути снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха 110

8.3. Основные пути снижения концентрации токсикантов в ОГ дизелей

114

ЛЕКЦИЯ 9. АБСОЛЮТНЫЙ И ПРЕДОТВРАЩЕННЫЙ УЩЕРБ, НАНОСИМЫЙ ВОЗДУШНОМУ БАССЕЙНУ

115

9.1. Концепция устойчивого развития современного общества 115

9.2. Математическая модель устойчивости общества 116

9.3. Снижение ущерба окружающей среде 119

9.4. Расчёт предотвращённого ущерба от выхлопных газов судновых энергетичных установок

121

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 129

4

ЛЕКЦИЯ 1ЭТАПЫ И МЕРОПРИЯТИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО СООБЩЕСТВА ПО

ФОРМИРОВАНИЮ УНИВЕРСАЛЬНОЙ КОНВЕНЦИИ МАРПОЛ 73/78 ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА МОРЕ

План лекции1.1. Задачи дисциплины «Экология и охрана окружающей среды»1.2. Характеристика современного общества1.3. Отрицательное воздействие судов на окружающую среду1.4. Международная конвенция Марпол 73/78

Рекомендуемая литература: 1, 3, 7, 8, 11, 18, 21, 23, 24

1.1. Задачи дисциплины «Экология и охрана окружающей среды»

Слово «экология» стало сейчас широко известным и общеупотребительным. В начале ХХ века его знали только ученые-биологи. Во второй половине XX века, когда разразился глобальный кризис, возникло экологическое движение, принимавшее все более широкий размах. Предмет «экология» стал вводиться в среднюю и высшую школу для студентов естественников и гуманитариев. На рубеже III тысячелетия это понятие достигло высшего политического уровня, и экологический императив стал влиять на развитие материального производства и духовной культуры.

Экология – это наука, которая старается получить ответы на вопросы взаимодействия живой и неживой природы. В буквальном смысле слово «экология» означает «наука о доме» (от греч. «ойкос» – жилище, местообитание). Термин «экология» предложил немецкий зоолог Э. Геккель в XIX веке, но как наука экология возникла в начале ХХ века, а в широкий обиход это слово вошло в 60-х годах, когда стали говорить об экологическом кризисе как кризисе во взаимоотношениях человека со средой его обитания.

Как часть биологического цикла, экология – наука о местообитании живых существ, их взаимоотношении с окружающей средой. Экология изучает организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней, вплоть до глобального, т.е. до биосферы в целом.

Экология – это изучение живых организмов в их собственном «жилище», или окружающей среде, включающей в себя все действующие на организм внешние условия и факторы, как живые (биотические), так и неживые (абиотические). Ученые изучают разные взаимодействия, исследуя различные экосистемы: леса, пустыни, степи, реки, озера, океаны или любой другой набор организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их абиотической средой.

Экологическая система – это система, состоящая из живых и неживых элементов среды, между которыми имеет место обмен веществом, энергией и информацией (экологическая система Европы, страны, области, района, предприятия) [23].

5

Основополагающим объектом изучения экологии является взаимодействие пяти уровней организации материи:

1) живые организмы;2) популяции;3) сообщества;4) экосистемы;5) экосфера.1. Живой организм – это любая форма жизнедеятельности. Существует от

трех до 20 категорий живых организмов. Для упрощения их подразделяют на три категории:

-растения;-животные;-деструкторы-редуценты (размеры варьируются от

микроскопических размеров бактерий до грибков).2. Популяция – это группа организмов одного вида (все окуни в пруду,

население в отдельной стране или население Земли в целом).3. Сообщества (вид) – совокупность популяций особей, представители

которых фактически или потенциально скрещиваются друг с другом в естественных условиях. В мире существует от 3 до 30 млн. видов живых организмов. Каждый организм или популяция имеет свое местообитание: местность. Когда несколько популяций различных видов живых организмов живут в одном месте и взаимодействуют друг с другом, они создают так называемое сообщество, или биологическое сообщество.

4. Экосистемы – это взаимосвязь сообществ с химическими и физическими факторами, создающими неживую окружающую среду. Это вечно меняющаяся (динамическая) сеть биологических, химических и физических взаимодействий, которые поддерживают жизнеспособность сообществ и помогают им приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды.

5. Экосфера включает в себя все экосистемы Земли.Планетарная совокупность живых и мертвых организмов,

взаимодействующих друг с другом и с неживой средой (энергией и химическими веществами) называется экосферой [1].

Целью изучение экологии является:1 - формирование умения понимать, анализировать и действовать в

различных экологических системах;2 – индивидуальная информированность и на этой основе способность

принимать уверенные и эффективные решения [1].Цель курса:

1. Изучение фундаментальных законов эволюции Вселенной. Понимание жизни как неизбежного следствия глобального эволюционного процесса.

2. Понимание Вселенной (природы) как единого развивающегося организма с тесной взаимообусловленностью составляющих его подсистем и процессов.

6

3. Изучение вопросов теории глобального эволюционного процесса как в целом, так и в частных аспектах, касающихся самоорганизации материи и эволюции жизни на Земле.

4. Изучение основных законов организации биосистем разного уровня от вирусов до биосферы.

5. Анализ роли человека в жизни планеты и во Вселенной в целом и проблем взаимоотношений человека с окружающей средой, а также путей гармонизации деятельности человека.

6. Понимание причин и возможных последствий экологической катастрофы.7. Знакомство с вопросами международного сотрудничества в области

защиты окружающей среды [3].

Задачи дисциплины «экология» - изучить: основные источники загрязнения атмосферного воздуха, водного бассейна и

литосферы; пути совершенствования технологических процессов, оборудования,

аппаратов и машин, снижающие отрицательные влияния на окружающую природную среду;

технологию и оборудование очистки, утилизации промышленных отходов; принципы предотвращения загрязнения окружающей среды от объектов

водного транспорта и судов. круговорот химических веществ в природе; этапы развития жизни на Земле; законы и категории экологии; концепцию устойчивого развития общества анализ роли человека в жизни планеты и во Вселенной в целом и проблем

взаимоотношений человека с окружающей средой, а также путей гармонизации деятельности человека.

понимание причин и возможных последствий экологической катастрофы. знакомство с вопросами международного сотрудничества в области защиты

окружающей среды [18].

Возраст планеты составляет 9-12 млрд. лет.В развитии жизни на Земле выделяют три основных периода:

добиологический; возникновение биосферы; формирование ноосферы.

Добиологический период (первый период) охватывает от возникновения Земли до появления на ней жизни, т.е. мельчайшие микроорганизмы существовали за счет органического вещества, синтезированного в абиотических условиях. Свободный кислород в атмосфере практически отсутствовал. Однако благодаря ультрафиолетовому излучению стали возможны химические реакции, которые привели к образованию сложных органических молекул – аминокислот. Они в свою очередь послужили материалом для построения простейших живых организмов. Увеличение

7

содержания кислорода за счет абиотических процессов и наличие ультрафиолетового излучения дало толчок к образованию вокруг планеты защитного озонового слоя. Это обеспечивало надежную защиту живых организмов от губительного действия ультрафиолетовых лучей Солнца.

При накоплении кислорода в атмосфере до 3% появились первые многоклеточные микроорганизмы. Это было примерно 600 млн. лет назад.

В дальнейшем при развитии растительности обеспечило выделение большого количества кислорода и питательных веществ, что в свою очередь обеспечило эволюцию животных. Живые организмы в процессе своей жизнедеятельности преобразовали часть недр и поверхностный слой суши, изменили качественный и количественный состав водного и воздушного бассейнов.

Второй этап развития характеризуется возникновением биосферы – сферы жизни. За длительный период времени организмы в процессе своей жизнедеятельности значительно изменили круговорот веществ, природные процессы, а также обеспечили появление новых направлений круговорота веществ. Изменилась энергетика планеты, а также состав ее околоповерхностной части. Процесс эволюции живых организмов привел к появлению высшего биологического вида – человека.

Третий этап характеризуется появлением человека. В это время идет формирование ноосферы – сферы разума. В этом периоде развития планеты выделяют ряд этапов, отличающихся характером взаимодействия общества и природы.

На первом этапе продукты, создаваемые природой, присваивались людьми при помощи созданных им средств труда. Основной источник энергии в этот период – мускульная сила человека. В этот период человек целиком зависел от природы, его поведение и сознание можно характеризовать как единство общества и природы.

На втором этапе основным способом получения средств существования стало земледелие и скотоводство. На этом этапе развития общество в значительной степени зависело от климатических и других природных условий, и человек не противопоставлял себя природе, считая ее неотъемлемой частью, а поведение и сознание людей этого периода можно характеризовать как взаимодействие с природой.

Третий этап характеризуется переходом от аграрной экономики к индустриальной. Отличительной особенностью этого периода является то, что общество и природа представляются как две самостоятельно существующие стороны, противостоящие друг другу и развивающиеся обособленно друг от друга.

История развития общества показывает, что его взаимодействие с природой может привести к возникновению экологических кризисов, которые до настоящего времени носили локальный характер. История развития общества свидетельствует, что технический прогресс приводит к увеличению интенсивности вредного воздействия на окружающую среду. При этом с

8

переходом на более высокий уровень развития общества всегда создавались предпосылки для возникновения более тяжелых экологических кризисов.

Развитие цивилизации уменьшает зависимость людей от стихийных сил природы. Но, воздействуя на природу, общество создало новую вторичную окружающую среду – техносферу.

В связи с глобальным загрязнением природной среды возникает еще одна важная проблема – адаптация живых организмов к новым условиям. В отличие от процесса изменения качества природной среды, которое происходит в результате антропогенной деятельности человека, эволюция живых организмов и человека – процесс очень медленный [22].

1.2. Характеристика современного общества

Современное общество характеризуется как общество, которому свойственно накопление и потребление, причем независимо от общественно-политического, этического и государственного уклада. Это является одним из наиболее очевидных и негативным отличием от общества устойчивого развития. Это противоречит принципу экологии и взаимодействия человека с окружающей его природной средой. Отсюда, как следствие, нарушения основополагающего принципа экологии, возникшие в последнее время катаклизмы и проблемы [3]: дефицит кислорода и питьевой воды; деградация озонового слоя; создание условий «парникового эффекта»; загрязнение окружающей среды химическими, физическими,

биологическими и радиоактивными загрязнителями; интенсивное исчерпывание невозобновимых источников энергии, что

приведет к энергетическому кризису и военно-политическим конфликтам;

сокращение площадей лесных массивов, плодородных земель; «кислотные» дожди; демографический взрыв популяции человечества; снижение уровня иммунной системы человека, возникновение новых

заболеваний, против которых еще не найдены рациональные пути их локализации, лечения.Чтобы остановить этот процесс, подписаны международные соглашения,

а во многих странах разработаны также и государственные постановления, направленные на предотвращение загрязнения морей.

Предотвращение загрязнения водоемов судовыми отходами – важная составная часть общей проблемы охраны окружающей среды. При эксплуатации судов происходит загрязнение сточными водами, сухим мусором, пищевыми отходами, а также нефтепродуктами при аварийных разливах, зачистке танков и т.п. Наиболее неблагоприятная обстановка складывается в местах скопления судов, например, в портах.

9

Наряду с этим большой вред окружающей среде наносят отработавшие газы дизелей, в которых содержатся сажа и компоненты неполного сгорания топлива.

Большое внимание уделяется предотвращению и ликвидации разливов нефтепродуктов с судов, специальным техническим средствам удаления их с водной поверхности. Все более острой становится проблема – снижение вредных выбросов с отработавшими газами энергоустановок.

Мы живем в эпоху глобальной экологической катастрофы. Человечество веками меняло ландшафт планеты, уничтожало растительный и животный мир, расходовало энергетические ресурсы, накопленные планетой за миллиарды лет. Но те скорости и ускорения, которые развиты в настоящий момент, не оставляют практически никаких иллюзий в плане нашей дальнейшей судьбы. Благодаря достижениям техники мы теперь меньше зависим от природы в своих насущных потребностях, забывая, что мы органически связаны с ней. Человек ценит вещи, изготовленные им самим, не замечая того, что даром берет от природы. Мы склонны принимать эти блага, как само собой разумеющееся, пока не наступит кризис.

Нет смысла перечислять все проявления кризиса. Остановимся лишь на тех, которые наиболее красноречиво свидетельствуют о неуклонном приближении событий, аналогов которым не было в исторически обозримом прошлом.

Согласно современным археологическим данным, в начале неолита (порядка 10000 лет назад) на планете жило около 10 миллионов человек. На первое удвоение численности потребовалось 2500 лет, на второе - 2000, на третье - 1500, ... , на восьмое - 100 лет (с 1850 по 1950 годы численность возросла с 1,25 миллиарда человек до 2,5 миллиардов), девятое -37 лет (в 1987 году нас было 5 миллиардов). Если продолжить эту тенденцию, то следующее удвоение до 10 миллиардов ожидается где-то в 2020 году, в 2100 году ожидается около 54 миллиардов [21].

Ещё из школьной программы мы помним, что большая часть поверхности Земли покрыта водами Мирового океана. Мировой океан - это целостная система, которая влияет непосредственным образом на климат планеты, растительный и животный мир, на процессы жизнедеятельности человека. Но и человек, в свою очередь, активно влияет на экологическое состояние морской среды.

Таким образом, к числу негативных последствии развивающегося технического прогресса мы должны отнести неблагоприятные последствия в экосистеме Мирового океана.

Повышенный интерес международного сообщества и представителей бизнеса к освоению морских пространств, как потенциальному источнику нефти и газа на долгие десятилетия вперед, заставляет задуматься о перспективах охраны природной среды под воздействием таких видов деятельности как рыболовство, разведка, добыча и перевозка углеводородного сырья, интенсивное судоходство.

10

Морские побережья (материковые и островные) являются критическими участками биосферы, где происходит стык морских, наземных и пресноводных экосистем. На этом стыке наблюдается высокий уровень биоразнообразия и биопродуктивности. Однако, такие участки наиболее сильно подвержены и воздействию геодинамических процессов, что делает их чрезвычайно уязвимыми для любых форм антропогенного воздействия [11].

Экологическое давление на бассейн Мирового океана оказывается через интенсификацию судоходства, использование морей и океанов для захоронения промышленных отходов и побочных продуктов иных видов жизнедеятельности человека, милитаризация и нуклеаризация Мирового океана, загрязнение морской среды речными стоками привели к появлению острых проблем, связанных прежде всего с загрязнением Мирового океана.

Эти проблемы носят ярко выраженный глобальный или региональный характер [7].

Линтон К. Колдуэлл охарактеризовал современное состояние общества следующим образом:

«Экологический кризис есть кризис проявления ума и духа. Не может быть большего заблуждения, чем трактовать его как угрозу дикой природе. Это частности, наиболее же важным является то, что кризис касается нас самих и ставит вопрос, что мы должны изменить в себе, чтобы выжить?» [1].

1.3. . Отрицательное воздействие судов на окружающую среду

Борьба с угрозой глобального экологического кризиса стала международной проблемой. Решить ее в рамках отдельных стран нельзя. Предпринятые некоторыми государствами меры по охране природы не будут эффективными, если другие их не поддержат. В настоящее время эта проблема стала мировой. скид промислових і господарських вод безпосередньо у море або з

річковим стоком;. надходження з суші різних речовин, що застосовуються в сільському і

лісовому господарствах; навмисне поховання забруднюючих речовин в морі: втрати різних речовин у процесі суднових операцій; аварійні викиди 'з сгден або підводних трубопроводів; розробка корисних копалин на морському дні; перенесення забруднюючих речовин крізь атмосферу [].

Екологічна обстановка стала помітно гіршати в 60-70 роках XX сторіччя. До основних джерел і видів антропогенного впливу на ЕС Чорного моря відносяться [9]:

1) ріки (скорочення прісноводного стоку, внесення в море різних забруднюючих речовин);

2) сільське господарство (внесення в море добрив, пестицидів, часток ґрунту);

11

3) промисловість (внесення в море важких металів, детергентів, нафтопродуктів);

4) населені пункти (внесення в море неочищених або недостатньо очищених стоків, патогенних мікроорганізмів, детергентів, нафтопродуктів);

5) атмосферне випадання (внесення в море фосфатів, нітратів, ртуті, свинцю, пилу);

6) судноплавство (внесення в море нафтопродуктів, екзотів, шумове забруднення морського середовища і т.д.);

7) порти (забруднення акваторій, поглиблення дна, прокладка судноплавних каналів, дампінг, перетворення природи лиманів);

8) рибний промисел (перелов біологічних ресурсів, пошкодження і руйнування донних угруповань на шельфі);

9) видобуток мінеральних ресурсів (пошкодження і руйнування донних угруповань на шельфі);

10) захист берегів (зміна умов мешкання крайових угруповань моря, створення застійних зон, збільшення забрудненості вод і донного відкладення);

11) рекреація і туризм (мікробне забруднення моря, засмічення прибережної відходами, які довго не руйнуються, некерований видобуток «дарів моря».

В процессе эксплуатации судов образуются бытовые и производственные отходы, сброс которых в водоем приносит значительный ущерб природе. При этом все образующиеся на судне загрязнения можно разделить на две основные группы:

1 – остатки перевозимых грузов, образующиеся вследствие неполной их выгрузки, обмыва палубы и трюмов, танков и т.п.;

2 – загрязнения, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (сточные воды и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (нефтесодержащие льяльные, или подсланевые воды, производственный мусор) [8].

В настоящее время, к сожалению, весьма часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункеровке судов и в результате различных аварийных ситуаций.

Нефтесодержащие воды. В процессе эксплуатации судовых механизмов образуется особый вид отходов – подсланевые нефтесодержащие воды, которые скапливаются под сланями (льялами) машинных отделений. Основными причинами попадания загрязнений являются – протечка воды из трубопроводов, обшивку корпуса и донную арматуру, протечка нефтепродуктов при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры и т.п. Количество нефтепродуктов во многом зависит от технического состояния оборудования и от выполнения правил его эксплуатации. Среднесуточное накопление нефтесодержащих вод в основном определяется мощностью главного двигателя.

При попадании в воду нефтепродукты образуют эмульсию. Ее устойчивость повышается, если в таких водах присутствуют эмульгаторы, они препятствуют укрупнению и всплытию частичек нефти. Содержащиеся в

12

морской воде ионы различных металлов и солей также могут способствовать образованию эмульсии. Удалять из воды эмульгированные нефтепродукты гораздо сложнее, чем грубодисперсные. Поэтому по возможности следует исключать факторы, способствующие их образованию.

Сточные воды. При использовании воды для питьевых и хозяйственных нужд на судне скапливаются сточные воды. Проблема удаления сточных вод с судов возникла со времени спуска на воду первого судна и до недавнего времени она решалась путем сброса этих вод за борт без какой-либо обработки, надеясь на определенную степень самоочищения водоема. Однако способность к самоочищению зависит прежде всего от начальной чистоты воды и от количества растворенного в воде кислорода.

Поэтому, несмотря на то, что общее количество сточных вод судов значительно меньше таковых, сбрасываемых городскими канализациями, они все же наносят ощутимый ущерб водоемам. Особенно это ощущается в местах скопления судов. При этом ухудшаются гидрохимические показатели воды, такие как БПК5, количество взвешенных веществ, коли-индекс, рН, прозрачность и другие.

Мусор (бытовые и производственные отходы). В процессе бытовой и производственной деятельности на судне образуется ряд твердых и жидких отходов, подлежащих удалению. К твердым отходам относятся бумага, тряпки, упаковочные материалы, а также пищевые отходы. Обычно она должны накапливаться в специальных контейнерах, установленных на корме судна. Пищевые отходы не должны смешиваться с бытовым мусором.

Кроме твердых отходов на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы:

1 – шлам от установок для очистки сточных вод в том числе дробленные пищевые отходы. Они накапливаются в специальной цистерне;

2 - шлам от сепараторов топлива и масла.Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с

водной средой:-плавающий – приводит к загрязнению поверхности воды и береговой

полосы;-тонущий – загрязняет дно водоема, что приносит вред донной фауне,

местам нерестилищ и нагула рыб;-растворяющийся – поглощает для своего окисления кислород из воды

водоема, изменяет ее окраску, вкус и т.п.Бытовые твердые отходы составляют большую часть скапливающегося

мусора. Основные проблемы по обработке мусора связаны с неоднородностью состава бытовых отходов и значительными колебаниями объемов их накопления в зависимости от назначения судна, характера рейса и др.

1. понятие «окружающая среда» охватывает широкий круг элементов, связанных с условиями существования человека. Они распределяются по трем группам объектов: объекты естественной (живой) среды (флора, фауна); объекты неживой среды (морские и пресноводные бассейны - гидросфера), воздушный бассейн (атмосфера), почва (литосфера), околоземное космическое

13

пространство; объекты «искусственной» среды, созданной человеком в процессе его взаимодействия с природой. В совокупности все это составляет систему окружающей среды, которая в зависимости от территориальной сферы может быть подразделена на глобальную, региональную и национальную.

2. загрязнение именно морской среды, как преступление особенно опасное. Это связано с тем, что загрязнение сопутствует большинству видов деятельности; водная среда способствует быстрому распространению загрязнителей на большое расстояние от источников загрязнения; мировой океан обладает большой инерционностью реагирования, и требуется длительный скрытый период для того, чтобы неочевидные последствия стали явными. Сложность и опасность ситуации в том, что когда это случится, будет слишком поздно что-либо предпринимать; отрицательное, антропогенное воздействие на моря в любом случае означает значительное ухудшение условий обитания человека и морских организмов. Оно выражается как в хроническом отравлении населения при употреблении пищевых продуктов, так и в сокращении численности биологических ресурсов, их разнообразия.

3. к настоящему времени сложился и продолжает развиваться комплексный международно-правовой режим защиты и сохранения морской среды, включающий регулирование как по горизонтали (в зависимости от источника загрязнения), так и по вертикали (универсальное и региональное). 4. важное место в деле защиты и сохранения морской среды принадлежит региональным соглашениям, которые позволяют более последовательно увязывать природоохранные меры со специфическими особенностями того или иного региона.

4. на сегодняшний день сложились три модели регионального правового регулирования охраны морской среды.

Первая модель была разработана западноевропейскими государствами в отношении региона Северное море — Северная Атлантика и основывалась на предметном подходе.

Другая модель была избрана государствами, заключившими в 1974 г. Хельсинкскую конвенцию по защите морской района Балтийского моря.

Третья модель явилась результатом реализации Программы защиты. региональных морей, принятой ЮНЕП в 1974 г.

5. конвенция 1982 г. исходит из необходимости гармоничного сочетания международно-правовых норм защиты морской среды и норм национального законодательства государств, которые бы учитывали международные стандарты в этой области.

Понятие «окружающая среда» охватывает широкий круг элементов, связанных с условиями существования человека.

Они распределяются по трем группам объектов:1.1. объекты естественной (живой) среды (флора, фауна);1.2. объекты неживой среды (морские и пресноводные бассейны - гидросфера),

воздушный бассейн (атмосфера), почва (литосфера), околоземное космическое пространство;

14

1.3. объекты «искусственной» среды, созданной человеком в процессе его взаимодействия с природой.

В совокупности все это составляет систему окружающей среды, которая в зависимости от территориальной сферы может быть подразделена на глобальную, региональную и национальную.

Загрязнение именно морской среды, как преступление особенно опасное. Это связано с тем, что загрязнение сопутствует большинству видов деятельности; водная среда способствует быстрому распространению загрязнителей на большое расстояние от источников загрязнения; мировой океан обладает большой инерционностью реагирования, и требуется длительный скрытый период для того, чтобы неочевидные последствия стали явными. Сложность и опасность ситуации в том, что когда это случится, будет слишком поздно что-либо предпринимать; отрицательное, антропогенное воздействие на моря в любом случае означает значительное ухудшение условий обитания человека и морских организмов. Оно выражается как в хроническом отравлении населения при употреблении пищевых продуктов, так и в сокращении численности биологических ресурсов, их разнообразия [1].

1.4. Международная конвенция МАРПОЛ 73/78

Огромная масса вод Мирового океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток, в Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн. т. рыбы.

Мировой океан - это и протеин для голодающих, которых на земле миллионы, и новые лекарства для больных, вода для пустынь, энергия и минералы для промышленности, места отдыха.

Пожалуй, ни одна проблема не вызывает сейчас у человечества таких оживленных дискуссий, как проблема загрязнения Мирового океана.

Под открытом море подразумевается все части моря, не входящие ни в территориальные моря, ни во внутренние воды любого государства. Женевская конвенция об открытом море с целью предотвращения загрязнения морской среды и нанесения ей ущерба обязывает каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять море нефтью, радиоактивными отходами и другими веществами.

Международные конвенции сыграли определенную роль в предотвращении загрязнения морской среды, но в тоже время выявила и слабые места. В 1973 г. в Лондоне была созвана Международная конференция по предотвращению загрязнения моря. Конференция приняла Международную конвенцию по предотвращению загрязнения моря с судов. Конвенция 1973 г. предусматривает меры, предупреждающие загрязнение морей не только нефтью, но и другими вредными жидкими веществами, а также отходами (сточные воды, мусор судов и т.п.). Согласно Конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том , что корпус, механизмы и прочая

15

оснастка находятся в исправном состоянии и не загрязняют море. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе судна в порт. Конвенция устанавливает жесткие нормы содержания нефти в сбрасываемой танкерами воде. Суда водоизмещением более 70 тыс. т должны располагать емкостями приема чистого балласта - в такие отсеки нефть грузить запрещается. В особых районах полностью запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров и сухогрузных судов водоизмещением свыше 400 т. Все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Все транспортные суда оснащаются сепарационными устройствами для очистки сливных вод, а танкеры - устройствами, позволяющими осуществлять мойку танкеров без слива нефтяных остатков в море. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки.

Во время технологической эволюции в промышленности и транспорте за последние 50 лет остро возникла необходимость принятия каких-либо мер по предотвращению загрязнения окружающей среды.

Международная Конвенция по предотвращению загрязнения моря с судов 1973 года, модифицированная Протоколом 1978 года (МАРПОЛ – 73/78), является самым важным договором по предотвращению загрязнения моря, когда-либо принимаемым ИМО.

Загрязнение моря нефтесодержащими продуктами – особенно в портах и гаванях впервые было признано проблемой до первой мировой войны. В 20-30 годах прошлого столетия различные страны принимали меры по контролю выброса нефти в своих территориальных водах. И все же до начала второй мировой войны не было достигнуто никакого международного соглашения. Создание ООН стимулировало активность по борьбе с загрязнением в послевоенный период, и в апреле 1954 года была принята Международная Конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью. Хотя загрязнения, вызванные авариями на танкерах и вызывают определенную тревогу, Конвенция первоначально имела в виду загрязнения, вызванные обычными танкерными операциями, являющимися основными причинами загрязнения моря. При разгрузке танкеров возникает необходимость заполнения грузовых танков балластными водами с целью обеспечения танкеру достаточной остойчивости и достаточной погруженности винта и рулевой группы для последующего рейса в порт загрузки. Смешение нефти и воды также происходит во время зачистки танков и цистерн. Причиной загрязнения может явиться и сброс льяльных вод с любых типов судов. До принятия Конвенции 1954 года было принято откачивать нефтесодержащие продукты в море.

Конвенция 1954 года попыталась решить данную проблему двумя способами:

- установлением «запретных зон», простирающихся, по крайней мере, на 50 морских миль от береговой черты, у которой запрещена откатка нефти или нефтесодержащих продуктов

- требование к Контактирующим Сторонам по принятию всех мер безопасности и использованию всех средств для приема замазученных вод.

16

Увеличение объема перевозок химикатов и нефти морем, возросшая озабоченность сохранностью окружающей среды в целом заставило осознать, что Конвенция 1954 года недостаточна, несмотря на принятые многочисленные поправки.

Ассамблея ИМО 1969 года под впечатлением гибели «Torrey Canyon» в 1967 году – решила созвать Международную Конвенцию посвященную проблеме загрязнения морской среды. Конференция состоялась в Лондоне в 1973 году. На Конференции рассматривались не только проблемы загрязнения моря нефтью, но и другие виды загрязнения морской среды. Большая часть технических мер по предотвращению загрязнения содержится 5 основных Приложениях к Конвенции:

Приложение Ι – Загрязнение нефтьюПриложение ΙΙ – Ядовитые жидкие субстанции, перевозимые наливомПриложение ΙΙΙ – Вредные вещества, перевозимые в упаковкеПриложение ΙV – Сброс сточных водПриложение V – Сброс мусораПриложение VΙ – Защита воздушного бассейнаСразу после принятия Конвенции в 1973 году только несколько стран

ратифицировали ее. В 1978 году на Международной Конференции ИМО был принят Протокол по Безопасности Танкеров и Загрязнению моря. После принятия основных поправок Конвенцию 1973 года и Протокол 1978 года стали считать одним руководящим документом – МАРПОЛ – 73/78.

Протокол МАРПОЛ содержит строгие правила инспекции и сертификации судов.

МАРПОЛ – 73/78 требует:1. Первоначальное обследование судна до начала его эксплуатации или до

того, как была принята Конвенция МАРПОЛ2. Периодические проверки судов с интервалом, не превышающим 5 лет3. Одна (как минимум) промежуточная проверка в интервале времени

между основными проверками4. Вне плановые инспекции или обязательные ежегодные проверкиМеждународная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973

года, модифицированная Протоколом 1978 года (МАРПОЛ – 73/78) вступила в силу 02 октября 1983 года. Она считается наиболее важным международным договором, когда-либо принятым в борьбе против загрязнения моря.

MARPOL 73/78 - главное международное соглашение, охватывающее предотвращение загрязнения окружающей среды судами от эксплуатационных или случайных причин. Документ представляет собой комбинацию двух соглашений, принятых в 1973 и 1978 гг. соответственно и обновляется по мере необходимости поправками и дополнениями.

Международная конвенция по предотвращения загрязнения моря с судов (MARPOL) была принята 2 ноября 1973 г. в IMO, она охватывала проблемы загрязнения моря нефтью, химикатами, вредными веществами, льяльными водами с судов и мусором. Протокол 1978 г., дополняющий MARPOL (1978 MARPOL Protocol) был принят на Конференции по безопасности танкеров и

17

предотвращению загрязнения (Conference on Tanker Safety and Pollution Prevention) в феврале 1978, организованной вследствие большого числа инцидентов с танкерами в 1976-1977. (Требования к конструкции танкеров и их эксплуатации были включены в Протокол 1978).

Поскольку Конвенция 1973 г. в то время еще не вступила в силу, Протокол 1978 г. воплотил в себе родительский документ. Объединенный инструмент – Международная Конвенция по Предотвращению Загрязнения Моря с Судов, 1973 г., измененная в соответствии с Протоколом 1978 г., – MARPOL 73/78, вступил в действие 2 октября 1983 г. (Приложения I и II).

Конвенция содержит инструкции, нацеленные на предотвращение и уменьшение загрязнения моря с судов как вследствие инцидентов, так и вследствие эксплуатации, и в настоящее время включает шесть Приложений:

Приложение I - Инструкции по предотвращения загрязнения нефтью.Приложение II - Инструкции по контролю загрязнения ядовитыми

жидкими веществами.Приложение III - Предотвращение загрязнения вредными веществами,

перевозимыми в упакованном виде.Приложение IV - Предотвращение загрязнения сточными водами с судов

(еще не вступило в силу).Приложение V - Предотвращение загрязнения мусором с судов.Приложение VI - Предотвращение загрязнения атмосферы с судов.Договаривающиеся стороны должны ратифицировать Приложения I и II,

остальные Приложения не являются обязательными [24].

Вопросы для самопроверки.1. Что такое экология?. Понятие, определение.2. Назовите уровни взаимодействия материи.3. Дайте определение экосистемы.4. Что такое популяции, сообщества.5. Дайте характеристику глобальных проблем экологии.6. Характеристика главных особенностей развития общества в 20-том,

начале 21-ого века.7. В чем проявляется «парниковый» эффект и каково влияние на

окружающую среду.8. Что такое экосфера? Дать определение и характеристику.9. В чем суть Международной конвенции МАРПОЛ 73/78. Каковы задачи

конвенции.

18

ЛЕКЦИЯ 2НОРМАТИВНЫЕ, ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ, КОТОРЫЕ ПЕРЕВОЗЯТСЯ МОРЕМ В

УПАКОВКЕ, ГРУЗОВЫХ КОНТЕЙНЕРАХ, СЪЕМНЫХ ТАНКАХ, НАСЫПОМ

План лекции2.1. Состояние качества гидросферы2.2. Отрицательное воздействие судов на гидросферу2.3. Основные требования природоохранных мероприятий2.4. Ответственность за загрязнение водоемов

Рекомендуемая литература:1, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 25

2.1. Состояние качества гидросферы

Ещё из школьной программы мы помним, что большая часть поверхности Земли покрыта водами Мирового океана.

Мировой океан - это целостная система, которая влияет непосредственным образом на климат планеты, растительный и животный мир, на процессы жизнедеятельности человека.Но и человек, в свою очередь, активно влияет на экологическое состояние морской среды.

Таким образом, к числу негативных последствии развивающегося технического прогресса мы должны отнести неблагоприятные последствия в экосистеме Мирового океана.

Повышенный интерес международного сообщества и представителей бизнеса к освоению морских пространств, как потенциальному источнику нефти и газа на долгие десятилетия вперед, заставляет задуматься о перспективах охраны природной среды под воздействием таких видов деятельности как рыболовство, разведка, добыча и перевозка углеводородного сырья, интенсивное судоходство.

Морские побережья (материковые и островные) являются критическими участками биосферы, где происходит стык морских, наземных и пресноводных экосистем. На этом стыке наблюдается высокий уровень биоразнообразия и биопродуктивности.

Однако, такие участки наиболее сильно подвержены и воздействию геодинамических процессов, что делает их чрезвычайно уязвимыми для любых форм антропогенного воздействия.

Экологическое давление на бассейн Мирового океана оказывается через интенсификацию судоходства, использование морей и океанов для захоронения промышленных отходов и побочных продуктов иных видов жизнедеятельности человека, милитаризация и нуклеаризация Мирового океана, загрязнение морской среды речными стоками привели к появлению острых проблем, связанных прежде всего с загрязнением Мирового океана.

19

Эти проблемы носят ярко выраженный глобальный или региональный характер [5].

Гидросферу Земли можно условно разделить на две категории – соленые и пресные воды. Пресная вода наряду с воздухом и продуктами питания является важнейшим источником поддержания жизнедеятельности человека.

Транспорт – один из крупнейших потребителей пресной воды. Большое количество используется всеми видами транспорта для различных технологических и технических целей ( пар для турбин, для охлаждения двигателей, жидкости для мойки и экипировки подвижного состава и прочих процессов). Водные виды транспорта непосредственно влияют на степень загрязнения воды.

Непосредственно с судна сбрасываются в воду балластные воды, вода, используемая для мойки грузовых танкеров, подсланевые воды, содержащие в своем составе нефтепродукты [12].

Нефтяная пленка задерживает на 35-40% ультрафиолетовое излучение и тем самым снижает интенсивность фотосинтеза и образование биомассы в океане. Она же затрудняет обмен кислородом между гидросферой и атмосферой. Нефтяная пленка снижает испаряемость воды и, следовательно, уменьшает количество водяных паров в атмосфере, что в свою очередь повышает вероятность засух и других неблагоприятных явлений.

Кроме того, антропогенный шум, вибрация и электромагнитные воздействия являются энергетическими загрязнителями окружающей среды. Механические вибрации возникают практически во всех механизмах с разными амплитудами и частотами, поэтому они могут быть моно-, би- и полигармонические, случайные с широким диапазоном частот. Вибрация резко влияет на иммунную, сердечно-сосудистую системы, состав крови человека и развитие профзаболевания – виброболезнь.

Вибрации, возникающие на судне, подразделяются на общую вибрацию корпуса судна и местные вибрации. Основными источниками местной вибрации являются: гребной винт (механическая и гидродинамическая неуравно[вешенность), валопровод, главные и вспомогательные силовые установки (дизель, механизмы, компрессоры, насосы, электрические двигатели), волнения моря (при волнении 3 балла периодические силы увеличивались на 30%, при сильном волнении – в 3-5 раз) и мелководье, процесс обтекания потоком воды выступающих частей (возникают вибрации в результате срыва вихрей) и руль.

Интенсивность шума за последние 300 лет в развитых странах удваивалась каждые 5-10 лет, т.е. росла быстрее, чем увеличивалось потребление энергии. Интенсивный шум отрицательно влияет на производительность труда, самочувствие и здоровье человека, а также на животных и даже на растения.

Основными источниками внешнего шума являются транспорт, строительные и производственные процессы. Шум зависит от типа двигателя, скорости движения, режима работы, технического состояния средства и ряда других факторов и его интенсивность может существенно колебаться.

20

Крупные морские и речные суда во время движения не создают значительного внешнего шума. Источниками внешнего шума на судах являются выпускные тракты, винты, шум воды, обтекающий корпус, а также вспомогательные машины, установленные на открытых палубах и работающие преимущественно в портах при загрузке и разгрузке или при техническом обслуживании и ремонте судов.

Все транспортные средства имеют сигнальные сирены, гудки или свистки, издающие звуки значительной интенсивности. Наиболее мощные сигнальные системы установлены на морских и крупных речных судах, которыми они пользуются в основном при движении в тумане и в других опасных ситуациях, хотя из-за низкого тона звуки от таких сирен воспринимаются с меньшим раздражением, чем от резких гудков локомотивов.

На транспортных средствах генерируются, кроме внешних шумов, внутренние шумы, воздействующие на пассажиров и обслуживающий персонал (механиков судов и др.). В машинных отделениях судов, где работают главные двигатели (обычно дизели) шум достигает 80-100 дБА, а в непосредственной близости от двигателей и выше.

В настоящее время все чаще говорят о новом виде загрязнения планеты – тепловом. Источниками «подогрева» окружающей среды из-за несовершенства методов преобразования энергии служат тепловые потери в различных двигателях и установках.

Таким образом, водный транспорт загрязняет биосферу: химически – отработавшие газы дизелей в атмосферу и гидросферу; физически – мусор, сточные воды, зола., пыль, сажа и др.; шумом, вибрацией и тепловым загрязнением [12].

2.2. Отрицательное воздействие судов на гидросферу

В процессе эксплуатации судов образуются отходы, которые можно разделить на две группы:

1) отходы, образующиеся вследствие неполноты выгрузки судов, обработки водой палуб, трюмов и танков;

2) отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности экипажа и пассажиров (хозяйственно-бытовые, фекальные стоки и бытовой мусор), а также в результате эксплуатации судовых механизмов (подсланевые, нефтесодержащие воды, отработанные газы СЭУ, шум, вибрация, ЭМП, твердые отходы) [9].

Весьма часты случаи аварийных разливов нефтепродуктов при бункеровке судов, различных аварийных ситуациях, военно-промышленных конфликтов, форс-мажорных явлениях.

Нефтесодержащие воды (льяльные воды) – образуются вследствие течи трубопроводов, арматуры, насосов, через обшивку корпуса и донную арматуру, при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры. Нефтесодержащие воды образуются и вследствие попадания под слани воды, использованной при промывке деталей, механизмов, пропарке топливных и

21

масляных цистерн, а также в результате аварийных протечек, конденсации паров воды на внутренней поверхности корпуса судов.

Среднесуточное накопление нефтесодержащих вод в основном определяется мощностью главного двигателя. Концентрация нефтепродуктов в нефтесодержащих водах (НВ) колеблется в широких пределах – от долей % до 75%. После непродолжительного отстаивания среднее значение нефтепродуктов в воде находится в пределах 200¸500 мг/л.

Применяют как судовую, так и внесудовую очистку НВ от нефтепродуктов. Передача НВ на плавучие очистные станции осуществляется с помощью судна-сборщика или самим сдающим судном. Плавучие очистные станции обеспечивают очистку НВ до 5¸15 мг/л нефтепродуктов. Производительность очистных станций достигает 200 м3/сутки. Нефтепродукты в НВ находятся в грубодисперсном состоянии (диаметр капель от 0,01 мм до более крупных размеров) и тонкодисперсном состоянии (диаметр капель нефтепродуктов менее 1 мкм). Это состояние нефтепродуктов в воде называют эмульсией. Частицы, составляющие эмульсию, находятся в воде во взвешенном состоянии и плохо всплывают на поверхность. Эмульсии образуются в процессе обработки водой или паром механизмов и емкостей, при сильно турбулированном движении жидкой фазы в трубопроводах. Стабилизаторами эмульсии служат поверхностно-активные вещества (ПАВ), механические примеси, находящиеся в подсланевых водах. Содержащиеся в морской воде ионы металлов и солей также могут способствовать образованию эмульсии.

Удалять из воды эмульгированные нефтепродукты гораздо труднее, чем грубодисперсные. Концентрация эмульгированных нефтепродуктов в НВ колеблется в пределах 20-50 мг/л, максимум иногда до 100 мг/л и более.

Сточные воды. При использовании воды для производственных, питьевых и хозяйственных нужд на судне образуются сточные воды. До недавнего времени считалось, что сброс сточных вод в водоемы без предварительной их очистки не наносит ущерба, за счет разбавления сточных вод, а также способности водоемов к самоочищению. Особенно неблагоприятное положение наблюдается в местах скопления судов в портах. Поэтому сточные воды, образующиеся на судах, накапливают в специально предназначенных сборниках и далее откачивают их на плавучие очистные станции для очистки и обезвреживания. Объемы среднесуточных накоплений сточных вод можно определить по: грузовому флоту 200-250 л/чел., по пассажирскому флоту 250-300 л/чел.

Выбор способа очистки сточных вод и его эффективность зависят от состава сточных вод. Смесь сточных и хозяйственно-бытовых вод, поступающих в сборные цистерны судна, содержит загрязнения в виде грубодисперсной взвеси и коллоидных частиц, а также в растворенном состоянии.

В настоящее время приняты следующие контрольные показатели, по которым можно прямо или косвенно судить о степени загрязнения сточных вод:

БПК5 – биохимическое потребление кислорода в течение 5 суток. Определяется количеством кислорода, необходимого для биохимического

22

разложения органических загрязнений, содержащихся в 1 л сточной воды, в течение 5 суток при температуре 20°С без доступа света и воздуха, измеряется в мг/л.

ВВ – количество взвешенных веществ, содержащихся в 1 л сточной воды; определяется в мг/л, путем фильтрации сточной воды и взвешивания задержанных фильтром загрязнений. Повышенное содержание ВВ в сбрасываемых сточных водах приводит к помутнению воды, что нарушает «пищевую цепочку» водоема.

Коли-индекс – количество бактерий группы «коли» (кишечная палочка), содержащихся в сточной воде, измеряется в штуках на 100 мл.

рН – водородный показатель, характеризующий количество ионов водорода в растворе.

прозрачность – позволяет косвенным путем оценивать степень загрязненности сточных вод.

Состав судовых сточных вод, скапливающихся в сборной цистерне, непостоянный, соотношение сточных и хозяйственно-бытовых вод изменяется в течение суток, зависит от режима работы судна.

Предельно-допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – масса вещества в сточных водах, максимально-допустимая к отведению в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Предельно-допустимый сброс определяется выражением:

(1)

где Сi – концентрация вредного компонента в сточных водах, мг/л;V – объем образующихся сточных вод на судне, л/час.Для каждой техногенной системы устанавливается норматив ПДС, выше

которого взимается штраф.Твердые отходы – делятся на бытовые и производственные.Бытовой – образуется в результате жизнедеятельности экипажа и

пассажиров. К бытовым отходам относится – бумага, тряпки, упаковочные материалы, пищевые отходы. Бытовые твердые отходы обычно накапливают в специальных контейнерах, установленных на корме судна. Причем для пищевых отходов предназначены отдельные бачки и их не смешивают с бытовым мусором.

Эксплуатационные твердые отходы образуются в процессе обслуживания судовых механизмов. Основную массу этих отходов составляет промасленная ветошь, которую хранят в специальных металлических ящиках, установленных в машинных отделениях судов.

Кроме того на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы:

1) шлам от установок для очистки сточных вод, а также прошедшие камбузную дробилку пищевые отходы, накапливаемые в специальной судовой цистерне;

23

2) шлам от сепараторов топлива и масла, представляющий собой обводненные нефтепродукты с содержанием воды 40-60 %.

Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с водой:

плавающий – приводит к загрязнению поверхности воды и береговой полосы;

тонущий – загрязняет дно водоема, особый вред наносит местам нерестилищ рыб;

растворяющийся – поглощает для своего окисления кислород из воды водоема, изменяет её окраску, вкус.

Бытовые твердые отходы составляют большую часть скапливающегося бытового мусора. Основные проблемы – неоднородность состава бытового мусора, значительные колебания его объемов.

Объем производственных твердых отходов зависит, в первую очередь, от мощности судовой энергетической установки и от состояния механизмов.

На судах морского флота количество скапливающейся промасленной ветоши находится обычно в пределах 3-5 кг/сутки.

Среднесуточная норма накопления жидких отходов – шлама, образующихся при обработке сточных вод в специальных судовых установках, находится в пределах 1-2% объема переработанных сточных вод. Исходя из этого накопление жидких отходов – шлама за сутки составляет 0,5-4 л/чел.

Количество накапливаемого нефтяного шлама составляет 1 % от объема прошедших сепарацию топлива и масла от суточного расхода.

Для большинства дизелей на оптимальных эксплуатационных режимах расход топлива составляет 200-230 г/квт, масла 1,7-2,7 г/квт.

Таблица 1 - Данные о суточных накоплениях

ОтходыГрузовое судно,

(15 чел.)Пассажирское

судно (400 чел.)Твердые бытовые, кг 6 150

Пищевые, кг 7,5 250Твердые производственные, кг 4 5

Шлам сточных вод, м3 0,045 1,2Нефтешлам, кг 2,9 7,3

Ежесуточно на грузовом судне скапливается около 20 кг всех видов отходов (без учета шлама сточных вод), а на пассажирском – около 400 кг. Для пассажирских судов основную долю составляют бытовые отходы (табл.1).

Если судно не укомплектовано очистными сооружениями, то на его борту устанавливают специальные емкости для сбора и хранения отдельно нефтесодержащих и сточных вод.

Помимо материальных отходов с судов возможно энергетическое, в частности тепловое загрязнение окружающей среды.

24

Повышение температуры гидросферы повышает скорость химических и биохимических реакций, что способствует эффективности очистки сточных вод. С другой стороны, с повышением температуры уменьшается растворимость и, следовательно, концентрация кислорода в воде, без которого невозможно самоочищение, сущность которого сводится к окислению органических веществ кислородом в процессе жизнедеятельности аэробных бактерий.

При сбросе же охлажденной воды силовой установки (СЭУ) судна, даже при условии, если вода не загрязнена, имеется ограничение по температуре [1].

2.3. Основные требования природоохранных мероприятий

В 1973 году Международной морской организацией (ИМО) была принята Международная Конвенция Марпол-73, в которой определены технические требования по предотвращению загрязнения с судов. С ростом перевозок нефти от районов добычи к месту переработки и потребления участились случаи тяжелых аварий крупнотоннажных танкеров (столкновения, посадки на мель, взрывы, пожары), повлекшие за собой разливы нефти.

В 1978 году принят Протокол, который в дополнение к 1973 г. называют – Конвенция Марпол 73/78, которая включает пять Приложений.

Нефтесодержащие воды.Для предотвращения загрязнения водной среды подсланевыми водами с

судов Конвенцией Марпол 73/78 предусмотрены следующие решения:- сборные танки;- нефтеводяное фильтрующее оборудование с эффективностью очистки

подсланевых вод до уровня содержания в них нефтепродуктов не более 15 ррм;- автоматическое устройство для закрытия сливных клапанов, когда

концентрация нефтепродуктов в очищенной воде, сбрасываемой за борт, более 15 ррм;

- нефтеводяное сепарационное оборудование с эффективностью не более 100 ррм.

Таким образом, возможны три варианта оборудования на соответствие Приложения 1 Конвенции Марпол 73/78:

1) сборный танк;2) сборный танк + нефтеводяное фильтрующее оборудование,

обеспечивающее степень очистки до 15 ррм, автоматическое закрытие клапанов при превышении 15 ррм нефтепродуктов в подсланевой воде;

3) сборный танк и сепарационное оборудование с эффективностью очистки до 100 ррм.

Сточные воды.В соответствии с требованиями Конвенции Марпол 73/78 в прибрежной

зоне до 12 морских миль запрещен сброс сточных вод, если они предварительно не очищены и не обеззаражены в специальной судовой установке (ООСВ) до следующих показателей:

БПК5, мг/л 50

25

ВВ, мг/л 100 + хКоли-индекс, шт./л 2500где х – концентрация ВВ в промывочной воде, мг/л.Под сточными водами Конвенция предусматривает:- стоки из всех видов туалетов, писсуаров, унитазов;- стоки из раковин, ванн, душевых;- стоки из помещений, где находятся животные;- прочие стоки, если они перемешаны с перечисленными выше.Согласно Приложению IV Конвенции Марпол 73/78 каждое судно

подвергается следующим видам освидетельствования:- первоначальному (перед вводом в эксплуатацию);- периодическому (через промежутки, не превышающие 5 лет);- промежуточному – в период между периодическими через

промежуток, не превышающий 30 мес.Мусор – все виды пищевых, бытовых или эксплуатационных отходов.Ограничения Марпол при сбросе мусора [24]:- запрещается сброс в море всех видов пластмасс;- плавучий обивочный и упаковочный материал можно сбрасывать за

пределами 25 миль от берега;- за пределами 12-мильной зоны можно сбрасывать мусор,

пропущенный через измельчитель, размеры кусков не более 25 мм;- в особых районах запрещается сбрасывать любые виды мусора, кроме

пищевых отходов, которые можно сбрасывать за пределами 12-мильной зоны.Уполномоченным должностным лицам в пределах внутренних морских и

территориальных вод предоставлены следующие права:- останавливать, посещать и осматривать суда и другие плавучие

средства для выяснения причин и обстоятельств произведенного сброса или потерь веществ, вредных для здоровья людей или живых ресурсов водоемов;

- давать указания об устранении нарушения установленных правил по операциям с токсикантами;

- задерживать суда и другие плавучие средства, допустившие незаконный сброс или не принявшие необходимых мер к предотвращению потерь указанных веществ;

- составлять акты о нарушении правил по предотвращению загрязнения вод, в установленном порядке привлекать виновных лиц к ответственности [1].

2.4. Ответственность за загрязнение водоемов

Ответственность за загрязнение водоемов [6]:- гражданско-правовая;- административная;- дисциплинарная;- уголовная.Плата, направляемая на восстановление и охрану водных объектов,

вносится за:

26

- сброс в водные объекты сточных вод, содержание вредных веществ в которых превышает установленные нормы;

- сброс в водные объекты сточных вод, содержание вредных веществ в которых превышает установленные лимиты ПДС.

За сброс в водные объекты сточных вод, содержание вредных веществ в которых превышает установленные нормативы, и сточных вод нормативного качества сверхустановленных лимитов ПДС предусматривается повышенная плата [3].

Вопросы эффективности мер по защите и сохранению экосистемы морей и океанов может быть обеспечена международно-правовыми средствами.

Правовая охрана окружающей среды [9]Понятие «окружающая среда» охватывает широкий круг элементов,

связанных с условиями существования человека.Они распределяются по трем группам объектов:- объекты естественной (живой) среды (флора, фауна);- объекты неживой среды (морские и пресноводные бассейны -

гидросфера), воздушный бассейн (атмосфера), почва (литосфера), околоземное космическое пространство;

- объекты «искусственной» среды, созданной человеком в процессе его взаимодействия с природой.

В совокупности все это составляет систему окружающей среды, которая в зависимости от территориальной сферы может быть подразделена на глобальную, региональную и национальную.

Таким образом, защита (охрана) окружающей среды не адекватна защите (охране) природы.

Только динамичное развитие в 70 - 80-е годы научных основ глобальных проблем в зарубежной и отечественной научной литературе позволило неоспоримо выделить правовые нормы, относящиеся к защите окружающей среды, в особую группу.

«Международно-правовая охрана окружающей среды - совокупность принципов и норм международного права, составляющих специфическую отрасль этой системы права и регулирующих действия его субъектов (в первую очередь государств) по предотвращению, ограничению и устранению ущерба окружающей среде из различных источников, а также по рациональному, экологически обоснованному использованию природных ресурсов»

Особенности морской среды как объекта нормативно-правового регулирования [7]

Загрязнение именно морской среды - преступление особенно опасное по ряду причин:

- загрязнение сопутствует большинству видов деятельности;- водная среда способствует быстрому распространению загрязнителей на

большое расстояние от источников загрязнения;-мировой океан обладает большой инерционностью реагирования, и

требуется длительный скрытый период для того, чтобы неочевидные

27

последствия стали явными. Сложность и опасность ситуации в том, что когда это случится, будет слишком поздно что-либо предпринимать;

- отрицательное, антропогенное воздействие на моря в любом случае означает значительное ухудшение условий обитания человека и морских организмов. Оно выражается как в хроническом отравлении населения при употреблении пищевых продуктов, так и в сокращении численности биологических ресурсов, их разнообразия.

Все это усугубляется еще и потребительскими качествами современного общества.

Люди стремятся любыми способами взять от природы как можно больше, ничего не отдавая взамен. В последние годы намэтился устойчивый рост противоправных посягательств на водные биоресурсы. Обостряется криминогенная обстановка.

Международно-правовые нормы охраны морской среды. Комплексный международно-правовой среды охраны морской среды

К настоящему времени сложился и продолжает развиваться комплексный международно-правовой режим защиты и сохранения морской среды, включающий регулирование как по горизонтали (в зависимости от источника загрязнения), так и по вертикали (универсальное и региональное).

«Значительный вклад в развитие этого режима внесла III Конференция ООН по морскому праву.

Принятая на этом форуме Конвенция ООН по морскому праву 1982 г. рассматривает вопросы экологической безопасности в контексте глобального регулирования всех видов деятельности государств по исследованию и использованию Мирового океана».

Наибольшую опасность для морской среды представляют различные источники загрязнения, среди которых принято выделять:

- источники на суше;- суда и эксплуатационные сбросы с них;- разведка и разработка ресурсов континентального шельфа и акватории;- захоронение отходов;- загрязнение из атмосферы или через нее.«В 1954 г. в Лондоне на международной конференции была принята

Конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью» . Это было первое многостороннее соглашение по защите морской среды.

В 1962, 1969 и 1971 гг. в Конвенцию вносились некоторые поправки.«Следующим важным шагом в этом направлении было принятие в 1973 г.

Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (Конвенция МАРПОЛ)» .

Положения конвенции распространяются на суда любого типа, кроме военных кораблей и судов, состоящих на правительственной некоммерческой службе.

Достоинством этого документа являются закрепленные в нем единые международные стандарты для предотвращения загрязнения морской среды.

28

Позитивны фактором Конвенции стало включение в нее положений об «о районах» с более жестким режимом сбросов, чем в других ториях.

К таким районам отнесены: Средиземное, Черное тийское, Красное моря, «район заливов» (Персидский и Аденский заливы) и район Большого барьерного рифа.

Измененная Протоколом 1978 г. Конвенция МА 73/78 включает 2 протокола и 5 приложений. Конвенция с 1983 г.

Значительную угрозу морской среде представляют морские суда, особенно танкеры, груженые нефтью.

«В 1967 г изошла одна из самых крупных таких аварий, когда в рез те инцидента с танкером «Торри Кэньон» в море выл 100 тыс. т нефти. В связи с этим в Брюсселе в 1969 г. приняты Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случае аварий, приводящих к разливу нефти и Международная конвенция о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью» .

Первая конвенция предоставляет прибрежному государству право принимать меры к иностранным судам в открытом и случае морских аварий, угрожающих реальной опасность загрязнения побережья нефтью или иным интересам такого государства.

Принимаемые меры должны быть соразмерны прогнозируемому или угрожающему ущербу и без необходимости не должны нарушать права и интересы других государств и лиц.

«В Брюссельской конвенции 1969 г. была дополнена Протоколом содержащим положения о загрязнении моря иными вредными веществами, чем нефть» .

Вторая конвенция применяется к собственникам плавучих средств, перевозящих нефть наливом в качестве и устанавливает ответственность за ущерб от загрязнения, который явился результатом утечки или слива нефти с судна вследствие инцидента.

Конвенция основана на принципе объективной ответственности, в этом документе также определен случаи освобождения от нее, установлен предел возмещения ущерба, вводится обязательное страхование и иное финансовое обеспечение.

В 1984 г. был принят Протокол, внесший изменения и дополнения к Конвенции, в частности, была расширена пространственная сфера ее действия и повышен предел ограничения ответственности. Обе конвенции в силе.

В 1972 г. в Лондоне в ходе представительной межправительственной конференции была принята Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов.

Конвенция распространяется на все морские пространства, кроме внутренних вод, и относится к двум видам захоронений:

1) преднамеренному удалению в море с судов, самолетов, платформ или других находящихся в море искусственных конструкции отходов и иных материалов, указанных в приложениях I и II;

29

2) преднамеренному затоплению в море судов, самолетов, платформ и других искусственных конструкций.

Наиболее опасные вещества и материалы не подлежат захоронению; для захоронения других веществ и материалов с опасными свойствами требуется специальное разрешение; менее опасные могут погружаться на дно при условии выдачи на это общего разрешения на их захоронение.

Исключение допустимо при форс-мажорных обстоятельствах, опасности для человеческой жизни и реальной угрозе судам, самолетам, платформам и другим искусственным сооружениям в море.

Конвенция вступила в силу в 1975 г.Региональные соглашения по охране морской среды [8]Важное место в деле защиты и сохранения морской среды принадлежит

региональным соглашениям, которые позволяют более последовательно увязывать природоохранные меры со специфическими особенностями того или иного региона.

«На сегодняшний день сложились три модели регионального правового регулирования охраны морской среды» .

Первая модель была разработана западноевропейскими государствами в отношении региона Северное море — Северная Атлантика и основывалась на предметном подходе.

В рамках данной модели был принят ряд соглашений, носящих относительно обособленный характер, по предотвращению загрязнения морской среды региона:

- нефтью (Соглашение о сотрудничестве 1969 г.); захоронением отходов (Конвенция Осло 1972 г.);

- из наземных источников (Парижская конвенция 1974 г.);- в результате разработки ресурсов морского дна (Конвенция о

гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью 1976 г.);- иными вредными веществами, чем нефть (Соглашение о сотрудничестве

1983 г.).Отличительной особенностью данной модели является наличие

самостоятельного международно-npaвового акта по конкретному источнику загрязнения или виду загрязняющих веществ.

Другая модель была избрана государствами, заключившими в 1974 г. Хельсинкскую конвенцию по защите морской района Балтийского моря.

В этом документе содержатся н регулирующие отношения по предотвращению загрязнения:

- с судов,- из наземных источников, в результате разведки и работки минеральных

ресурсов морского дна,- в результате мероприятия по осуществлению ответственности за ущерб,

нанесенный загрязнением, по разрешению споров и др.Meханизм защиты морской среды указан в приложениях, являющихся

неотъемлемой частью Хельсинкской конвенции 1974 г.

30

Специфика данного международно-правового акта заключается что он регулирует практически все вопросы борьбы с загрязнением моря.

Третья модель явилась результатом реализации Программы защиты. региональных морей, принятой ЮНЕП в 1974 г.

В настоящее время Программа охватывает 11 регионов (Средиземное Красное море и Аденский залив, Персидский и Оманский вы, район Карибского моря и др.).

Наиболее яркой иллюстрацией этой модели может елужить сотрудничество средиземноморских государств.

«В 1976 г. Конференцией в Барселоне было заключено базисное соглашение рамочного («зонтичного») типа — Конвенция об охране Средиземного моря от загрязнения, содержавшее общие обязательства государств, которые должны конкретизироваться в Протоколах к Конвенции» .

Так, были разработаны Протоколы:- о сотрудничестве в борьбе с загрязнением нефтью и другими вредными

веществами в чрезвычайных случаях 1976 г.;- о защите от загрязнения из наземных источников 1980 г.;- об особо охраняемых районах.Барселонскую модель предлагается использовать при разработке

соглашений по защите и охране морской среды бассейна Северного Ледовитого океана, оказывающего значительно действие на климат планеты и поддержание экологического баланса Земли.

Конвенция 1982 годаКонвенция 1982 г . исходит из необходимости гармоничного сочетания

международно-правовых норм защиты морской среды и норм национального законодательства государств, которые бы учитывали международные стандарты в этой области.В Конвенции 1982 г. содержатся обязательства государств двух видов: общие и специальные.

Последние касаются определенных видов деятельности государств или источников загрязнения либо конкретных регионов («Покрытые льдом районы»).

Наибольшее число норм, содержащих специальные обязательства государств, относится к предотвращению загрязнения с судов.

Новеллой в развитии международного морского права явилось закрепление в Конвенции 1982 г. принципа «юрисдикции государства порта».

В соответствии со ст. 218 любое государство, в порт которого добровольно вошло судно, имеет право предпринимать расследование, когда это оправдано доказательствами, и возбудить разбирательство в отношении любого сброса с этого судна в нарушение международных норм и стандартов. Это определенное изъятие из принципа исключительной юрисдикции государства флага судна.

С целью повышения эффективности функционирования правового механизма защиты морской среды в Конвенции 1982 г. установлена система средств и процедур мирного разрешения международных споров, связанных с

31

загрязнением или относящихся к толкованию и применению конвенционных положений.

Если стороны не смогут урегулировать спор посредством переговоров, включая согласительную процедуру, он по требованию любой стороны может передаваться на рассмотрение в соответствии с обязательной процедурой Международному трибуналу по морскому праву, Международному Суду ООН, арбитражу или специальному арбитражу, создаваемому для рассмотрения дел по вопросам защиты и сохранения морской среды или судоходства, чая вопросы загрязнения с судов в результате захоронен [6].

Вопросы для самопроверки.1. Организация природоохранной службы на водном транспорте.2. Требования по предотвращению загрязнения с судов.3. Правовые аспекты охраны водных объектов от загрязнения судовыми

отходами.4. Требования по предотвращению загрязнения с судов. Международная

конвенция Марпол, 73/785. Государственные требования к очистке сточных вод с судов и

ответственность за загрязнение водоемов.

32

ЛЕКЦИЯ 3МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО

ИЛИ СЛУЧАЙНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРСКОЙ, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

План лекции3.1. Образование нефтесодержащих вод на судах3.2. Государственные требования по предотвращению морской среды

судовыми отходами3.3. Ответственность должностных лиц за загрязнение гидросферы3.4. Последствия загрязнения морской среды

Рекомендуемая литература: 1, 11, 12, 14, 16, 22, 24

3.1. Образование нефтесодержащих вод на судах

Загрязнение морской среды. Все виды загрязнений - естественные и возникшие в результате деятельности человека в конечном итоге оказываются в мировом океане. Они включают в себя нечистоты и отходы всех видов промышленности, сельского хозяйства, а также ядовитые и опасные вещества.

Основной процент загрязнения морской среды связан с деятельностью людей на морском дне. Например, разведка и добыча нефти и газа, все отходы с кораблей, которые идут в воду. Влияние судна на окружающую среду представлено на рис.1.

Особо большие масштабы приобретает загрязнение морской среды нефтепродуктами при авариях танкеров, а также платформ, сооружаемых для добычи нефти из морских шельфов. Нередки случаи умышленного слива с судов в море нефтяных остатков. Все это наносит огромный вред природе: уничтожаются морские организмы, продукты питания морской фауны. Происходит ослабление сопротивляемости морских животных к различным инфекциям вследствие поглощения ими нефти. Уничтожаются рыбные запасы [11].

Сушу и океан связывают реки, впадающие в моря и несущие различные загрязнители. Не распадающиеся при контакте с почвой химические вещества, такие как нефтепродукты, нефть, удобрения (особенно нитраты и фосфаты), инсектициды и гербициды в результате выщелачивания попадают в реки, а затем в океан. В итоге океан превращается в место сброса этого «коктейля» из питательных веществ и ядов.

Нефть и нефтепродукты — основные загрязнители океанов, но наносимый ими вред значительно усугубляют сточные воды, бытовой мусор и загрязнение воздуха. Выносимые на пляжи пластмассовые предметы и нефть остаются вдоль отметки уровня прилива, свидетельствуя о загрязнении морей и о том, что многие отходы не разлагаются микроорганизмами.

Исследование Северного моря показало, что около 65 % обнаруженных там загрязняющих веществ были принесены реками. Ещё 25 % загрязнителей

33

поступили из атмосферы (включая 7000 т свинца от выхлопов автомобилей), 10 % — от прямых сбросов (в основном сточные воды), а остальное — от сливов и сбросов отходов с судов..

Рисунок 1 - Проблеми безпеки судноводіння та охорона навколишнього середовища

Десять штатов США сбрасывают отходы в море. В 1980 г. таким способом их было уничтожено 160 000 т, но с тех пор эта цифра уменьшилась.

В соответствии со статьей 15 Конвенции МАРПОЛ 73/78 любое приложение вступает в силу по истечении 12 месяцев с момента даты, на которую его сторонами (государствами, ратифицировавшими данное приложение) станут не менее 15 государств, общая валовая вместимость торговых судов которых составляет не менее 50% валовой вместимости мирового торгового флота.

Указанные пять приложений Конвенции по существующим в ИМО правилам объединяются в три группы и принимаются (ратифицируются) государствами одновременно: 1-я группа приложения 1 и 2; 2-я группа – приложения 3 и 5; 3-я группа – приложение 4.

Нефтесодержащие воды. Каждое судно, совершающее международные рейсы, должно быть оборудовано в соответствии с требованиями приложения 1 Конвенции МАРПОЛ 73/78 [24], что подтверждается выдачей Регистром каждой страны этим судам Международных свидетельств о предотвращении загрязнения нефтью. Конвенцией рассмотрены следующие технические

Безпека судноводіння

Аварийная

ситуация

Обучение

безопасности

судовождения

Норм. ная и

безопасная

єксплуатация

судна

Нормальные

условияАварийн

ыеусловия

Форс-мажорн

ыеусловия

Морская среда

Новационные технологии

Инженерная защита

Нормативно-правовая база,

законы

Опасность судовождения:посадка на мель;столкновение;разлом корпусасмещение груза

Охрана окружающей среды

Форс-мажорн

ые явления

Знание и соблюде

ние норм прав.

34

средства для предотвращения загрязнения водной среды льяльными (подсланевыми) водами с судов: [

- сборные танки;- нефтяное фильтрующее оборудование с очистной способностью

подсланевых вод до уровня нефтесодержания в сбросе не более 15 млн-1;-автоматическое устройство для закрытия сливных клапанов, когда

содержание нефти в очищенной воде, сбрасываемой за борт, превышает 15 млн-1;

- нефтяное сепарационное оборудование с очистной способностью до 100 млн-1.

Конвенцией МАРПОЛ 73/78 оговаривается необходимость выполнять более жесткие требования в особых районах – Средиземном, Черном, Балтийском и Красном, а также в районе заливов (Ближний Восток). В особых районах разрешается сброс за борт нефтесодержащих вод с концентрацией нефти не более 15 млн-1, а суда рекомендуются оборудовать нефтеводяным фильтрующим оборудованием указанной глубины очистки. При этом на судне обязательно должно быть автоматическое устройство для закрытия сливных забортных клапанов, сбрасывающих, если содержание нефти в сбрасываемой за борт очищенной воде превышает 15 млн-1.

В Конвенции существует поправка, которая гласит, что суда, эксплуатируещиеся исключительно в особых районах или работающие в пределах 12 морских миль от ближайшего берега, достаточно оборудовать сборной цистерной. В этом случае предполагается все образующиеся на судне НВ накапливать, а затем передавать на приемные сооружения порта. Объем сборной цистерны, естественно должен быть достаточным, чтобы гарантировать накопление НВ в течение всего рейса.

Вне пределов особых районов Конвенцией МАРПОЛ 73/78 допускается использование на судне нефтяного сепарационного оборудования, обеспечивающего очистку подсланевых вод до содержания нефти в сбросе не более 100 млн-1.

Наряду с перечисленными выше техническими требованиями Конвенция МАРПОЛ 73/78 содержит организационные и правовые вопросы.

К организационным требованиям прежде всего следует отнести обеспечение всех судов необходимыми документами: журналами нефтяных операций, Международными свидетельствами о предотвращении загрязнения нефтью и др.

В правовой части отмечается обеспечение достаточно жесткого контроля за соблюдением тех или иных положений Конвенции МАРПОЛ 73/78 иностранными судами. В частности, в меморандуме, принятом 14 европейскими государствами в 1982 году., предусмотрены проверки судов третьих стран на соответствие указанным выше требованиям. Регистру было поручено осуществлять технический надзор за проектированием, изготовлением и эксплуатацией судового природоохранного оборудования, решать вопрос о серийном производстве данного оборудования и оформлять Свидетельство о типовом испытании.

35

Регистром рекомендовано несколько методик ежегодных и очередных освидетельствований нефтяного сепарационного и фильтрующего оборудования. Анализы проб подсланевой воды должны проводиться в лабораториях, имеющих Свидетельство о признании их Регистром.

Сточные воды. Требования приложения 4 Конвенции МАРПОЛ 73/78 распространяются на суда, совершающие международные рейсы, в том числе, если валовая вместимость данных судов более 200 рег.т, а также на суда меньшей вместимостью, если на них разрешена перевозка более 10 человек.

В соответствии с положениями Конвенции в прибрежной зоне шириной 12 морских миль запрещен сброс сточных вод, если они предварительно не очищены и не обеззаражены в специальной судовой установке до следующих параметров:

БПК5, мг/дмз………………………….50ВВ, мг/дмз……………………………100+хКоли-индекс, шт/дмз………………..2500(х – количество ВВ в промывочной воде, мг/дмз)

Под термином «сточные воды» Конвенцией понимается следующее:- стоки из всех видов туалетов, писсуаров, унитазов, а также шпигатов,

находящихся в туалетах;- стоки из раковин, ванн, душевых и шпигатов, находящихся в

медицинских помещениях;- стоки из помещений, где содержатся животные;- прочие стоки, если они перемешаны с перечисленными выше.За пределами 12-мильной зоны сброс СВ разрешен без предварительной

обработки в любом бассейне (понятия «особый район» для СВ не существует), но при этом указано, что судно должно двигаться со скоростью не менее 4 уз.

В связи с указанным каждое судно, попадающее под действие приложения 4 Конвенции, должно быть оборудовано устройствами для возможного предотвращения сброса необработанных СВ. Такими устройствами являются судовые сборные цистерны, а также установки ООСВ. Конкретный тип оборудования выбирает судовладелец исходя из эксплуатационных или экономических соображений. Поэтому в настоящее время суда, приведенные в соответствие с требованиями приложения 4 Конвенции, по степени оснащения можно разделить на три группы:

1. Оснащенные сборными цистернами;2. Оснащенные установками ООСВ;3. Оснащенные сборными цистернами и установками ООСВ.Каждое судно, попадающее под действие приложения 4 Конвенции

МАРПОЛ 73/78, должно подвергаться следующим видам освидетельствования:Первоначальному – перед вводом в эксплуатацию; на основании

результатов первоначального освидетельствования выдается Международное свидетельство на судно;

Периодическому – через установленные каждым государством промежутки времени (не превышающие 5 лет);

36

Промежуточному – в период между периодическими, через промежуток времени, не превышающий 30 мес.

По действующим в настоящее время Правилам Регистра все отечественные суда, совершающие международные рейсы, каждый год должны проходить переосвидетельствование, в ходе которого проверяют устройства для предотвращения сброса необработанных СВ. При этом проверяют работоспособность механизмов, входящих в состав устройства. По требованию контролирующих организаций может быть произведен отбор серии проб обработанных СВ (при наличии на судне установки ООСВ) для оценки эффективности их обработки. Сравнение полученных при этом результатов с нормами ИМО дает основание для решения продлить срок действия Международного свидетельства.

Мусор. Приложение 5 Конвенции включает правила предотвращения загрязнения водоемов мусором с судов. При этом под термином «мусор» понимают все виды пищевых, бытовых или эксплуатационных отходов (за исключением свежей рыбы и ее остатков), которые образуются в процессе нормальной эксплуатации судна, за исключением веществ, перечень которых приведен в других приложениях Конвенции.

Конвенцией предусмотрены следующие ограничения по сбросу мусора с судов:

- запрещается сброс в море всех видов пластмасс, включая синтетические мешки для мусора;

- плавучий обивочный и упаковочный материал можно сбрасывать за пределами 25 миль от берега;

- за пределами 12-мильной зоны можно сбрасывать мусор, пропущенный через измельчитель, если куски размолотого не более 25 мм;

- в особых районах запрещается сбрасывать любые виды мусора, кроме пищевых отходов, которые можно сбрасывать за пределами 12-мильной зоны.

Если мусор смешан с другими отходами, сброс которых попадает под другие требования, то к нему предъявляются более строгие требования.

Таким образом, в соответствии с требованиями Конвенции каждое судно, совершающее международные рейсы, должно иметь как минимум одно из следующих устройств: емкости для сбора мусора; устройства для измельчения или прессования мусора; инсинератор (печь для сжигания мусора). Кроме того, в Конвенции указано, что все заинтересованные государства обязаны обеспечить свои порты и терминалы для приема мусора.

Приложение 6 «Сотрудничество в борьбе с загрязнением моря» устанавливает порядок взаимоотношений государств – участников конвенций в случаях ликвидации аварийных разливов нефти и других вредных веществ в море. Предписывается поддерживать готовность к таким операциям путем обеспечения готового к действию оборудования, судов, рабочей силы для работы как в прибрежных, так и в открытых районах моря.

В Конвенции указывается на необходимость разработки и применения систем наблюдения и взаимооповещения о значительных разливах, взаимообмена информацией о средствах борьбы с аварийными разливами и о

37

взаимопомощи во время ликвидации последствий аварийных разливов нефти или других вредных веществ.

После принятия приложений Конвенции МАРПОЛ 73/78 были проведены Региональные конференции, оговаривающие загрязнения и их предотвращения в Балтийском и Средиземном морях.

Помимо международных соглашений, регламентирующих сброс загрязнений с судов, на территориальные прибрежные и рыбохозяйственные морские районы распространяются дополнительные требования недопущения загрязнений, устанавливаемые внутренними законами и правилами государств.

3.2. Государственные требования по предотвращению загрязнения морской среды судовыми отходами

Государственные требования по предотвращению загрязнения водоемов судовыми отходами определяются в основном соответствующими санитарными правилами, а также правилами, разработанными различными контролирующими ведомствами. Требования, связанные с отведением в водные объекты судовых отходов, изложенные в указанных документах, отличаются от аналогичных, определяемых Международной конвенцией МАРПОЛ 73/78.

Сточные воды. Во внутренние водоемы сброс с судов (кроме скоростных, также имеющих на борту не более 3-х человек) необработанных СВ запрещен. В нормативных документах указано, что подлежащие очистке и обеззараживанию СВ не должны превышать следующих значений контролируемых показателей, при которых возможен их сброс с судов:

БПК5, мг/дмз……….50 (для самоходных судов – не более 40)ВВ, мг/дмз………………………..50Коли-индекс, шт./дмз……………1000

Отводить обработанные СВ разрешается, как правило, при движении судна со скоростью не менее 4 км/ч.

Нефтесодержащие воды. Во внутренних водоемах запрещен сброс с судов нефтесодержащих вод (НВ), если концентрация нефтепродуктов в них превышает: 10 мг/дмз для самоходных судов и 5 мг/дмз для несамоходных специализированных судов.

При этом с самоходных судов можно сбрасывать очищенные НВ при движении судна со скоростью не менее 4 км/ч.

Мусор. Во внутренних водоемах запрещен сброс любого вида судового мусора, включая пищевые отходы.

Правовые аспекты охраны водных объектов от загрязнения судовыми отходами.

Проблема охраны водных бассейнов – комплексная проблема, включающая технические, технологические, экономические, медициеские и социальные аспекты. Все они регламентируются правовыми нормами.

38

Постановлениями по охране морских бассейнов предусматривается обязанность всех министерств и ведомств, имеющих суда и плавучие средства, оборудовать суда сепараторами для очистки нефтесодержащих вод или устройствами для сбора этих вод, других вредных веществ, судовых сточных вод и мусора и сдачи их на плавучие или береговые приемные устройства.

Уполномоченным должностным лицам в пределах внутренних морских и территориальных вод представлены следующие права:

- останавливать, посещать и осматривать суда и другие плавучие средства для выяснения причин и обстоятельств произведенного сброса или потерь веществ, вредных для здоровья людей или живых ресурсов водоемов;

- давать указания об устранении нарушения установленных правил по операциям с токсикантами;

- задерживать суда и другие плавучие средства, допустившие незаконный сброс или не принявшие необходимых мер к предотвращению потерь указанных веществ;

- составлять акты о нарушении правил по предотвращению загрязнения вод, в установленном порядке привлекать виновных лиц к ответственности.

3.3. Ответственность должностных лиц за загрязнение гидросферы.

Ответственность за загрязнения водоемов может быть:Гражданско-правовая (имущественная);Административная;Дисциплинарная;Уголовная.Гражданско-правовая ответственность состоит в обязанности

судовладельца возместить причиненный судном имущественный ущерб от загрязнения водоемов. Имеется перечень веществ, сброс которых запрещен. Этот перечень распространяется на все суда и другие плавучие средства независимо от их ведомственной и национальной принадлежности в пределах морских и территориальных вод страны.

К административной ответственности привлекаются отдельные граждане и должностные лица. Предусмотрено привлечение виновных лиц к ответственности в виде штрафа за загрязнение и засорение вод.

Дисциплинарная ответственность предусматривает следующие взыскания: замечания, выговор, строгий выговор, перевод на нижеоплачиваемую работу, увольнение. Решение о выборе меры дисциплинарной ответственности осуществляется с учетом причин совершенного нарушения и его последствий. Одной из эффективных мер дисциплинарной ответственности является лишение премий некоторых категорий работников, отвечающих за рациональное использование и охрану вод.

39

Уголовная ответственность предусматривает лишение свободы на определенный срок, в зависимости от вида нарушения или исправительными работами.

Плата, направляемая на восстановление и охрану водных объектов, вносится за:

- сброс в водные объекты сточных вод, содержание вредных веществ в которых превышает установленные нормы;

- сброс в водные объекты сточных вод, содержание вредных веществ в которых превышает установленные лимиты ПДС;

За сброс в водные объекты сточных вод, содержание вредных веществ в которых превышает установленные нормативы, и сточных вод нормативного качества сверхустановленных лимитов ПДС предусматривается повышенная плата.

3.4. Последствия загрязнения морской среды

Сушу и океан связывают реки, впадающие в моря и несущие различные загрязнители. Не распадающиеся при контакте с почвой химические вещества, такие как нефтепродукты, нефть, удобрения (особенно нитраты и фосфаты), инсектициды и гербициды в результате выщелачивания попадают в реки, а затем в океан. В итоге океан превращается в место сброса этого «коктейля» из питательных веществ и ядов.

Нефть и нефтепродукты — основные загрязнители океанов, но наносимый ими вред значительно усугубляют сточные воды, бытовой мусор и загрязнение воздуха. Выносимые на пляжи пластмассовые предметы и нефть остаются вдоль отметки уровня прилива, свидетельствуя о загрязнении морей и о том, что многие отходы не разлагаются микроорганизмами.

Исследование Северного моря показало, что около 65 % обнаруженных там загрязняющих веществ были принесены реками. Ещё 25 % загрязнителей поступили из атмосферы (включая 7000 т свинца от выхлопов автомобилей), 10 % — от прямых сбросов (в основном сточные воды), а остальное — от сливов и сбросов отходов с судов.

Десять штатов США сбрасывают отходы в море. В 1980 г. таким способом их было уничтожено 160 000 т, но с тех пор эта цифра уменьшилась.

Экологические катастрофыВсе серьезные случаи загрязнения океана связаны с нефтью. В результате

широко распространённой практики мытья трюмов танкеров, в океан ежегодно сознательно сбрасывается от 8 до 20 млн баррелей нефти. Раньше такие нарушения часто оставались безнаказанными, но сегодня спутники позволяют собрать необходимые улики и привлечь виновных к ответственности.

Крушения крупных танкеровКрушение танкера Торрей Канион в марте 1967 года около Ландс Энд в

Великобритании. Согласно подсчётам, тогда в море попало около 106 тысяч тонн нефти.

40

Крушение танкера Амоко Кадиз на бретонском побережье Франции в 1978 году, произошедшее из-за поломки двигателя танкера, в результате разбившегося о скалистый берег. Погибли тысячи перелётных птиц.

В 1989 г. танкер «Экссон Вальдес» сел на мель в районе Аляски, и нефтяное пятно в результате разлива почти 11 млн галлонов (ок. 50 тыс. т) нефти растянулось на 1600 км вдоль побережья. Только по делу об уголовной ответственности суд обязал владельца судна — нефтяную компанию «Экссон мобил» — выплатить штату Аляска 150 млн долл., самый крупный экологический штраф в истории. Из этой суммы суд простил компании 125 млн в признание её участия в ликвидации последствий катастрофы, но ещё 100 млн «Экссон» заплатил за ущерб природе и 900 млн в течение 10 лет по гражданским искам. Хотя последняя выплата федеральным и аляскинским властям состоялась в сентябре 2001 г., до 2006 г. правительство могло подать иск ещё на сумму до 100 млн, если обнаружились бы экологические последствия, которые нельзя было предусмотреть во время суда. Огромную сумму составляют также претензии компаний и частных лиц, по многим из которых тяжба длится до сих пор.

«Экссон Вальдес» — один из самых известных, но, тем не менее, многих случаев разлива нефти в море. Океан остаётся местом больших и малых экологических бедствий, связанных с перевозкой крайне опасных грузов. Так было с судами «Кэрен Би» (1987), на борту которого находилось 2000 т токсичных отходов, и «Акацуки-мару» (1992), вёзшим большую партию радиоактивного плутония из Европы в Японию для переработки.

Сточные водыПомимо нефти к наиболее вредным отходам относятся сточные воды. В

малых количествах они обогащают воду и способствуют росту растений и рыб, а в больших — разрушают экосистемы. В двух крупнейших в мире местах сброса стоков — в Лос-Анджелесе (США) и Марселе (Франция) — специалисты занимаются очисткой загрязнённых вод уже более двух десятилетий. На снимках со спутника чётко видно растекание сбрасываемых выпускными коллекторами стоков. Подводные съёмки свидетельствуют о вызванной ими гибели морских организмов (подводные пустыни, усеянные органическими остатками), но принятые в последние годы восстановительные меры позволили значительно улучшить ситуацию.

Усилия по разжижению канализационных стоков направлены на снижение их опасности; при этом солнечный свет убивает некоторые бактерии. Такие меры оказались эффективными в Калифорнии, где в океан сбрасываются бытовые стоки — результат жизнедеятельности почти 20 млн жителей этого штата.

Металлы и химикатыВ последние годы уменьшилось содержание в водах океанов металлов,

ДДТ и ПХД (полихлордифенилов), а вот количество мышьяка необъяснимо возросло. ДДТ (долго сохраняющийся в природе токсичный пестицид на основе хлорорганического соединения) запрещён в большинстве развитых стран, но по-прежнему используется в некоторых районах Африки.

41

К опасным химическим веществам, способным нарушить экологический баланс, относятся и такие тяжёлые металлы, как кадмий, никель, мышьяк, медь, свинец, цинк и хром. Согласно подсчётам только в Северное море ежегодно сбрасывается до 50 000 т этих металлов. Ещё большую тревогу вызывают пестициды — альдрин, дильдрин и эндрин, — накапливающиеся в животных тканях. Пока неизвестны отдалённые последствия применения таких химикатов.

Губителен для морских обитателей и ТБТ (трибутилоловохлорид, (n-С4Н9)3SnCl), широко применяемый для покраски килей кораблей и препятствующий их обрастанию ракушками и водорослями. Доказано, что ТБТ изменяет пол самцов трубачей (вид ракообразных); в результате вся популяция состоит из женских особей, что исключает возможность размножения. Есть заменители, не оказывающие пагубного воздействия на живую природу — например, соединение на основе меди в 1000 раз менее токсично для животных и растений.

Воздействие на экосистемыОт загрязнения страдают все океаны, но загрязнённость прибрежных вод

выше, чем в открытом океане, из-за намного большего числа источников загрязнения: от береговых промышленных установок до интенсивного движения морских судов. Вокруг Европы и у восточных берегов Северной Америки на мелководных континентальных шельфах устраивают садки для разведения устриц, мидий и рыб, уязвимых для токсичных бактерий, водорослей и загрязнителей. Кроме того, на шельфах ведётся нефтеразработка, что увеличивает риск разлива нефти и загрязнения.

Воды Средиземного моря полностью обновляются раз в 70 лет Атлантическим океаном, с которым оно сообщается. До 90 % сточных вод поступало сюда из 120 прибрежных городов, а другие загрязнители приходятся на долю 360 млн людей, живущих или проводящих отпуск в 20 средиземноморских странах. Это море превратилось в громадную загрязнённую экосистему, куда ежегодно поступает около 430 млрд т отходов. Наиболее загрязнены морские побережья Испании, Франции и Италии, что объясняется наплывом туристов и работой предприятий тяжёлой промышленности.

Из местных млекопитающих хуже всех пришлось средиземноморским тюленям-монахам. Они стали редко встречаться из-за возросшего потока туристов, а отдалённые места их обитания на островках теперь достижимы для быстроходных катеров и аквалангистов. Кроме того, всё больше тюленей погибает, запутавшись в рыболовных сетях.

Зелёные морские черепахи обитают во всех океанах, где температура воды не опускается ниже 20 °C, но их гнездовья находятся под угрозой как в Средиземном море (в Греции), так и в океане. На острове Бали (Индонезия) у пойманных черепах отбирают яйца, чтобы дать возможность молодым черепашкам подрасти, а затем выпускают их на волю, когда у них будет больше шансов выжить.

42

Цветение водыДругой распространённый вид загрязнения океанов — цветение воды из-

за массового развития водорослей или планктона. Буйное цветение вод Северного моря у берегов Норвегии и Дании было вызвано разрастанием водорослей Chlorochromulina polylepis, в результате чего серьёзно пострадал промысел лосося. В водах умеренного пояса такие явления известны уже довольно давно, но в субтропиках и тропиках «красный прилив» был впервые замечен вблизи Гонконга в 1971 г. Впоследствии такие случаи часто повторялись. Считают, что это связано с промышленными выбросами большого количества микроэлементов, действующих как биостимуляторы роста планктона.

Устрицы, как и другие двустворчатые моллюски, играют важную роль в фильтрации воды. Раньше устрицы за восемь дней полностью фильтровали воду в части Чесапикского залива, относящейся к штату Мэриленд. Сегодня они затрачивают на это 480 дней из-за цветения и загрязнения воды. После цветения водоросли умирают и разлагаются, способствуя размножению бактерий, поглощающих жизненно важный кислород.

Все морские животные, добывающие пищу путём фильтрации воды, очень чувствительны к загрязнителям, которые накапливаются в их тканях. Кораллы, состоящие из гигантских колоний одноклеточных организмов, плохо переносят загрязнение. Над этими живыми сообществами — коралловыми рифами и атоллами — нависла серьёзная угроза.

Загрязнение пластмассовыми отходамиСкопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под

воздействием течений особые мусорные пятна. На данный момент известны пять больших скоплений мусорных пятен — по два в Тихом и Атлантическом океанах, и одно — в Индийском океане. Данные мусорные круговороты в основном состоят из пластиковых отходов, образующихся в результате сбросов из густонаселённых прибрежных зон континентов. Руководитель морских исследований Кара Лавендер Ло из Ассоциациии морского образования (Sea Education Association; SEA) возражает против термина «пятно», поскольку по своему характеру — это разрозненные мелкие куски пластика. Пластиковый мусор опасен ещё и тем, что морские животные, зачастую, могут не разглядеть прозрачные частицы, плавающие по поверхности, и токсичные отходы попадают им в желудок, часто становясь причиной летальных исходов[1][2].

Опасность для человекаСодержащиеся в сточных водах вредные организмы плодятся в

моллюсках и вызывают у человека многочисленные болезни. Самая распространённая бактерия — Escherichia coli — является индикатором заражения.

Безопасное содержание Escherichia Coli — не более 230 бактерий на 100 г ткани. Другие опасные для человека микроорганизмы — это бактерии Salmonella и Staphyloccus, поражающие ракообразных, бактерия Vibrio parahaemolyticus. ПХД накапливаются в морских организмах (имеют кумулятивное воздействие). Эти промышленные загрязняющие вещества — яд

43

для животных и человека. Как и другие загрязнители океанов, например применяемый в пестицидах и антисептиках для древесины ГХГ (гексахлорциклогексан), они являются стойкими хлорсодержащими соединениями.

Эти химикаты выщелачиваются из почвы и попадают в море, где проникают в ткани живых организмов. Рыб с ПХД или ГХГ могут съесть как люди, так и рыбы. Рыбу потом поедают тюлени, а те в свою очередь становятся пищей для некоторых видов китов или белых медведей. Каждый раз, когда химические вещества переходят с одного уровня пищевой цепи на другой, их концентрация растёт. Ничего не подозревающий белый медведь, съедающий дюжину тюленей, поглощает вместе с ними токсины, содержавшиеся в десятках тысяч заражённых рыб.

Считают, что загрязняющие вещества виновны и в повышении восприимчивости морских млекопитающих к чумке, поразившей Северное море в 1987-88 гг., когда погибли не менее 11 тысяч обыкновенных и длинномордых тюленей. Вероятно, металлические загрязнители в океане стали также причиной появления кожных язв и увеличения печени у рыб, включая камбалу, 20 % популяции которой в Северном море поражено этими болезнями.

Мониторинг загрязненияПопадающие в океан токсичные вещества могут оказаться вредными не

для всех организмов: некоторые низшие формы даже процветают в таких условиях. Многощетинковые черви (полихеты) живут в относительно загрязнённых водах и часто служат экологическими индикаторами относительной загрязнённости. Продолжается изучение возможности использования морских нематод для контроля санитарного состояния океанов.

Вопросы для самопроверки.1. Отрицательное воздействие судов на качество атмосферного воздуха.2. Отрицательное воздействие судов на качество гидросферы и

жизнедеятельность3. Отрицательное воздействие судов на загрязнение литосферы, влияние

последствий загрязнения на биосферу.4. Основные аспекты природоохранных мероприятий по защите

окружающей среды от судов.

44

ЛЕКЦИЯ 4ПРАВИЛА ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

План лекции4.1. Технология очистки нефтесодержащих вод на судне4.2. Способы очистки НВ4.3. Охрана водной поверхности от загрязнения нефтью и нефтепродуктами4.4. Создание самоходной станции для сбора и очистки НВ4.5. Система приема и обработки НВ4.6. Экономический ущерб от загрязнения гидросферы НВ

Рекомендуемая литература: 1, 4, 5, 16,17, 20, 24.

4.1. Технология очистки нефтесодержащих вод на судне

Основным видом загрязнения гидросферы при эксплуатации судов являются нефть и нефтесодержащие воды. Они попадают в водоемы вследствие стока нефти и нефтепродуктов при перевозке их в нефтеналивных судах из-за негерметичности топливных и грузовых емкостей, а также при промывке танков после разгрузки.

Количество таких отходов, как нефтесодержащие воды (НВ), во многом зависит от технического состояния оборудования, выполнения правил по его эксплуатации, мощности судовой энергетической установки.

Предотвращение загрязнения водоемов судовыми отходами – важная составная часть общей проблемы охраны окружающей среды. Бесспорно, что каждое судно отдельно и весь флот в целом всегда будут потенциальными источниками загрязнения водоемов, так как любое судно, в сущности, – это перемещаемое по водоему производственное предприятие.

Большое внимание отводится предотвращению и ликвидации разливов нефтепродуктов с судов, специальными техническими средствами удаления их с водной поверхности.

Сброс неочищенной НВ в водоем, а также возможные разливы при авариях загрязняют большое количество воды, которое приводит к вымиранию многих видов животных и растений, а также угнетает естественное состояние водоема, истощает природные ресурсы и создает непреодолимое препятствие к самоочищению водоема, снижает концентрацию растворенного кислорода и нарушает кругооборот воды.

В процессе эксплуатации судовых механизмов образовываются подсланевые нефтесодержащие воды, которые накапливаются под настилом машинных и котельных отделений, и другие сточные воды, которые содержат нефтепродукты. Подсланевые НВ классифицируются как воды, которые образовались в результате работы судовых энергетических установок, их обслуживания и ремонта, промывные охлаждающие воды, которые

45

используются при охлаждении продуктов и аппаратуры, вода, которая идет от насосов, дизелей.

Основные причины образования НВ на судне – это стоки из трубопроводов, арматуры, насосов, через обшивку корпуса и донную арматуру, а также стоки нефтепродуктов из трубопроводов и механизмов при ремонте механизмов, топливной и масляной аппаратуры.

Большое внимание отводится в портах процессам загрузки – разгрузки, зачистке и бункеровке нефтеналивных судов, к которым, кроме общих правил для всех судов, предъявляются специфические требования, направленные на предотвращение загрязнения водоемов нефтью.

Во время грузовых операций большой объем нефтепродуктов проходит через трубопроводы, которые соединяют береговые емкости с судовыми. Нефть и нефтепродукты могут попасть в воду во время соединения и разъединения береговых и судовых трубопроводов, при аварийном выходе из строя шлангов и соединительных устройств, при переливах в танках. Чистота водоемов во многом зависит от надежности трубопроводов, соединительных устройств и механизмов, используемых при перегрузочных операциях.

При перегрузочных операциях нефтеналивное судно соединяется с берегом в основном гибкими неармированными резиновыми шлангами с текстильным каркасом и металлической спиралью. При использовании таких шлангов большое внимание уделяют предупредительным мерам, чтобы шланги не были зажаты между судном и бортом, не получили внешних повреждений.

Системы и устройства не могут полностью гарантировать герметичность при разгрузке и загрузке наливных судов, исключить сброс какого-то количества нефти или нефтепродуктов за борт. Поэтому необходимы ограждения плавучим боном мест загрузки, которые предупреждают распространение загрязнения по всей акватории порта и облегчают сбор нефтепродуктов, которые разлились.

Источниками загрязнения акватории порта, кроме транспортных и рейдовых судов, могут быть специальные суда, в число которых входят:

- дымонагнетательные станции, которые подают инертные газы в танки нефтеналивных судов, заполненные сырой нефтью или ее парами;

- подогревательные станции, которые разогревают вязкие нефтепродукты в отсеках нефтеналивных судов;

- перекачивающие станции, предназначенные для перегрузки нефтепродуктов;

- суда-причалы и суда, предназначенные для снабжения флота топливом и смазочными материалами;

- зачистные комплексы, предназначенные для зачистки нефтеналивных судов после разгрузки (зачистные суда, креновачи, баржи для приема и сохранения продуктов зачистки);

- нефтеулавливающие комплексы, предназначенные для сбора и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (нефтемусоросборщики и нефтеулавливатели, нефтесборные устройства, плавучие ограждения);

46

- плавучие станции приема и очистки судовых нефтесодержащих вод;- суда, предназначенные для сбора продуктов с судов нефтесодержащих

вод и перекачивание их на плавучие или береговые станции очистки.Поскольку перечисленные суда и плавучие станции используют для

перегрузки загрязненных нефтесодержащих вод, то следует использовать такие предохранительные меры, как и при обработке нефтеналивных судов.

Кроме загрязнения акватории и территории портов и пристаней в процессе загрузки и разгрузки транспортных и вспомогательных судов, иногда наблюдаются случаи сильного загрязнения воды и грунтов вследствие небрежного складирования и хранения навалочных грузов на береговых площадках вблизи воды. Наиболее часто это бывает при разгрузке из судов минеральных удобрений и ядохимикатов в поврежденной таре на необорудованные грузовые площадки владельцев груза. Загрязняющие материалы смывают в акваторию дождевые и талые воды, а также при затоплении акватории во время подъема уровня воды.

4.2. Способы очистки НВ

Технология очистки НВ от углеводородов (УВ) определяется требованиями, предъявляемыми к глубине очистки. Существующие международные и национальные правила допускают наличие специальных устройств, которые обеспечивают очистку до 100,15 и 5 мг УВ /л.

Способы очистки НВ:а) отстаивание;б) флотация:- пневматическая;- напорная;в) электрохимическая очистка;г) адсорбция;д) озонирование;е) биохимическая очистка;ж) жидкофазное окисление – заключается в окислении органических

примесей кислородом воздуха при температуре не выше 350°С.Преимущество этого метода в том, что нет необходимости перегрева НВ

до температуры 2000°С, процесс окисления протекает в жидкой фазе.Известны такие способы очистки НВ, как обработка в электрическом,

магнитном, ультразвуковом полях.

4.3. Охрана водной поверхности от загрязнения нефтью и нефтепродуктами

Сохранение водной акватории от загрязнения нефтепродуктами – в настоящее время задача исключительно актуальная.

Нефть, которая попала на поверхность воды, начинает быстро растекаться, высококипящие фракции оседают, загрязняя не только береговую

47

зону, но и дно водоемов. Нефтяные загрязнения на море и внутренних водоемах имеют много общего, однако, как и в характере загрязнения, так и в условиях их ликвидации имеются различия. К чистоте внутренних водоемов предъявляются более высокие требования, чем к морской среде.

Многолетний опыт эксплуатации судов и перевозка нефтепродуктов водными путями позволил разработать ряд мероприятий, которые предотвращают разлив нефтепродуктов.

Во избежание стока нефтепродуктов через пробоины, многие современные танкера и речные суда, которые перевозят нефтепродукты, оборудуют двойным дном и двойными бортами. Палубы судов наращивают вертикальными стальными листами высотой 100-200 мм, что разрешает предотвратить сток нефтепродуктов в случае попадания их на палубу. Такая мера более эффективна для устранения случаев разлива.

На палубах плавучих нефтепричалов для стока нефти, которая попала на палубу, и дождевой воды предусмотрены специальные сточные карманы, из которых сток поступает в специальную цистерну.

Комплексные мероприятия по предотвращению стока нефтепродуктов и их своевременный сбор с судов в значительной мере разрешает предотвратить загрязнение водной акватории речных и озерных причалов, а также морских портов.

Особенно важно принять меры по устранению последствий аварийных разливов нефти при повреждениях и гибели танкеров, разрывах нефтепроводов на подводных переходах и близ них. Для эффективной организации работ по предупреждению загрязнения акватории и ликвидации аварийных разливов нефти созданы суда – нефтемусоросборщики, зачистные станции, сооружения для приема и обработки вод, загрязненных нефтепродуктами.

В тех случаях, когда размеры повреждения судна большие и нет возможности быстрого ремонта, площадь аварийного разлива нефти ограждают бонами. Ими можно ограждать не только участки аварийных разливов нефти, но и места, где возможны стоки нефти. Боновые ограждения содержат в себе следующие элементы: надводную часть – препятствует переливу нефти через боны; устройство, которое обеспечивает плавучесть бона; подводную часть – препятствует перетоку нефти через ограждение.

В некоторых случаях целесообразно применять легкие боны адсорбирующего типа одноразового использования.

Удаление нефти и нефтепродуктов с водной поверхности довольно сложно из-за того, что пролитая нефть растекается на большие площади тонкой пленкой, толщина которой может меняться от нескольких сантиметров до мономолекулярного слоя.

Разнообразие нефтяных загрязнений обусловило создание большого количества конструкций очистных сооружений и технологии очистки. В основном сбором разлитой нефти занимаются специальные суда – нефтемусоросборщики.

5.6.5.7.

48

5.8. Биологические способы очистки НВ

Путидойл – препарат очистки воды и грунтов от НВ. Путидоил способен очищать воду с загрязнением УВ до 25 мг/л и грунт до 10 кг/м2, имеет широкий спектр окислительной активности (перерабатывает до 20 компонентов сырой нефти, включая асфальтосмолистые фракции). «Путидойл» снижает содержание канцерогена типа бенз()пирена в остаточных продуктах распада нефти в 10 раз. Стойкий к химическому загрязнению воды и грунта. «Путидойл» работает в кислородной среде и гибнет в анаэробных условиях.

В Институте нефтяной микробиологии ИНМИ РАН (Россия) разработан полибактериальный препарат «Диворойл», который содержит цепь микроорганизмов, последовательно окисляющих углеводороды.

Препараты довольно чувствительны к условиям хранения и транспортировки, что сказывается на ограничении области их применения. Основным препятствием для их распространения, кроме ценового фактора, стал высокий уровень загрязнения окружающей среды. Препараты эффективны для доочистки, когда основная масса нефтепродуктов уже нейтрализована другими способами.

Наиболее высокие уровни загрязнения создаются в местах добычи нефти, особенно в малонаселенных районах, где нередко можно видеть участки земли, пропитанные нефтью или озера, сплошь покрытые пленкой.

Разработчики биопрепаратов вначале считали, что этот метод может лишь ускорить естественный процесс разложения нефти (например, озеро можно очистить не за 50, а за 5 лет). Потом оказывалось, что биопрепарат можно вносить неоднократно, несколько раз в год, и не только препарат, но и азотные и фосфорные добавки для его питания, а в случае очистки грунта необходимо постоянно его рыхлить для доступа воздуха.

Тем не менее, положительные примеры использования на нефтепромыслах таких методов очистки уже имеются. В промышленно развитых странах методы биологической очистки уже позволили решить глобальные проблемы нефтяных загрязнений и широко применяются в городских условиях для ликвидации постоянных текущих загрязнений – на АЗС, на СТО, на пунктах мойки транспорта, в местах загрузки-разгрузки железнодорожных цистерн и бензовозов.

4.4. Создание самоходной станции для сбора и очистки НВ

Проблема оздоровления окружающей среды, экологической безопасности судоходства предусматривает централизованный сбор с судов нефтесодержащих, сточных вод и мусора с доставкой и переработкой их на специализированных станциях очистки НСКПО (несамоходные суда комплексной переработки отходов), ССКПО (самоходные станции комплексной переработки отходов) и на береговых очистных сооружениях с причалами для приема отходов, месторасположение которых отмечено в лоцманских картах.

49

При рассмотрении вопроса об экологической безопасности технического и обслуживающего флота необходимо иметь в виду, что все суда должны быть оборудованы емкостями для сбора сточных и нефтесодержащих вод и оборотных контейнеров для мусора.

Потребность в плавсредствах для сбора и утилизации отходов (НСКПО, ССКПО) судов технического и обслуживающего флота определяется, исходя из емкости накопительных цистерн разных групп судов, производительности установок по комплексной переработке загрязнений, скоростных характеристик судов-собирателей, сведений о средних скоростях течения основных магистралей и ее притоков, а также географии местоположений объектов сдачи НВ, СВ и их перемещений.

Передача на обработку НВ на берег, очистные сооружения или специализированные суда производится через суда-собиратели непосредственно при подходе передающего судна к спецпричалу или несамоходного специализированного судна.

При переработке на станциях очистки НВ устанавливается норма качества отработанных НВ – концентрация нефтепродуктов не более 10 мг/л.

При обработке на станциях очистки НВ, устанавливаемых на специализированных судах, концентрация нефтепродуктов не должна быть более 5 мг/л. После чего очищенная вода должна или отправляться на повторную обработку, или отводиться на дополнительные средства очистки, которая требует дополнительных капитальных затрат (ПДК, НВ перед сбрасыванием в водоем рыбохозяйственной деятельности не должна превышать 0,05 мг нефтепродуктов на литр).

5.9.5.10. ССКПО – проект 82020

Судно предназначено для сбора и комплексной переработки сточно-фекальных и подсланевых вод, загрязненных нефтепродуктами с температурой вспышки 60°С и выше; отработанных масел, а также твердых отходов с судов транспортного и технического флота. Суда осуществляют сбор нефтепродуктов с поверхности морской среды при аварийных разливах.

Тип судна – двухвинтовой однопалубный теплоход с надстройкой на главной палубе, с кормовым расположением машинного отделения, со встроенными в корпусе цистернами для сбора подсланевых вод (табл.2).

Класс судна – судно строится по классу Речного Регистра России «Р»: согласно санитарным правилам – группа 1.

50

Таблица 2 – Основные характеристики ССКПО

Наименование характеристикРазмерн

остьВелич

инаДлина габаритная, Lгб м 45,98Длина по расчетной ватерлинии, Lквл м 44,0Ширина габаритная, Вгб м 8,8Ширина по расчетной ватерлинии, Вквл м 8,5Высота борта, Нб м 2,8Осадка с грузом, Тгр м 1,28Осадка (пустая), Тп м 0,91Надводный габарит при осадке м 7,8Автономность плавания по запасу топлива,

Асуток 15

Объем цистерны НВ, V м3 25Мощность главного двигателя, N кВт 90Скорость хода, V км/час 15,3Производительность по НВ м3/час 25Концентрация УВ в НВ при приеме мг/л 250Концентрация УВ в НВ перед сбросом мг/л 5

4.5. Система приема и обработки НВ

Прием НВ осуществляется с помощью вакуум-баллона, расположенного в трюме. С помощью вакуум-баллона НВ поступают в цистерну нефтесодержащих вод, каскадный отстойник. Предусмотрен забор НВ из вакуум-баллона насосом АНС-60, а также выдача НВ из цистерны-отстойника этим же насосом на берег или на специальное судно.

Цистерна НВ (каскадный отстойник), расположенная в корпусе, разделена на четыре секции, соединенные между собой с помощью трубопроводов с каскадными отстойниками нефтепродуктов при последовательном пропускании через них НВ.

Процесс очистки включает следующие стадии (рис. 1.):- отстаивание – всплывшие нефтепродукты через воронки,

установленные в верхней части каждой секции, отводятся в цистерну нефтеотходов;

- флотация – отстоявшаяся нефтесодержащая вода из цистерны-отстойника поступает во флотатор агрегата «ОНВ-25» при давлении0,3-0,6 кгс/см2. Во флотаторе образуется пена – слой нефтепродуктов, которые периодически удаляются. Сброс нефтепродуктов производится при работе установки в автоматическом режиме. Выделенные нефтепродукты и пена отправляются на сжигание в инсениратор;

- окисление озоном эмульгированых нефтепродуктов – озон получают в озонаторном агрегате «Озон-6», охлаждение производится забортной водой;

51

- фильтрование – в процессе работы установки происходит загрязнение фильтра. Промывка фильтра осуществляется подачей горячей воды от системы водоснабжения. Сброс промывной воды после фильтра осуществляется в секцию каскадного отстойника;

Озонаторна установка

Фільтр грубого очищення

Фильтр тонкої очистки

Рідкофазне окислення 250°С

Цистерна

нафтовідходів

Відстійники

Нафтовідход

НВ

Повітря

Піна

200 мг/л НП

250мг/л

Добавка до ДТ

0,05 мг/л НП

Флотація

Повітря + нафтопродукти

Нафтовідход

ОВ

ОВ

ОВ

ОВ

ОВ

ОВ

ОВ

Повітря

Повітря

100 мг/л НП

ОВ

5 мг/л НП 1 мг/л НП

20 мг/л НП

Рисунок 2 – Принципиальная схема очистки НВ ССКПО5.11.

- жидкофазное окисление – нефтепродукты окисляются кислородом воздуха при температуре 350°С, концентрация в очищенной сточной воде нефтепродуктов 0,05 мг/л, что позволяет непосредственный сброс в

52

Отстойник Воздух +

нефтепродукты

Цистерна нефтеотходов

Нефтеотход

Нефтео

Добавка к ДТ

Пена

ВоФлотация

ВоВо

Жидко-

фазное окисление

250˚СОзонаторная установка

Фильтр грубой очистки

Фильтр тонкой

поверхностный водоем или использовать очищенную воду для повторного применения.

Результаты расчетов материального баланса станции очистки НВ приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Материальный баланс процесса очистки НВ (Vнв = 25 м3/час)

Поток НВНа

входе НВ

Количество выделенных ВВ после стадии очистки НВ, т/год

Поступает ВВ, т/год

После отстаи-вания

После флота-

ции

После озониро-вания

После фильтра грубой очистки

После фильтра тонкой очистки

ПослеЖФО

ВВ 49,95 20 10 8 5 4 2,95Концентра-ция УВ,

мг/лКонцентрация УВ после стадии очистки, мг/л

УВ 250 200 100 20 5 1 0,05

4.6. Экономический ущерб от загрязнения гидросферы НВ

Экономический ущерб, Ув, грн./год, от загрязнения водоема рассчитывается по формуле:

(2)

где – численное значение – 144 грн./усл.т, оценка ущерба от годового сброса в водоем с корректировкой на назначение водоема;

– степень использования хозяйственных водоемов, величина задается в отраслевом плане – (0,1-0,2) и (2,6-3,79);

М – приведенная общая масса годового сброса НВ в водоем, усл.т/год.

(3)

где Аi – показатель относительной опасности сброса i-того вещества в водоем, усл.т/т, равен величине обратной ПДК по i-му загрязнителю;

mi – масса годового сброса i-той примеси, т/год.Если в водоем сбрасывается несколько видов отходов однонаправленного

действия, то величина ущерба определяется аддитивно.Представленная на рисунке 1 технологическая схема очистки НВ

удовлетворяет требованиям экологической безопасности, но имеет экономические ограничения – большие затраты электроэнергии на производство озона, топлива на жидкофазное окисление нефтепродуктов.

53

Необходимо отметить многостадийность процесса очистки НВ и, соответственно, высокие капиталовложения на строительство установки.

Для устранения отмеченных недостатков предлагается ресурсосберегающая технология очистки НВ, которая включает в себя следующие стадии:

- отстаивание нефтепродуктов;- напорная флотация;- коагуляция нефтепродуктов;- адсорбция нефтепродуктов на эффективном сорбенте. По данным

исследования сорбент снижает концентрацию нефтепродуктов от 15-20 мг/л к 0-0,03 мг/л.

Вопросы для самопроверки1. Принцип и сущность очистки нефтесодержащих сточных вод методом

озонирования.2. Технология очистки нефтесодержащих вод на судне3. Способы очистки НВ4. Охрана водной поверхности от загрязнения нефтью и нефтепродуктами5. Создание самоходной станции для сбора и очистки НВ6. Система приема и обработки НВ7. Экономический ущерб от загрязнения гидросферы НВ

54

ЛЕКЦИЯ 5СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ НА СУДНЕ И В ПОРТАХ ПО ПРЕДЕПРЕЖДЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ СТОЧНЫМИ ВОДАМИ.

План лекции5.1. Сбор, хранение и очистка судовых сточных вод5.2. Обеззараживание судовых сточных вод.5.3. Основные требования природоохранных мероприятий5.4. Методы очистки сточных вод5.5. Необходимая степень очистки сточных вод

Рекомендуемая литература: 1, 2, 4, 5, 11, 13, 14, 24

5.1. Сбор, хранение и очистка судовых сточных вод

Развитие флота, появление крупных пассажирских судов явилось предпосылкой для развития судовой сточной системы. Этому способствовали запреты на сброс неотработанных СВ в зонах санитарной охраны – участках, расположенных в районах городских водозаборов централизованного водоснабжения, акватории портов, районах пляжей и др. На судах начали устанавливать сборные цистерны, объем которых был достаточен для сбора образующихся сточных вод в течение времени прохождения закрытых зон и стоянки в портах.

Передачу СВ на береговые очистные сооружения осуществляют следующим образом. Скапливающиеся в сборных цистернах СВ передают на суда-сборщики, которые оборудованы специальными емкостями и системами вакуумного приема, позволяющими принимать СВ с обслуживаемых судов. После заполнения накопительных емкостей судно-сборщик направляется к ближайшему специализированному причалу, где осуществляется передача СВ через специальный коллектор на береговые очистные сооружения. Как правило, специализированные причалы снабжены для этой цели перекачивающими насосными станциями.

Эффективность передачи СВ на береговые очистные сооружения зависит в основном от пропускной способности системы судно-сборщик-специализированный причал. Количество обслуживаемых судов зависит от объемов СВ, необходимых к передаче на берег, удаленностью специализированных причалов от места дислокации судна, а также от других факторов. В период интенсивной навигации, когда в портах находится большое число пассажирских судов, собрать весь объем скапливающихся на них СВ с помощью сборщиков практически невозможно. К тому же объемы сборных цистерн современных пассажирских судов часто в несколько раз превышают аналогичные объемы, имеющиеся на судах-сборщиках. Бывает, что и специализированный причал не в состоянии переработать весь объем собранных СВ хотя бы потому, что пришвартоваться у него и передать СВ

55

может только одно судно-сборщик, так как длина типового причала для передачи отходов равна 32 м.

Поэтому весьма перспективным представляется способ передачи СВ самими судами непосредственно в коллекторы, соединенными с системами канализаций.

При таком способе передачи СВ сокращается потребность в судах-сборщиках, снижаются эксплуатационные расходы на содержание служебно-вспомогательного флота, сокращаются случаи простоев транспортных судов в ожидании обслуживания. Кроме того, передача СВ самим судном позволяет в несколько раз увеличить объем собранных СВ. При этом резко возрастает производительность обслуживания флота, так как весь объем работ, связанных с приемом СВ, выполняется без увеличения численности плавсостава вспомогательного флота.

Однако удалять СВ с судов можно только в районах населенных пунктов, оборудованных береговыми очистными сооружениями, специализированными причалами, судами-сборщиками и т.п. Практика показывает, что для решения проблемы удаления СВ с судов необходимо использовать еще один способ – обработку СВ непосредственно на судне с помощью установок для очистки и обеззараживания сточных вод.

Санитарными правилами для судов внутреннего плавания запрещен сброс во внутренние водные объекты необработанных сточных и хозяйственно-бытовых вод. Разработана технология передачи сточных вод (СВ) с судов на берег с помощью судов-сборщиков и специализированных береговых причалов, соединенных коллекторами с береговыми очистными сооружениями.

Очистку судовых СВ выполняют физическими, химическими или биохимическими методами.

Физические:- отстаивание и фильтрация.Химические:- химическая коагуляция используется в сочетании с физическими

методами.В СВ вводят коагулянты – соли алюминия, железа или их смеси,

наибольшее распространение получил сульфат алюминия.Процесс коагуляции включает два этапа:- быстрое перемешивание частиц загрязнителей с коагулянтами;- при медленном перемешивании СВ, обработанной коагулянтом,

происходит хлопьеобразование. Флокулянты ускоряют процесс хлопьеобразования, например, полиакриламид;

- электрохимический метод – при размещении электродов в СВ частицы загрязнений будут прилипать к пузырькам водорода и всплывать, образуя пенный слой.

Биохимический способ очистки СВ от органических загрязнений основан на биохимических процессах, сопровождающих жизнедеятельность определенного набора микроорганизмов – биомассы. Часто биомассу называют активным илом. В активном иле содержатся различные группы бактерий,

56

плесневые и дрожжевые грибы, а также простейшие коловратки, черви. Для поддержки требуемой жизнедеятельности микроорганизмов в СВ вводят кислород воздуха. Биохимические процессы в таком случае называют аэробами.

Этапы биохимического метода очистки СВ:- биохимическое окисление легкоокисляемых органических веществ до

СО2 и воды; в СВ органические вещества находятся в виде белков, жиров и углеводов;

- синтез клеточного вещества активного ила из оставшихся органических веществ СВ. Микробы усваивают не только органические вещества, поступающие со СВ, но и отмершие микроорганизмы (органическая их часть), т.е. происходит минерализация органической части самого активного или.

Таким образом, микроорганизмы активного ила, как и любые другие живые существа, зарождаются, развиваются, существуют определенный период и затем отмирают. Время пребывания активного ила в аэротенках строго регламентировано и зависит от концентрации органических загрязнителей в СВ, температуры, расхода воздуха, ингибиторов и токсикантов их жизнедеятельности. При благоприятных условиях это время составляет около 50 часов.

Развитие активного ила идет с более высокой скоростью, чем его отмирание. Избыточный ил следует из установки периодически удалять в судовую шламовую цистерну. Количество скапливающегося активного ила обычно составляет 1-2% объема очищенных СВ.

5.2. Обеззараживание судовых сточных вод

Хлорирование – при взаимодействии хлора с водой образуется хлорноватистая кислота (НClO). Бактерицидное действие хлора является результатом химической реакции между «HClO» и бактериальной клеточной структурой, вследствие чего парализуются клеточные жизненные процессы и бактерии погибают.

Обычно на разрушение бактериальных клеток расходуется лишь некоторая часть введенного в воду хлора, а большая – на реакции с различными примесями, находящимися в очищенной СВ. Дозу хлора, необходимую для обеззараживания воды, в связи со сложной зависимостью хлорпоглощаемости от некоторых факторов определяют исходя из величины остаточного хлора в СВ. При остаточном хлоре более 0,3 мг/дмз после 30-минутного контакта обеззараживание удовлетворительное.

Рекомендуемая доза хлора для обеззараживания сточных вод 8-15 мг/дмз при времени контакта 20-30 минут.

Для судовых условий наиболее приемлемым считают гипохлорит натрия (NaOCl) и гипохлорит кальция (CaOCl), менее надежна хлорная известь.

Оптимальным при обеззараживании принято учитывать выбор требуемой дозы обеззараживающего агента, а также путем контроля за содержанием остаточного хлора в очищенной воде.

57

При использовании воды для производственных, питьевых и хозяйственных нужд на судне образуются сточные воды. До недавнего времени считалось, что сброс сточных вод в водоемы без предварительной их очистки не наносит ущерба, за счет разбавления сточных вод, а также способности водоемов к самоочищению. Особенно неблагоприятное положение наблюдается в местах скопления судов в портах. Поэтому сточные воды, образующиеся на судах, накапливают в специально предназначенных сборниках и далее откачивают их на плавучие очистные станции для очистки и обезвреживания. Объемы среднесуточных накоплений сточных вод можно определить по: грузовому флоту 200-250 л/чел., по пассажирскому флоту 250-300 л/чел.

Выбор способа очистки сточных вод и его эффективность зависят от состава сточных вод. Смесь сточных и хозяйственно-бытовых вод, поступающих в сборные цистерны судна, содержит загрязнения в виде грубодисперсной взвеси и коллоидных частиц, а также в растворенном состоянии.

В настоящее время приняты следующие контрольные показатели, по которым можно прямо или косвенно судить о степени загрязнения сточных вод:

БПК5 – биохимическое потребление кислорода в течение 5 суток. Определяется количеством кислорода, необходимого для биохимического разложения органических загрязнений, содержащихся в 1 л сточной воды, в течение 5 суток при температуре 20°С без доступа света и воздуха, измеряется в мг/л.

ВВ – количество взвешенных веществ, содержащихся в 1 л сточной воды; определяется в мг/л, путем фильтрации сточной воды и взвешивания задержанных фильтром загрязнений. Повышенное содержание ВВ в сбрасываемых сточных водах приводит к помутнению воды, что нарушает «пищевую цепочку» водоема.

Коли-индекс – количество бактерий группы «коли» (кишечная палочка), содержащихся в сточной воде, измеряется в штуках на 100 мл.

рН – водородный показатель, характеризующий количество ионов водорода в растворе.

прозрачность – позволяет косвенным путем оценивать степень загрязненности сточных вод.

Состав судовых сточных вод, скапливающихся в сборной цистерне, непостоянный, соотношение сточных и хозяйственно-бытовых вод изменяется в течение суток, зависит от режима работы судна.

Предельно-допустимый сброс (ПДС) веществ в водный объект – масса вещества в сточных водах, максимально-допустимая к отведению в данном пункте в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте. Предельно-допустимый сброс определяется выражением:

(4)

где Сi – концентрация вредного компонента в сточных водах, мг/л;

58

V – объем образующихся сточных вод на судне, л/час.Для каждой техногенной системы устанавливается норматив ПДС, выше

которого взимается штраф.Твердые отходы – делятся на бытовые и производственные.Бытовой – образуется в результате жизнедеятельности экипажа и

пассажиров. К бытовым отходам относится – бумага, тряпки, упаковочные материалы, пищевые отходы. Бытовые твердые отходы обычно накапливают в специальных контейнерах, установленных на корме судна. Причем для пищевых отходов предназначены отдельные бачки и их не смешивают с бытовым мусором.

Эксплуатационные твердые отходы образуются в процессе обслуживания судовых механизмов. Основную массу этих отходов составляет промасленная ветошь, которую хранят в специальных металлических ящиках, установленных в машинных отделениях судов.

Кроме того на судах накапливаются и жидкие отходы, которые можно разделить на две группы:

1) шлам от установок для очистки сточных вод, а также прошедшие камбузную дробилку пищевые отходы, накапливаемые в специальной судовой цистерне;

2) шлам от сепараторов топлива и масла, представляющий собой обводненные нефтепродукты с содержанием воды 40-60 %.

Существует классификация мусора по степени его взаимодействия с водой:

плавающий – приводит к загрязнению поверхности воды и береговой полосы;

тонущий – загрязняет дно водоема, особый вред наносит местам нерестилищ рыб;

растворяющийся – поглощает для своего окисления кислород из воды водоема, изменяет её окраску, вкус.

Бытовые твердые отходы составляют большую часть скапливающегося бытового мусора. Основные проблемы – неоднородность состава бытового мусора, значительные колебания его объемов.

Объем производственных твердых отходов зависит, в первую очередь, от мощности судовой энергетической установки и от состояния механизмов.

На судах морского флота количество скапливающейся промасленной ветоши находится обычно в пределах 3-5 кг/сутки.

Среднесуточная норма накопления жидких отходов – шлама, образующихся при обработке сточных вод в специальных судовых установках, находится в пределах 1-2% объема переработанных сточных вод. Исходя из этого накопление жидких отходов – шлама за сутки составляет 0,5-4 л/чел.

Количество накапливаемого нефтяного шлама составляет 1 % от объема прошедших сепарацию топлива и масла от суточного расхода.

Для большинства дизелей на оптимальных эксплуатационных режимах расход топлива составляет 200-230 г/квт, масла 1,7-2,7 г/кВт (табл.4).

59

Следовательно, ежесуточно на грузовом судне скапливается около 20 кг всех видов отходов (без учета шлама сточных вод), а на пассажирском – около 400 кг. Для пассажирских судов основную долю составляют бытовые отходы.

Таблица 4 - Данные о суточных накоплениях:

ОтходыГрузовое судно,

(15 чел.)Пассажирское

судно (400 чел.)Твердые бытовые, кг 6 150

Пищевые, кг 7,5 250Твердые производственные, кг 4 5

Шлам сточных вод, м3 0,045 1,2Нефтешлам, кг 2,9 7,3

5.3. Основные требования природоохранных мероприятий

В 1973 году Международной морской организацией (ИМО) была принята Международная Конвенция Марпол-73, в которой определены технические требования по предотвращению загрязнения с судов. С ростом перевозок нефти от районов добычи к месту переработки и потребления участились случаи тяжелых аварий крупнотоннажных танкеров (столкновения, посадки на мель, взрывы, пожары), повлекшие за собой разливы нефти.

В 1978 году принят Протокол, который в дополнение к 1973 г. называют – Конвенция Марпол 73/78, которая включает пять Приложений.

В соответствии с требованиями Конвенции Марпол 73/78 в прибрежной зоне до 12 морских миль запрещен сброс сточных вод, если они предварительно не очищены и не обеззаражены в специальной судовой установке (ООСВ) до следующих показателей:

БПК5, мг/л 50ВВ, мг/л 100 + хКоли-индекс, шт./л 2500где х – концентрация ВВ в промывочной воде, мг/л.Под сточными водами Конвенция предусматривает:- стоки из всех видов туалетов, писсуаров, унитазов;- стоки из раковин, ванн, душевых;- стоки из помещений, где находятся животные;- прочие стоки, если они перемешаны с перечисленными выше.Согласно Приложению IV Конвенции Марпол 73/78 каждое судно

подвергается следующим видам освидетельствования:- первоначальному (перед вводом в эксплуатацию);- периодическому (через промежутки, не превышающие 5 лет);- промежуточному – в период между периодическими через

промежуток, не превышающий 30 мес.Мусор – все виды пищевых, бытовых или эксплуатационных отходов.Классификация сточных вод. Принципы выбора схем очистки

60

Реакционные воды – характерны для реакций, которые протекают с образованием воды в качестве побочного продукта, загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакций. Очистка этих вод обычно является серьезной и трудоемкой проблемой.

Воды, которые содержатся в сырье и исходных продуктах – свободная или связанная вода (уголь, нефть, сланцы).

Промывная вода – для промывки сырья и продуктов, применяемых и получаемых в технологических процессах.

Маточные водные растворы – образуются в результате проведения процессов переработки продуктов в водных средах.

Водные экстракты и абсорбционные жидкости – образуются при использовании воды в качестве экстрагента или абсорбента.

Охладительные жидкости – используются для охлаждения продуктов и аппаратуры. Вода, которая не смешивается с технологическими продуктами, используется в системе оборотного водоснабжения (таблица 5).

Таблица 5 – Требования к качеству пресных вод, используемых для охлаждения

Показатели ТребованияТемпература охлаждающей воды, °С 28-30Запах, баллы до 3рН 7,2-8,5Жесткость воды, мг-екв/л:общая 1,5-2,5карбонатная 2,5Щелочность общая (обор. воды), мг-

екв/л3-4

Общее содержимое солей, мг/л 1200Окисление перманганатное, мг/л 15БПК5

*, мг/л 15-20Содержание, мг/л:взвешенные вещества 20-30масла и смолообразующие продукты 0,3хлориды 300сульфаты 300биогенные элементы – Р, N2 1,5ПАВ** (Fe+3) 0,5

Примечание: *БПК – биологическое потребление кислорода;** ПАВ – поверхностно-активные вещества. Другие виды сточных вод –

образуются от вакуумов-насосов, конденсаторов смешения, гидрозолоудаления, конденсации паров воды, атмосферных осадков.

61

Основным видом загрязнения гидросферы от судов являются нефть и нефтесодержащие воды. Источник образования этих сточных вод – сток нефтепродуктов при перевозке их в нефтеналивных судах из-за негерметичности топливных и грузовых резервуаров, а также при промывании танков после разгрузки.

Масла от механизмов судов, устройств и канатов смываются непосредственно в море. Смыв смазочных масел неизбежен при обтекании водой сальников дейдвудных подшипников, гребных валов, подшипников нижнего барабана и роульсив зем-снарядов. На судне образуются подсланевые нефтесодержащие воды, сброс которых в водоем запрещен. В условиях автономности плавания подсланевые воды накапливаются в специальной цистерне с последующей передачей на очистку на специально оборудованное судно, или на береговые очистные сооружения. На судах образуется значительный объем загрязненных фекальных сточных вод. Сточные воды накапливаются в специальной цистерне с последующей передачей их на очистные сооружения.

5.4. Методы очистки сточных вод.

Очистка сточных вод осуществляется механическими, физико-химическими и биологическими методами (рис. 2). Используют технические, накачка СВ в подземные горизонты или их захоронение.

Выбор схемы очистки сточных вод зависит от многих факторов: количества разных видов сточных вод, их состава, возможности и экономической целесообразности извлечения примесей из сточных вод, требований к качеству очищенной воды с целью использования ее в системах повторного оборотного водоснабжения, качества свежей воды, мощности водоема, наличия городских очистных сооружений.

Схема очистки сточных вод должна обеспечивать минимальный сброс загрязненных вод в водоем, максимальное использование очищенных сточных вод в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения, более полное извлечение ценных примесей (рис. 2.39).

Для очистки сточных вод применяют три типа очистных сооружений:- локальные (в цехе, на судне);- общие (заводские, стационарные);- городские сооружения.Локальные очистные сооружения – предназначены для обезвреживания

сточных вод непосредственно после технологических установок, на борту судна. На локальных сооружениях очищаются сточные воды, которые без предварительной очистки не могут быть направлены в системы повторного и оборотного водоснабжения, общие и городские. На этих установках, как правило, из сточных вод извлекают ценные примеси, используют регенерационные методы очистки.

62

Рисунок 3 – Методы очистки сточных вод

63

Сточная вода

Уничтожение или обезвреживание

Очистка от растворенных примесей

Очистка от суспензированных и

эмульгированных частиц

Механиче-ская очистка от грубодис-персных частиц

Очистка от

мелкодис-персных и коллоид-

ных частиц

Очистка от

минераль-ных

примесей

Очистка от

органиче-ских

примесей

Очистка от газов

Уничтоже-ние

Обезврежи-вание

Отсеива-

ние

Флота-ция

Фильт-

рование

Осветле-ние

во взвеше-нном слое

Коагуля-

ция

Флоку-

ляция

Обратный осмос

Ультрафи-

льтрацияЭлектри-ческие методы

Замора-

живание

Реагент-ные

методы

Отцент-ровые

методы

Ионный обмен

Дистил-ляция

Регенера-тивные методы

Деструк-тивные методы

Биологи-

ческие

Электри-ческие методы

Экстрак-ция

Жидкофаз-

ноокисли-тельные

Парофаз-

ноокисли-тельные

Озониро-вание

Ректифи-кация

Адсорб-ция

Ионная

флотация

Отдувка

Нагрев

Реагент-ный

методТер

миче-ское обезвре-живание

Закачка в

скважины

Захороне-ние

Закачка в

глубины морей

Хлориро-вание

Радиацион-ное окисление

Электро-

химическое окисление

ПРОИЗВОДСТВО

СВ СВ

ОСВ

ОСВ

ИВ – исходная вода;СВ, ОСВ – сточная, очищенная сточная вода;ЛО – локальная очистка;ОЗО – общезаводская очистка;ГОС – городские очистные сооружения;ПВ – поверхностный водоем.

Рисунок 4 – Схема очистки СВ

ОЗО

ЛО

ГОС

ПВ

64

ИВ

Общезаводские очистные сооружения – включают первичную (механическая), вторичную (химическая, физико-химическая, биологическая), третичная (доочистка) стадия очистки сточных вод. Общезаводские очистные сооружения используют не только для обезвреживания производственных сточных вод, но и для очистки бытовых и атмосферных вод.

Городские очистные сооружения (ГОС) – предназначены для механической и биологической очистки бытовых сточных вод.

Производственные сточные воды, которые подлежат общему отводу и очистки с бытовыми сточными водами, не должны перегружать работу сетей и сооружений. Поэтому они не должны содержать:

- более 250 мг/л взвешенных веществ;- вещества, способные загрязнять трубы канализационной сети или

откладываться на них;- вещества, которые разрушают материалы труб и сооружений –

корозионно-активные, абразивные;- горючие примеси и растворенные вещества, способные образовывать

взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях;- вредные токсичные вещества, которые ингибируют биологическую

очистку сточных вод.Температура воды не должна быть более 40°С. Производственные

сточные воды, в которых содержатся радиоактивные, токсичные и бактериальные загрязнения, перед сбросом в канализацию должны быть обезврежены и обеззаражены. Не допускаются залповые сбросы высококонцентрированных сточных вод.

Пути снижения объема и загрязнения сточных вод:- разработка малоотходных ресурсосберегающих технологий;- модернизация существующих процессов;- внедрение систем охлаждения, которые не требуют применения воды;- повторное использование очищенных сточных вод;- бессточная схема водопользования.Перспективным направлением является комплексная переработка сырья и

вторичных материальных ресурсов.Использование аппаратов воздушного охлаждения разрешают полностью

исключить использование воды (рисунок 4).

65

1, 2 – соответственно, патрубок входа и выхода; 3 – крышка;4 – вентилятор;5 – ось;6 – электродвигатель.ГП – горячий поток;ОП – охлажденный поток;К – конденсат.

Рисунок 5 – Воздушный холодильник-конденсаторСоздание бессточных схем водопользования является актуальной и

трудной задачей.Основные направления создания бессточных схем водопользования:- комплексная переработка исходного сырья и материалов;- разработка технологических процессов без использования воды;- снижение объема и степени загрязнения сточных вод путем

совершенствования технологических процессов и аппаратов;- разработка и реализация эффективных методов очистки сточных вод;- использование сточных вод после очистки и охлаждения в

технологических процессах и оборотных системах водоснабжения;- внедрение аппаратов воздушного охлаждения.Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами

включают общие требования к составу и свойствам воды водных объектов, используемых для:

- культурно-бытового водопользования;

1 2

34

5

6

впрыск

К

ГП ОП

66

- рыбохозяйственных целей.Водные объекты первого вида разделяются на две категории:1) для питьевого водоснабжения и водоснабжения пищевых предприятий;2) для купания, спорта и отдыха населения.Водные объекты для рыбохозяйственных целей также подразделяют на

две категории:1) используемые для сохранности и воспроизведения ценных видов рыб,

которые обладают высокой чувствительностью к растворенному О2;2) для всех других рыбохозяйственных целей.Нормативные требования к составу и свойствам воды водоемов разного

водопользования отличаются.Концентрация вредных веществ в воде водных объектов не должна

превышать ПДК.ПДК на некоторые вещества приведенны в таблице 6.

Таблица 6 – Нормированные показатели ПДК, мг/л

Вещества Водоемы бытового использования

Рыбохозяйственные водоемы

Аммиак 2 0,1Медь 1 0,01

Сероуглерод 1 1Нефть в растворенном и

эмульгированом состоянии

0,3 0,05

Свинец 0,03 0,1

Условия сброса сточных вод в водоем регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», «Правилами санитарной охраны прибрежных районов морей, ведомственными инструкциями «Правила предотвращения загрязнения внутренних водных путей сточными и нефтесодержащими водами с судов, ПР-152-002-95».

5.12. 5.5. Необходимая степень очистки сточных вод

Достаточная степень очистки сточных вод определяется относительно санитарных и органолептических показателей вредности и к каждому из нормативных показателей загрязнения.

Взаимосвязь между санитарными требованиями и условиями спуска сточных вод в водоем и необходимую степень очистки сточных вод перед сбросом их в водоем определяется неравенством:

i i iñâ ñâ â â â ñâ ÃÄÊC V C a V (a V V ) C i i iñâ ñâ â â â ñâ ÃÄÊC V C a V (a V V ) C Сi

ПДК, (5)

67

где Ciсв – концентрация загрязнителя сточных вод, при которой не будут

превышены допустимые границы, мг/л;Ci

в – концентрация того же загрязнителя в водоеме выше места сброса сточных вод, мг/л;

СiПДК – предельно-допустимая концентрация того же загрязнителя в

водоеме, мг/л;а – коэффициент, показывающий, какая часть воды в водоеме

смешивается со сточными водами в расчетном створе;Vсв – расход сточных вод, которые поступают в водоем, л/с;Vв – расход воды в водоеме, л/с, определяется по данным

гидрометеорологической службы;Vсв – по технологическим расчетам или измерениям;Ci

в – на основе анализов.Коэффициент «а» зависит от многих факторов: гидравлических и

гидрологических параметров водоема, расстояния от расчетного створа.Из вышеприведенного неравенства определяем концентрацию вредного

компонента в сточной воде:

i i i iâñâ Ï ÄÊ â Ï ÄÊ

ñâ

a VC C C +C

V

.(С

iПДК ГДК

ів

іГДК

і ССС С

iПДК

(6)

Вопросы для самопроверки.1. Источники загрязнения водной поверхности, влияние на окружающую

среду, биоту, биосферу.2. Причины образования и характеристика судовых сточных вод.3. Что такое предельно-допустимый сброс сточных вод.4. Способы утилизации и очистки сточных вод с судовых установок.5. Правовые аспекты охраны водных объектов Украины от загрязнения

сточными водами.6. Основные пути снижения загрязнения водоемов сточными водами.7. Основные способы очистки сточных вод. 8. Характеристика способов очистки сточных вод. Преимущества,

недостатки.9. Характеристика ущерба от загрязнения сточными водами судовых

установок природных поверхностных водоемов.

68

ЛЕКЦИЯ 6СИСТЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МИРОВОГО

ОКЕАНА МУСОРОМ. СУДОВЫЕ ИНСИНЕРАТОРИ.

План лекции6.1. Классификация методов нейтрализации и утилизации твердых отходов6.2. Санитарные, экономические, экологические аспекты термического

обезвреживания твердых отходов6.3. Утилизация твердых бытовых отходов6.4. Утилизация твердых промышленных отходов6.5. Судовые инсинераторы

Рекомендуемая литература: 1, 2, 3, 8, 12, 23,24

6.1. Классификация методов нейтрализации и утилизации твердых отходов

Твёрдые отходы подразделяются на две группы:– твердые промышленные отходы (ТПО);– твердые бытовые отходы (ТБО).ТПО образуются при добыче минерального сырья, его обработке,

использовании и транспортировке.ТБО образуются в результате жизнедеятельности человека.Промышленные и бытовые отходы имеют широкий спектр загрязняющих

веществ, поступающих в воздушный бассейн, гидросферу, донные отложения и почву.

В промышленно-развитых странах управлению ТПО уделяется значительное внимание. Так, усилия Европейского экономического Союза направлены, прежде всего, на предупреждение образования отходов, а затем – на их вторичную переработку или нейтрализацию. В Швейцарии захоронение на организованных полигонах разрешено только таких отходов, которые не загрязняют окружающую среду и способны к быстрому разложению под действием природно-климатических факторов окружающей среды и биоты, остальные ТПО утилизируются.

Проблема снижения уровня накопления твердых отходов в мире сводится к решению следующих ключевых вопросов:

– снижение объёмов их образования в техногенных системах;– рециклизация;– нейтрализация;– удаление и захоронение.Указанные выше пути решения могут быть трансформированы в два

основных направления:– технологическое – повышение экологической безопасности

техногенных систем;

69

– экозащитное – стабилизация, изоляция от природной среды, мониторинг накопления твердых отходов, воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

В Украине промышленной утилизации подвергается около 3% ТБО, а основная масса ТБО вывозится на свалки и полигоны – захоронения с отчуждением земель в пригородных зонах. Значительное количество ТБО поступает на несанкционированные свалки, число которых постоянно увеличивается. ТБО представляют собой опасный источник загрязнения окружающей среды, способствующий распространению опасных химических веществ и болезнетворных бактерий. Вместе с тем они содержат в своём составе ценные компоненты, которые могут быть повторно использованы.

Открытые свалки являются источниками инфекционных заболеваний, загрязняют воздушный бассейн, поверхностные и грунтовые воды, являются причиной пожаров. В промышленно-развитых странах утилизация ТБО достигает 75%.

ТБО классифицируются на (табл.7):– органические (горючие);– неорганические (негорючие); – пищевые.

Таблица 7 - Усредненный состав ТБО, % масс:

Вещество Усредненный состав ТБО,% масс

– бумага, картон 25-30– пищевые отходы 30-38

– дерево 1,5-3,0– металлыцветныечерные

0,2-0,32-3,5

– текстиль 4-7– кости 0,5-2– стекло 5-8– кожа 2-4

– резина 2-4– камни 1-3

– полимерные материалы 2-5– прочие 1-2– отсев 7-13

Проблемы выбора метода утилизации ТБО возникают из-за нерегулярного фракционного состава и агрегатного состояния ТБО. В разных странах к решению этой проблемы подходят по-разному, следуя

70

экономическим, экологическим, социальным и политическим возможностям конкретной страны.

Основные методы нейтрализации ТПО приведены в таблице 2.29.Существуют три основных способа нейтрализации ТБО. – сжигание;– захоронение на организованных полигонах;– переработка.В начале 90-х годов на территории Украины функционировало три

мусоросжигательных завода (МСЗ). Основным назначением сжигания является уменьшение объёма ТБО перед вывозом их на полигоны захоронения. Количество золы и шлака составляло до 30% от массы сжигаемых отходов. Главной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность (50%), низкая теплотворная способность в среднем 1480 ккал/кг. В выбросах МС3 содержится большое количество токсических соединений – полиароматические углеводороды и диоксины, которые образуются при низкой температуре – следствие высокой влажности ТБО и несортированности ТБО, содержащих хлорсодержащие соединения (табл.8).

Таблица 8 – Классификация методов нейтрализации и утилизации ТПО

Виды отходов Метод переработки

Металлотходы

Сортировка (разделение лома и отходов по видам);разделка (удаление неметаллических включений);механическая обработка (рубка, резка, дробление,

пакетирование, брикетирование);переплав; складирование; захоронение

Отходы древесины Прессование, резка, сжигание, складирование.Отходы пластмасс Прессование, сжигание, захоронениеВысокотоксичные

отходыЗатаривание в специальные контейнеры и

захоронениеОрганические

горючие веществаДробление, прессование, сжигание, захоронение

Неисправные лампы Демеркуризация ламп, утилизация ртутиПесок, загрязненный

нефтепродуктами; формовочная земля

Прокаливание, захоронение

Испорченные баллоны с остатками

вещества

Подрыв баллонов в специальных камерах, захоронение

Радиоактивные отходы

Затаривание в специальные контейнеры и захоронение на специальных площадках.

Технология уничтожения ТБО на МС3 основана на двух методах термического обезвреживания:

71

– термический гомогенный при 1700-1900°С в отсутствие кислорода, разложение вредных токсичных соединений до менее опасных или нейтральных осуществляется только за счет высоких температур;

– термический гомогенный при 1700-1900°С в присутствии кислорода, разложение вредных токсичных соединений до менее опасных или нейтральных осуществляется не только за счет высоких температур, но и реакций глубокого окисления кислородом.

Процессы могут быть выполнены, как с утилизацией, так и без утилизации теплоты.

Захоронение ТБО на полигонах является основным способом, принятым в Украине, России и в большинстве стран мира.

В период доминирования мусоросжигающих технологий инженерные разработки обустройства новых и действующих полигонов захоронения ТБО были приостановлены. Поэтому к середине 90-х годов многие города Украины имели переполненные свалки, а поиск новых площадей для захоронения ТБО оказался сложным и трудноразрешимым.

6.2. Санитарные, экономические, экологические аспекты термического обезвреживания твердых отходов

В мире существуют предприятия по термическому обезвреживанию ТПО и ТБО. Однако ни одно из этих предприятий не является безотходным и экономически рентабельным. Эти установки выделяют в окружающую среду вредные вещества, а получаемые на них отходы необходимо складировать на свалках и полигонах. Выход отходов составляет 35-40% от объема переработанных твердых отходов. Действующие и проектируемые установки по сжиганию ТБО и ТПО при температурах выше 1000°С обладают следующими недостатками:

– отсутствуют системы регулирования и контроля процесса горения органических компонентов твердых отходов в высокотемпературной зоне печей;

– отсутствует система ингибирования – образования в процессе горения отходов особо опасных соединений – диоксины, фураны.

При высоких температурах (более 1000°С) опасные вещества разлагаются до более простых молекул, а при последующем охлаждении дымового газа вновь образуются особо опасные вещества. Чтобы снизить токсичность дымового газа, необходимо из него полностью удалить атомы кислорода, хлора и фтора. Для этого в печь добавляют уголь и известняк. Уголь связывает кислород шихты в монооксид и диоксид углерода, а известняк связывает атомы галогенов, содержащихся в твердых отходах.

Наиболее эффективно процесс сжигания твердых отходов протекает в печах доменного типа. Технология позволяет перерабатывать твердые промышленные и бытовые отходы без предварительного их разделения по фракциям. Основным материальным отходом технологии являются дымовые

72

газы, а оставшиеся после сжигания отходы перерабатываются в облицовочные плиты, чугун, сталь.

Система очистки дымовых газов включает следующие основные стадии:– электрофильтр;– каталитическая нейтрализация;– абсорбция кислотных компонентов;– адсорбция диоксинов и фуранов на активированном угле;– тонкая очистка газа от пыли в рукавных фильтрах.Ориентировочная стоимость установки по переработке ТБО, ТПО

производительностью 60000 т/год 45 млн. долл. США, необходимая площадь 1,5 га. Основная продукция установки (в год) – 50 млн. кВт-час электроэнергии, 10000 т металлических изделий, 25000 т шлаковых изделий. Срок окупаемости установки – 3 года. Проект установки разработан специалистами научно-исследовательского центра «Экология и промышленная энерготехнология» объединенного института высоких температур РАН и АОЗТ «Резоцинт». До отработки этой технологии в промышленных условиях нельзя сделать окончательные выводы по экономической целесообразности и экологической безопасности предложенного проекта технологии уничтожения ТБО и ТПО.

Ниже приведены сведения по проблемам, которые выявлены в процессе промышленной эксплуатации установок термического обезвреживания твердых отходов.

Перед сжиганием твердые отходы должны взвешиваться и частично сортироваться. В мусор, особенно в больших городах, попадает много алюминия и, если его не отделять, то при попадании в зону горения значительных количеств алюминия может произойти тепловой взрыв.

Бункер для хранения резервного запаса мусора представляет собой объект повышенной опасности, поскольку при этом помимо нарушения санитарно-гигиенических условий труда образуется пожаро-взрывоопасный метан. Для обеспечения санитарно-экологической безопасности требуется полная зачистка бункера не реже, чем один раз в неделю, либо организовать мощную принудительную вентиляцию мусора, чтобы предотвратить образование взрывоопасной концентрации метана. После вентиляции мусора воздух необходимо направить в печь сжигания, а не выбрасывать в атмосферу.

Согласно нормативам Европейского Союза (НЕС) время пребывания газов в высокотемпературной зоне печи сжигания не должно быть менее двух секунд (правило двух секунд) при температуре не ниже 850°С и концентрация кислорода не менее 6% объемн. Эти требования достаточно жесткие, особенно затруднительно добиться высокой концентрации кислорода в зоне горения. Правило двух секунд предполагает, что при концентрации кислорода 11% в зоне горения концентрация диоксинов в отходящих газах уменьшается до такой концентрации, при которой возможна очистка отходящих газов от диоксинов до требуемой НЕС концентрации 0,1 мг/м3, при этом подразумевается, что степень очистки от диоксинов будет не менее «шести девяток», то есть 99,9999%.

73

Во многих схемах МСЗ вводят дополнительные зоны с высокой температурой, зоны «дожига» для снижения выхода диоксинов.

Вопрос о целесообразности установки дополнительной зоны «дожига» довольно широко обсуждался в научно-технической литературе. Подавляющая часть исследований свидетельствует о неэффективности этого способа уменьшения концентрации диоксинов. При обследовании мусоросжигающих печей было показано, что диоксины образуются как в процессе сжигания, так и охлаждения отработанных газов, а повышенные температуры в зоне «дожига» не приводят к разрушению диоксинов. Кроме этого, высокотемпературные зоны приводят к увеличению летучести тяжелых металлов и как следствие повышенная эмиссия опасных металлов в атмосферу. Показано, что выбросы наиболее опасных компонентов продуктов неполного сгорания, в том числе диоксина из печей сжигания различных конструкций, не снижаются даже при повышении температуры в зоне горения от 700 до 1500°С, при увеличении времени пребывания газов в зоне горения от 2 до 6 с и увеличении концентрации кислорода от 2 до 15%.

На основании анализа опубликованных материалов по исследованию работы мусоросжигающих печей можно сделать вывод, что зона высокотемпературного «дожига» не позволяет снизить концентрации опасных соединений и тяжёлых металлов.

При оценке эффективности очистки отработанных газов следует руководствоваться нормами НЕС. В таблице 2.30 приведено сравнение состава дымовых газов проекта Пятигорского МСЗ и НЕС.

Таблица 9 – Концентрация токсических соединений в дымовых газах МСЗ

ТоксикантыКонцентрация, мг/м3

ПревышениеПроект МСЗ

НЕС

Пыль 30 5 6СО 100 50 2SO2 300 40 7,5NOX(NO2) 350 70 5HCl 30 10 3HF 2 1 2C (орг) 20 10 2Тяжелые металлы (Cd+Hg) 0,2 0,1 2Остальные 6 1 6

В таблице 9 не указана концентрация диоксинов, хотя именно по этому показателю оценивается эффективность, экологическая безопасность любого МСЗ. По НЕС содержание диоксинов в отходящих газах не должно быть выше 0,1 мг/м3 при условии, что концентрация кислорода в зоне горения составит 11%.

74

Из данных, приведенных в таблице 2.30, следует, что проект Пятигорского МСЗ представляет экологическую опасность и по условиям экологической экспертизы не может быть принят к промышленной реализации.

Схема очистки дымовых газов включает следующие стадии:– электрофильтры – очистка газа от пыли;– каталитические методы;– окисление монооксида углерода, органических соединений;– восстановление оксидов азота;– адсорбция диоксинов на активированном угле;– щелочная абсорбция кислых компонентов дымовых газов.В силу того, что до настоящего времени отсутствуют четкие

представления о механизме образования диоксинов, в проектах МСЗ принимаются ошибочные решения. В основном диоксины адсорбируются на частицах летучей золы и после электрофильтров концентрация диоксинов в дымовых газах должна понизиться. В то же время по практическим данным МСЗ концентрация диоксинов в газах после электрофильтров увеличивается. Реально позволяет снизить концентрацию диоксинов в дымовых газах адсорбция их на активированном угле.

Однако приведенные технические рекомендации не позволяют решить проблемы нейтрализации диоксинов. В случае с очисткой газа в электрофильтрах и адсорбцией диоксинов на активированном угле диоксины переводятся из газовой фазы в адсорбированное состояние на поверхности летучей золы или активированного угля. А что делать с уничтожением последних – захоронение или сжигание угля вновь приведут к выделению диоксинов. Поэтому именно в силу технических осложнений улавливания диоксинов и жестких требований по их эмиссии очистные сооружения современных заводов требуют значительных инвестиций.

– Распространено представление о том, что резкое охлаждение дымовых газов, т.е. «закалка», должна привести к снижению выхода диоксинов. Истинная «закалка» подразумевает снижение температуры газового ядра на несколько сотен градусов за доли секунды, чтобы ингибировать положение термодинамического равновесия при высокой температуре. Однако, это технически сложно осуществить в реальных условиях МСЗ. При «закалке» дымовые газы МСЗ с температурой выше 8500С поступают в камеру выпрыска воды, либо в котел-утилизатор, где охлаждаются до температуры 300-3200С. Экспериментальным путем определено, что наиболее благоприятные температуры для образования диоксинов – это интервал 300-4000С. Это именно тот диапазон температур, до которых охлаждаются дымовые газы. По данным исследования Агентства охраны окружающей среды (ЭРА, США) установлено, что нижняя граница образования диоксинов находится в пределах температур 250-350 0С. Становится очевидным, что котел-утилизатор является идеальным реактором для образования вторичных диоксинов.

Ниже приведены стадии очистки дымовых газов, принятых на современных МСЗ (на примере МСЗ в г. Алкмаар, Нидерланды):

- электрофильтр – очистка от летучей золы;

75

- впрыск очищенной воды – «закалка»;- электрофильтр – тонкая очистка от летучей золы;- абсорбер для поглощения кислых компонентов (первая стадия) ();- щелочная абсорбция кислых компонентов (вторая стадия) ();- очистка сточных вод после стадий (, ) – нейтрализация, флокуляция,

осаждение – очищенная вода поступает на впрыск – «закалку»;- теплообменник для нагрева дымового газа;- реактор с дополнительным вводом активированного угля для

связывания диоксинов;- рукавные фильтры для тонкой очистки газа от пыли;- нагрев дымовых газов;- каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком, совмещенное с

каталитической нейтрализацией диоксинов.Таким образом, основным барьером в широком распространении термических методов обезвреживания твердых промышленных и бытовых отходов является проблема выбросов диоксинов и фурана. Сжигание несортированного мусора с каждым годом становится все более невыгодным вследствие высоких расходов энергоносителей и химической неполноты сгорания токсикантов. Так, на Пятигорском МСЗ в декабре 1996 поступило 8796 т. ТБО, а выход шлака составил 4700 т (53%). Расход энергоносителей по этому заводу приведен в таблице 10.

Таблица 10 – Расход энергоносителей

Энергоносители

Общий расход

На одну тонну ТБОВ

абсолютных величинах

В рублях (по курсу 1996 г.)

Природный газ1418,4 тыс.

м3 161,3 м3 51940

Электроэнергия593,1 тыс.

кВт.ч67,4 кВт.ч 23837

Стоимость сжигания одной тонны ТБО в 1996 г. составляла 207534 руб. при выручке за использование тепла и металлолом 21392 руб., а в 1997 г. стоимость сжигания 1 т ТБО возросла на 70000 руб.

6.3. Утилизация твердых бытовых отходов

Удельное накопление ТБО составляет 0,3-0,5 т/чел. в год. Насыпная плотность ТБО находится в пределах 0,2-0,3 т/м3, влажность до 50%. Система вывоза и хранения на полигонах и свалках в целом отработана. Известные методы термического окисления ТБО связаны с проблемами загрязнения окружающей среды. В промышленно-развитых странах практикуется селективная сортировка ТБО с целью отделения ценных соединений и их

76

утилизации. Этот метод характеризуется высокими экономическими показателями и экологически безопасен.

Разработана опытно-промышленная мусоросортировочная станция мощностью 4000 т/год ТБО, в её основу положена действующая система уборок и вывоза мусора без предварительной сортировки и обработки ТБО. ТБО из хранилища грейфером подаются через приемный бункер на пластинчатый транспортер на сушку. При температуре 110-130 0С из ТБО удаляется 10% влаги, далее высушенные ТБО подвергаются обеззараживанию бактерицидной ультрафиолетовой (УФ) лампой. В барабанном сепараторе отделяются фракции пищевых отходов, строительных отходов, металла и других компонентов размеров до 60 мм и вновь подвергаются УФ отработке, проходят магнитный сепаратор.

Основная масса ТБО после УФ обработки поступает на ленточный конвейер, на котором производится ручная сортировка по видам отходов:

– полиэтиленовые бутылки передают на измельчение и грануляцию;– утиль, ветошь, макулатуру брикетируют и передают на дальнейшую

переработку в картон и рубероид;– стеклобой идет на переработку в стеклоизделия;– полимерные отходы передают на утилизацию на специализированные

производства;– металл прессуют и отправляют на переплав.Остатки пищевых отходов и строительного мусора измельчаются в

дробилке размером 10-20 мм, после магнитного сепаратора их направляют на иловые поля и далее используют в качестве удобрения.

Затраты на изготовление оборудования опытно-промышленной установки составляют 700 тыс. долл. США. Энергопотребление станции –20 кВт/т ТБО, расход природного газа на сушку 22 м3/т ТБО, воды 0,02 м3/т. Требуемая производственная площадь 2500 м2. В проектируемой мусоросортировочной станции отсутствует стадия термического окисления ТБО, и поэтому не будут выделяться диоксины и фураны. Не образуются вторичные твердые отходы, требующие организованного захоронения, максимально извлекаются и используются компоненты ТБО.

Возможна рекультивация действующих свалок с извлечением компонентов ТБО и освобождения земельных угодий.

6.4. Утилизация твердых промышленных отходов

Методы борьбы с твердыми отходами можно сгруппировать следующим образом:

захоронение на организованных полигонах; уничтожение; термическое (пиролиз); термоокислительное; рециркуляция;

77

разработка малоотходных, ресурсосберегающих, безотходных технологий.

В экологическом аспекте наиболее предпочтительны – рециркуляция твердых отходов и разработка ресурсосберегающих технологий. Наибольших успехов в рециклизации твердых отходов достигла Япония. Доля рециклизации твердых отходов (%): зола – 42,9; шлам – 24,8; масла – 24,6; кислоты – 33,6; щелочи – 28,8; пластик – 24,4; бумага – 43,8; древесина – 95,1; текстиль – 50,6; резина – 25,9; металлолом – 97,5; стекло – 37,9; шлак – 75,1; строительные материалы – 10,0; пыль – 64,7. В среднем общая доля рециклизации – 58,4.

Ниже приведены перспективные направления переработки и утилизации твердых отходов.

Обработка и ликвидация нефтяного шлама

В настоящие время на предприятиях нефтегазового комплекса накоплено более 7 млн.т. нефтешламов, которые образуются при очистке сточных вод, в системе оборотного водоснабжения, во время ремонта оборудования, а также при чистке резервуаров.

Проблема ликвидации отходов не решена, и поэтому их количество постепенно растет, что приводит к загрязнению окружающей среды и изъятию полезных земельных площадей. Нефтяные шламы по составу чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные системы, состоящие из углеводородов, воды и минеральной части (песок, глина, ил), соотношение между которыми колеблется в широких пределах.

Состав шламов зависит от типа перерабатываемого сырья, схем переработки, оборудования, реагентов, используемых в процессах очистки сточных вод. В основном шламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки, содержащие в среднем, % масс: 10-56 нефтепродуктов, 30-85 воды, 13-46 твердых минеральных примесей.

Кроме того, в процессе длительного хранения шламы «стареют», их состав меняется, что еще больше осложняет решение проблемы утилизации.

В состав нефтяных шламов входят токсичные и канцерогенные элементы, которые практически никогда не учитываются при определении класса опасности таких отходов. К ним можно отнести ионы тяжелых металлов, ароматические фракции и полиароматические соединения, циклические углеводороды, минеральные и органические соли, поверхностно-активные вещества (ПАВ). Класс опасности определяется, в основном, по интегральному показателю «нефтепродукты».

Вертикальное продвижение нефти вдоль почвенного профиля создает хроматографический эффект, приводящий к дифференциации состава нефти: в верхнем, гумусовом горизонте сорбируются высокомолекулярные компоненты нефти, содержащие смолисто-асфальтовые вещества и циклические соединения; в нижние горизонты проникают, в основном, низкомолекулярные соединения. Эти соединения имеют более высокую растворимость в воде и более высокую диффузионную способность, чем высокомолекулярные

78

компоненты. Легкие углеводороды высокотоксичны, трудно усваиваются микроорганизмами, поэтому долго сохраняются в нижних слоях почвенного профиля. Основную часть легкой фракции составляют парафиновые углеводороды с числом углеродных атомов (С5-С11). Высокомолекулярные углеводороды (С12-С17) нетоксичны для живых организмов, но, вследствие высоких температур застывания (18°С и выше) в условиях земной поверхности, они переходят в твердое состояние, лишая нефть подвижности. Нафтеновые углеводороды с насыщенными связями окисляются очень трудно. Смолы и асфальтены определяют физические свойства и химическую активность. В состав смол и асфальтенов входят канцерогенные полициклические ароматические соединения, содержащие серу, кислород, азот, микроэлементы.

С экологических позиций микроэлементы шламов разделяют на две группы: нетоксичные (Si, Fe, Al, Ca, Mg, P) и токсичные (V, Ni, Co, Pb, Cu, Ag, Hg, Mo).

Исследование состава нефтешлама позволяет оценить токсичные свойства шлама, предусмотреть стадии переработки и выделения отдельных фракций, их утилизации.

Методы утилизации нефтешлама

Типовые процессы, применяемые для обработки осадков:– уплотнение (сушка) – гравитационная, флотационная, центробежная,

фильтрационная;– стабилизация осадка – минерализация с помощью химических

реагентов (окислителей, щелочей, ингибиторов);– кондиционирование – реагентная обработка, термическая,

жидкофазное окисление;– обезвоживание – на иловых площадках, искусственное – на вакуум-

фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах, термическое;– утилизация – выделение ценных компонентов для повторного

использования в смеси с горючими компонентами в качестве топлива, наполнителей, стройматериалов;

– ликвидация – вывоз на свалку, закачка в пустые породы, пиролиз, сжигание в печах, захоронение.

Выбор оптимальной технологической схемы обработки осадков зависит от многих факторов: свойств осадка, химического состава, их количества, наличия площадей. Для выбора наиболее эффективного метода необходимо разработать технико-экономическое обоснование способов утилизации. Сложность при выборе схемы обработки осадков обусловлена отсутствием свободных площадей, недостаточным выпуском необходимого оборудования и реагентов, высокой трудоемкостью и энергоемкостью технологических процессов.

Капиталовложения в строительство очистных сооружений оправданы, так как они во много раз меньше, чем затраты на компенсацию последствий загрязнения окружающей среды.

79

Строительная индустрия наиболее подготовлена к использованию шлама, поскольку не требует замены технологий и оборудования, используемого при производстве строительных материалов.

Шлам – прекрасный цементосберегающий материал. На практике показано, что замена 5% цемента шламом не вызывает изменения прочности образцов при сжатии. Введение 15% уменьшает прочность на 2-3%. 25% шлама приводит к уменьшению прочности на 10%. При замене шламом на 50% уменьшение прочности – 25-30%. Эти результаты получены на образцах после 30 суток выдержки.

Измельчение шлама на шаровой мельнице до частиц размером 10 мкм позволяет использовать его для получения легкокровельного материала. Однако в жилищно-коммунальном секторе предъявляются чрезвычайно жесткие требования к уровню токсичности шламов. Поэтому нефтяные отходы необходимо вначале обезвредить и утилизировать содержащуюся в них нефть.

Использование шламовых отходов возможно для укрепления суглинистых грунтов. При данной утилизации используется обезвреженный шлам. В данной технологии используется шлам, раздробленный в крошку. Шлакогрунтовые смеси формируются в форме кубиков с ребром 4 см.

Возможно использовать нефтешлам в качестве вяжущего.Предложена экологически безопасная технология использования шламов

в производстве асфальтобетонных смесей для дорожного строительства.В качестве критерия, позволяющего судить о потенциальной водно-

миграционной опасности токсичных веществ в составе дорожного материала, было выбрано превышение ПДК подвижных форм элементов. Подвижными формами в агрохимии называют такие соединения элементов, которые могут быть усвоены корневой системой растений в течение вегетационного периода. Анализ полученных результатов показал, что наличие в асфальтобетонах хрома, никеля, кобальта, марганца и свинца не представляет водно-миграционной опасности даже при самых жестких условиях. Основными токсичными элементами, способными мигрировать в водные среды, являются соединения меди и цинка.

В качестве тест-систем предложены почвенные микроорганизмы (актинолицеты, почвенные бактерии, грибки), гидробионты различных уровней организации (инфузории, дафнии, рыбы и водоросли) и представители высших растений (овес). Тестированию подлежали водные вытяжки из асфальтобетонных смесей.

Можно рекомендовать асфальт с добавлением 14% нефтешлама и 2% золы как экологически безопасный материал для дорожного строительства. Смесь с добавлением 4% золы не отвечает эколого-гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям и не может быть рекомендована к производству. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности надежного связывания в асфальтобетонных смесях таких токсичных веществ, как никель, медь, цинк, мышьяк, свинец, хром, кобальт, стронций и марганец. Однако, необходимо ограничение добавки шлама для получения экологически безопасного дорожного покрытия.

80

Для предотвращения сброса мусора в запретных зонах путем сбора и хранения на борту существуют различные способы: накопление мусора в контейнерах или мешках, во встроенных емкостях, в специальных контейнерах с подпрессовкой, в контейнерах с предварительным измельчителем, брикетирование мусора при высоких давлении и температуре с одновременным обеззараживанием.

Выбор оборудования, включая оптимальные объемы судовых накопительных цистерн и контейнеров, а также устройств, сосредоточенных в портах, зависит от многих факторов, но в первую очередь от класса, типа судна и условий эксплуатации (район плавания, длительность рейса между заходами в порты). Естественно, что для судов внутреннего плавания, имеющих возможность один раз в 2….3 дня передавать отходы на берег, достаточно простейших накопительных устройств. Сложнее обстоит дело в условиях ледового плавания. Бывают случаи, когда порты не оснащены необходимым оборудованием для приема и обработки мусора. В таких случаях судно вынуждено задержаться в порту.

Конвенцией МАРПОЛ 73/78 рассмотрены подобные случаи и сказано, что отсутствие оборудования в порту не должно быть основанием для сброса отходов за борт на акватории порта, на рейде и в прибрежных (территориальных) водах.

Накопление и хранение мусора требуют наличия на судах соответствующих площадей и объемов и вызывают проблему сдачи накопленного мусора на берег или плавучие портовые сборщики. Существенной сложностью при этом является обеспечение длительного хранения отходов с соблюдением надлежащих санитарных условий, особенно при плавании в летнее время в районах с повышенной температурой наружного воздуха и высокой влажностью.

Способ накопления мусора в специальных судовых емкостях (бачках, контейнерах) с последующей их передачей на судно-сборщик или непосредственно на берег получил наибольшее распространение. Этот способ применяют в том случае, когда необходимое оборудование есть на судне, и в порту, в который намечено передать отходы. На судне должны быть прежде всего контейнеры, размещенные, как правило, на корме; в портах – судна-сборщики, специализированные причалы, машины-мусоросборщики, устройства для переработки отходов и т.п.

Учитывая повсеместно действующие требования, следует отметить, что хранение мусора на борту судна в металлических бочках и других открытых (негерметических) емкостях недопустимо с точки зрения санитарно-гигиенических требований.

Как правило, в различных странах портовые и муниципальные службы, оказывающие услуги по вывозу мусора с борта судна, имеют различные стандарты мусорных емкостей и транспортного оборудования, при котором возврат или обмен опорожненных емкостей затруднен. Более того, в настоящее время в портах не организована надлежащая санитарная обработка опорожненных мусорных емкостей1 (контейнеров). Использование

81

стандартных мусорных контейнеров может быть рекомендовано в тех случаях, когда суда совершают регулярные каботажные рейсы.

Наиболее удобно накопление и хранение мусора на судах в прочных стандартных полиэтиленовых мешках размером 1050*650. Мешки крепятся на специальную стойку с ободом. Принцип одноразового использования полиэтиленовых мешков исключает необходимость периодической промывки и дезинфекции тары. По мере заполнения мешков верхнюю загружаемую кромку схватывают зажимом и герметично закупоривают.

В качестве одного из способов борьбы с отходами, точнее, для уменьшения объема скапливающихся судовых отходов, рекомендуется использовать специальные прессы – устройства, снижающие объемы твердых бытовых отходов примерно в 8…10 раз.

Прессование как способ обработки отходов имеет следующие преимущества:

- возможность обработки любых видов твердых отходов (при этом не обязательна предварительная их сортировка);

- установки для прессования имеют простую конструкцию и почти не требуют ухода;

- возможность монтажа в любом месте судна, включая палубу;- небольшая потребляемая мощность.К недостаткам этого способа следует отнести то, что для хранения

спрессованных отходов требуются помещения и обеззараживание при хранении спрессованных отходов на судне.

Брикетирование мусора при высоких давлении и температуре с одновременным обеззараживанием является наиболее рациональной технологией. Однако ее осуществление требует дорогостоящего оборудования, обслуживания и контроля.

Кроме прессов, для обработки твердых бытовых отходов рекомендуются измельчители – установки, оборудованные специальными режущими приспособлениями, позволяющими размельчать любые виды отходов, включая стеклянные предметы, консервные банки, деревянные ящики и др.

Представляет интерес способ дробления (измельчения) пищевых отходов. На судах пищевые отходы дробятся измельчителем, установленным на камбузе, после чего размельченные пищевые отходы направляются в судовую сборную цистерну. После выхода судна из порта за 12-мильную зону измельченные отходы вместе со СВ откачиваются за борт.

Значительно труднее решается проблема передачи пищевых отходов на берег, поскольку не все порты имеют налаженную систему приема пищевых отходов с последующим их обеззараживанием (особенно при необходимости вывоза отходов за пределы порта). Кроме того, перед сбором отходов контейнеры должны быть вымыты, а загрязненная промывочная вода должна быть очищена и обеззаражена.

Для обезвреживания отходов используется способ, заключающийся в превращении пищевых отходов в смесь, по составу близкую к СВ, с последующей ее термической обработке и сбросе обеззараженной смеси в

82

городскую канализацию. Разработанные для этого способа устройства перерабатывают 0,3…0,5 т/ч пищевых отходов.

Принцип действия такого устройства заключается в следующем. Пищевые отходы, собранные с судов, измельчаются и одновременно смешиваются с технической водой или с СВ, собранными с судов. Процесс обеззараживания осуществляется за счет подаваемого пара и доведения ее температуры до 120….130°С. Нагретая смесь протекает по выдерживателю определенной длины в течение необходимого для полного обеззараживания времени. Затем смесь охлаждается в теплообменнике-утилизаторе, отдавая теплоту новым порциям смеси, поступающей на обеззараживание, которая при этом нагревается до 80…90°С. Охлажденная до температуры не выше 40°С обеззараженная смесь выводится из устройства и отводится в канализацию порта.

Существует судовой вариант, при котором обеззараженная смесь направляется в сборную цистерну, а затем сбрасывается в разрешенном районе.

Накопление во встроенных емкостях. Такой способ хранения мусора на борту удобно для его сбора, т.к. к емкости можно подвести мусоропровод, приемные органы которого можно вывести непосредственно к нескольким местам сброса мусора.

Однако существенным недостатком такой системы является необходимость постоянной промывки и тщательной очистки самой емкости и трактов мусоропровода, а также осуществление мер по дезинфекции и дезодорации. Выгрузка мусора из встроенной емкости в береговой специализированный автотранспорт невозможна. Выгрузка в специальные мусорные баржи также практически неосуществима ввиду невозможности обеспечения надлежащих санитарных условий.

6.5. Судовые инсинераторы

Значительное развитие в последнее время получил термический способ обработки судовых отходов. Отходы сжигаются в специальных печах-инсинераторах. Данным способом можно уничтожить практически все виды судовых отходов, за исключение металла и стекла, которые отделяют из общей массы.

Способ термической обработки судовых отходов имеет следующие преимущества:

1. возможность переработки всех видов отходов;2. значительное уменьшение объема отходов;3. стерильность образующихся остатков;4. автоматизация процесса.

К недостаткам способа можно отнести:1. увеличение пожароопасности на судне;2. повышение расхода топлива;

83

3. более высокую трудоемкость за счет введения дополнительного обслуживания.

Процесс сжигания твердых отходов в инсинераторах можно условно разделить на два этапа: 1 – предварительное высушивание и 2 – собственное сжигание.

Высушивание отходов позволяет полнее использовать их теплотворную способность и тем самым экономить топливо. Эффективность высушивания отходов зависит от следующих факторов:

- распределения влаги в пределах массы отходов;- температуры в зоне высушивания (сгорания);- наличия устройств для перемещения отходов с целью повышения

скорости переноса тепла;- размера частиц отходов (уменьшение размеров частиц способствует не

только более быстрому высушиванию, но и более эффективному сгоранию).Высушивание отходов в инсинераторах происходит за счет

конвекционного переноса теплоты от потоков горячего воздуха, а также за счет радиационного переноса теплоты от пламени или от поверхности камеры сгорания. В современных инсинераторах предварительное высушивание отходов осуществляется непосредственно в топке. Исключение составляет шлам сточных вод. Иногда шлам предварительно перемешивают с топливом в специальном смесительном устройстве. Подсушке способствуют применяемые для этих целей колосниковые решетки, а также подача в топку воздуха.

Перед сжиганием отходы целесообразно подготовить: отделить предметы, способные при расплавлении залить отверстия колосниковых решеток и тем самым уменьшить подачу воздуха, например, предметы из алюминиевых сплавов или стекла.

Жидкие отходы подают в инсинераторы в распыленном виде через специальные шламовые форсунки.

На судах используются инсинераторы разнообразных конструкций, поэтому нет никаких критериев, по которым можно было бы определить преимущество одного перед другим. В большинстве случаев выбор основывается в первую очередь на производительности инсинератора и его стоимости.

Производительность инсинератора определяется количеством отходов, которые могут быть сожжены в единицу времени. В то же время заранее трудно определить точное число скапливающихся отходов, поэтому весь важной характеристикой инсинератора, прямо влияющей на его производительность, является теплопроизводительность, т.е. количество теплоты, вырабатываемое инсинератором для осуществления процесса сгорания.

Таким образом, проблема предотвращения загрязнения водоемов судовыми отходами имеет ряд особенностей, когда речь идет о судах, находящихся в районах, в которых сброс необработанных СВ и мусора полностью запрещен (прибрежные зоны и внутренние водоемы).

В настоящее время проблему предотвращения загрязнения внутренних водоемов решают двумя путями:

84

1) передачей отходов на судно-сборщик, который, в свою очередь, передает СВ и мусор на береговые специализированные причалы;

2) оснащением новых и существующих судов по очистке сточных вод, а также инсинераторами.

Вопросы для самопроверки.1. Классификация методов нейтрализации и утилизации твердых отходов2. Санитарные, экономические, экологические аспекты термического

обезвреживания твердых отходов3. Утилизация твердых бытовых отходов4. Утилизация твердых промышленных отходов5. Судовые инсинераторы.

85

ЛЕКЦИЯ 7МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ

СРЕДЫ. СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЭТИХ ПРОБЛЕМ

План лекции7.1. Загрязнение воздушной среды7.2. Защита воздушного бассейна от пыли7.3. Теоретические основы очистки газовоздушных сред от пыли

Рекомендуемая литература: 1, 4, 5, 7,12, 16, 18, 24, 25

7.1. Загрязнение воздушной среды

Суда и многие другие транспортные средства являются достаточно активными источниками загрязнения воздушного бассейна углеводородами, оксида углерода, азота, серы, фенолами, альдегидами, спиртами, кетонами, твердыми частицами (сажа), тяжелыми металлами (свинец и его соединения).

С гигиенических позиций опасность загрязнения воздуха вредными веществами можно оценить с помощью ПДК и по данным об изменениях показателей здоровья населения.

Загрязняющие вещества в атмосфере находятся в газообразном и аэрозольном состоянии.

Отработавшие (выхлопные) газы (ОГ) двигателей транспортных средств (ДТС) наносят существенный вред окружающей среде, биоте и здоровью человека. В их составе содержатся общеядовитые, удушающие компоненты (оксида углерода), компоненты раздражающего характера (оксиды серы, азота), мутагенные (тяжелые металлы, альдегиды, алколоиды), канцерогенные соединения (углеводороды, бенз(ά)пирен), сажа (твердые частицы) и другие (табл. 11).

Таблица 11 - Токсические компоненты выхлопных газов

ТипыДТС

Выхлопы вредных компонентов, кг/т топливаСО СхНу SO2 NOx Сажа Свинец Всего

Бензиновые 267 33,2 1,34 26,6 1,34 0,27 329,75Дизельные 28,4 9,1 5,6 40,8 8,0 - 91,9

Газотурбинные 0,852 1,36 0,68 4,08 0,07 - 7,04

Из трех метеорологических компонентов – скорость воздуха, температура, относительная влажность, наиболее существенной в образовании опасных зон является относительная влажность. Если в сухом нейтральном воздухе скорость окисления SO2 до SO3 составляет 2% в час, то повышение влажности воздуха до максимальной приводит к снижению конверсии до ),6-0,1 % в час.

При тумане суммарное количество загрязняющих компонентов в газовой фазе и каплях тумана выше, чем при его отсутствии. Кроме химических

86

реакций в атмосферном воздухе постоянно происходят массообменные и фотохимические процессы, в которых участвуют такие газы, как озон, двуокись азота, сернистый ангидрид. Наибольшее значение имеет фотохимия озона.

Комплекс санитарно-гигиенических исследований показал существенное влияние выбросов на образование туманов, дымов, мглы, которые приводят к загрязнению атмосферы аэрозольными частицами.

Отработавшие газы от дизельных установок представляют сложную газовую смесь. Четыре компонента – азот, кислород, двуокись углерода и вода составляют 99-99,9% объема, а остальные компоненты – 0,1-1,0% объема, причем последние представляются наиболее вредными для природных экосистем, животных, биоты и человека (табл. 12).

Таблица 12 - Состав отработавших газов дорожно-транспортных средств

КомпонентКонцентрация

ОГ, г/мз Свойства компонентов ОГ

Диоксид углерода 40 - 240Удушающее, наркотическое

действие, «парниковый эффект»

Сернистый ангидрид 0,1 – 0,5Раздражающее действие,

токсичность

Оксид углерода 0,25 – 2,5Общеядовитый, удушающий,

кроветворныйАкролеин 0,001-0,04 Токсичность

Оксиды азота (по NO2)

0,5 – 8,0Раздражающий, токсичный,

компонент кислотного дождяУглеводороды 0,25 – 2,0 Удушающий «парниковый» эффектБенз(ά)пирен 0,2 – 0,5 Канцерогенные

Сажа 0,05 – 0,5Ухудшение видимости,

раздражение, болезнь верхних дыхательных путей

Вода 15 - 100 Влажность, туманообразованиеОксиды азота, углеводороды

Смогообразование

В двигателях внутреннего сгорания ежегодно сжигается сотни тысяч тонн моторного масла. При этом с отработавшими газами выбрасываются десятки тысяч тонн токсикантов.

К 60-м годам вред, наносимый окружающей среде и человеку ОГ, стал ограничиваться законодательными актами. В Западной Европе действует законодательный документ ЕЭЕ ООН, в США в 1973 г. введен федеральный стандарт на ограничение дымности и газовыделения токсикантов с ОГ, запрет на использование этилированного бензина.

Основные пути снижения концентрации токсикантов в ОГ дизелей:-Оптимизация энергетического состояния воздушного заряда.

87

-Улучшение экономических и экологических характеристик дизеля путем повышения давления впрыска топлива.

-Улучшение качества топлива для судовых дизелей, разработка присодок к топливу, повышающих цетановое число компаундированного дизельного топлива, интенсифицирующих процесс окисления, воспламенения.

-Задержка воспламенения топлива и влияние ее на полноту сгорания и состав ОГ дизелей.

-Улучшение показателей смесеобразования дизельного топлива с воздухом.

-Снижение уровня токсичности ОГ за счет ввода воды в дизельное топливо.

-Впрыск метанола непосредственно в камеру сгорания дизельного топлива.-Снижение уровня токсичности ОГ с помощью нейтрализаторов.Существует несколько способов нейтрализации:-термический;-каталитический;-абсорбционный;-комбинированный.Термическая нейтрализация основана на дожигании продуктов неполного

сгорания в конечные – диоксид углерода, вода, серный ангидрид. Оксиды азота при таком способе практически не снижаются.

Каталитическая нейтрализация используется для снижения концентрации токсикантов при окислительных (CO2, CH3, SO2) и восстановительных реакциях (разложение NO2). Каталитические нейтрализаторы ускоряют окислительно-восстановительные процессы.

Термические и каталитические нейтрализаторы чаще всего используются в бензиновых двигателях, т.к. в ОГ содержится значительно больше токсикантов – вредных соединений неполного сгорания. В последнее время каталитическая нейтрализация нашла применение и на дизелях. Содержание кислорода в ОГ превышает 10%, а содержание оксида углерода – не более 0,1-0,2%. Наличие сажи в ОГ дизелей создает дополнительные трудности для использования каталитических нейтрализаторов, т.к. сажа быстро забивает нейтрализатор и снижает эффективность его работы, приходится периодически выжигать сажу при 500°С или устанавливать перед катализатором специальную ловушку.

При эксплуатации дизелей с каталитическими нейтрализаторами на алюмо-платиновом катализаторе ШПК-2 достигнута степень очистки по оксиду углерода 30-100%, по альдегидам 80-100%, по дожигу сажи 60-100%.

Отработанные газы дизелей также очищают с помощью адсорбционных нейтрализаторов со специальным химическим раствором.

Атмосферный воздух загрязняется также в результате транспорта сыпучих, твердых и жидких материалов.

Наиболее эффективным считается транспорт на судах сыпучих материалов (удобрения, сера, руда, уголь) в герметических контейнерах, установка локальных систем вентиляции и очистки газовоздушных сред от пыли.

88

При транспорте нефтепродуктов на судах кроме загрязнения водного бассейна нефтесодержащими водами существенная эмиссия нефтепродуктов происходит также в воздушный бассейн за счет испарения нефтепродуктов. Более 30% потерь углеводородов приходится вследствие испарения, распределения и заправки двигателей транспортных средств.

При транспортировке, хранении, перевалках нефтепродуктов и заправках топливом ДТС в атмосферу выделяются углеводороды – компоненты «парникового» эффекта. Помимо прямого ущерба окружающей среде это приводит к истощению невозобновимого сырья.

Состав углеводородов, образующихся при испарении бензина, составляет (% объемн.):

Пропан 1,5Изобутан 8,0Н-бутан 10,0Пентан 14,0Бензол 0,5Гексан (С6) 6,0Воздух 60,0Всего 100,0

При температуре 20°С, давлении 760 мм рт. ст. потери углеводородов составляют 1070 г/мз. По последней директиве Европейского Экономического Союза (1996 г.) потери углеводородов при испарении жидкого моторного топлива не должны превышать 35 г/мз (1,3 % объемных углеводородов). Такое резкое снижение потерь углеводородов (более чем в 30 раз) стало возможным благодаря разработке и внедрению новых технологий. Одна из таких технологий основана на адсорбции паров углеводородов. До реализации технологии поглощения углеводородов на всех этапах хранения, транспортировки, переработки нефтепродуктов общие потери углеводородов составляли 0,62% от массы жидких моторных топлив, а после внедрения новой технологии снизились до 0,02%

В атмосферном воздухе под действием внешних и внутренних факторов постоянно протекают гидродинамические, тепловые, электромагнитные, химическ4ие и фотохимические процессы, от которых зависит температура, давление, скорость перемещения воздушных масс и его химический состав. Атмосфера на сотни километров простирается вокруг Земли, ее масса составляет 5,3 · 10 15 тонн. Это 1 · 10 -6 массы нашей планеты. Плотность, влажность, давление, температура, скорость перемещения и химический состав атмосферы неодинаковы и зависят от высоты слоя атмосферы над Землей.

Условно атмосферный воздушный бассейн можно разделить на 5 сфер: - тропосфера; - стратосфера; - мезосфера; - термосфера; - экзосфера.

89

Природный состав атмосферного воздуха необходимо знать для того, чтобы своевременно определить новые загрязнители, которые могут поступить в атмосферу вследствие антропогенной деятельности.

Источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяют на две группы:

- природные;- антропогенные.К природным относятся – лесные пожары, пыльные бури, землетрясения,

ураганы, морские бури, космическая пыль, извержения вулканов.К антропогенным – промышленность, транспорт, сельское хозяйство,

военно-промышленный комплекс.К основным загрязнителям атмосферного воздуха относятся оксиды серы

и азота (компоненты кислотных дождей), пыль, монооксид углерода.

Таблица 13- Эмиссия основных загрязнителей атмосферного воздуха.

Годы Пыль Эмиссия, тыс. т/годSO2 CO NOx

1974 22380 25180 29520 58601980 27940 34110 41700 78001990 35200 47500 50200 9600

Для характеристики любого источника вредного выброса разработана структура выбросов согласно стандарту страны, а также Международным стандартам.

Выбросы вредных веществ в атмосферу характеризуются по четырем признакам:

- по агрегатному состоянию;- по химическому составу;- по размеру частиц;- по массе выброса.Вредные вещества классифицируются по следующим признакам:- по характеру действия;- по степени опасного воздействия на человека.По характеру действия на человека вредные вещества делят на:

1. Нервно-паралитические – аммиак, анилин, сероводород, тетраэтилсвинец.2. Раздражающие - хлор, аммиак, сернистый ангидрид, оксиды азота.3. Общеядовитые – синильная кислота, мышьяк, соли ртути, фосфор-

содержащие соединения.4. Удушающие – фосген, оксид углерода, ацэтилен, инертные газы.5. Прижигающие – Кислоты, щелочи, ангидриды.6. Наркотические – бензол, эфиры, дихлорэтан, ацетон.7. Мутагенные – соединения свинца, ртути, хлора, углеводороды

ароматические.8. Канцерогенные – каменноугольная смола, бензапирен.

90

9. Аллергены – соединения никеля, алколоиды.По степени опасного воздействия на человека вредные вещества делят

на:1. Чрезвычайно-опасные (первый класс) – ПДК 0,1 мг/дмз2. Высокоопасные (второй класс) – ПДК -0,1-1,0 мг/дмз3. Умеренно-опасные (третий класс) – ПДК – 1,0 -10,0 мг/дмз4. Малоопасные (четвертый класс) – ПДК -10,0 мг/дмз и выше.

Для обеспечения экологической безопасности, создания нормальных, здоровых условий труда и отдыха разработаны предельные уровни загрязнения воздушного бассейна – предельно-допустимые концентрации (ПДК).

ПДК нормируются в рабочей зоне, в населенной местности.ПДК в населенной местности подразделяются на общие, средне-

суточные, максимально-разовые.ПДК в рабочей зоне – это максимальная концентрация вредного

вещества, которая в течение ежедневной работы (кроме выходных и праздничных дней) не более 8 часов в сутки, не более 41 часа в неделю не ухудшает состояние здоровья, не приводит к дискомфортности труда, а при длительном воздействии не приводит к профессиональным заболеваниям.

По видам вредные вещества подразделяются на:- вещества однонаправленного действия;- вещества разнонаправленного действия.

В случае одновременного присутствия в газовоздушных средах веществ однонаправленного действия санитарная оценка в конкретном промышленном регионе или населенной местгности определяется следующим неравенством:

С1/Сгдк1 + С2/Сгдк2 + С3/Сгдк3 +… + Сn/Сгдкn ≤ 1, (7)

А для веществ разнонаправленного действия санитарная оценка лимитируется тем вредным веществом, для которого ПДК имеет наименьшее значение:

Сi ≤ Ciгдкmin. (8)

Человек подвергается комбинированному воздействию вредных веществ. Возможны следующие разновидности этих воздействий:

- суммация, аддиктивное воздействие;- синергизм;- антогонизм.В результате сгорания топлива в судовых дизельных установках

образуются выхлопные газы, содержащие оксиды серы, азота, углерода, сажу, углеводороды. По санитарным нормам и требованиям экологической безопасности выхлопные газы перед сбросом в атмосферу должны быть очищены до безопасного уровня воздействия на окружающую среду.

Известны следующие способы очистки выхлопных газов судовых установок от вредных токсических компонентов:

-абсорбционный;

91

-адсорбционный;- диффузионный;- высокотемпературный, термический;-каталитический.Предельно-допустимый выброс ПДВ, мг/с определяется по уравнению:

ПДВ = М = Свв · Vгвс, мг/час, (9)где Свв – концентрация вредного вещества в сбрасываемой в атмосферу

газовоздушной смеси, мг/мз;Vгвс – нагрузка по газовоздушной смеси, сбрасываемой в атмосферу,

мз/час.Для каждого предприятия устанавливается конкретная величина ПДВ,

выше которой сброс недопустим.У наслідок згорання моторного палива в суднових енергосилових

установках утворюються відпрацьовані гази, що містять сажу, оксиди сірі, азоту, вуглецю, вуглеводні. За умовами екологічної безпеки відпрацьовані гази перед викидом в атмосферу мають бути очищені до безпечного рівня дії на навколишнє середовище.

Граничнодопустимий викид (ГДВ), мг/с, визначається по рівнянню:ГДВ = М = Сi . VГПС, мг/год. (10)

де Сi – концентрація шкідливої речовини i-того вигляду в газоповітряній суміші, що викидається в атмосферу, мг/м3;

VГПС – об'ємна витрата газоповітряної суміші, що викидається в атмосферу, м3/час.

При цьому необхідно враховувати концентрацію шкідливих речовин в атмосфері від інших джерел, щоб дотримувалася умова:

Сi + Сiф ≤ГДКi

С/С (11)де Сi

ф – фонова концентрація i-ї речовини в атмосферному повітрі, мг/м3.Промислові об'єкти, що джерелами виділення шкідливих речовин,

розташовуються з підвітряного боку від житлових масивів і від житлової забудови санітарно-захисними зонами.

Відповідно до санітарної класифікації підприємств встановлюються розміри санітарно-захисних зон від 50 м до 1 км. Територія санітарно-захисної зони має бути упорядкована і озеленює. У ній допускається розміщувати підприємства виробництвами меншого класу шкідливості, за умови аналогічного характеру шкідливості, а також будівлі, управління, магазини. Не можна розміщувати житлові будівлі.

Розміри санітарно-захисних зон (Х, м), встановлені відповідно до «Санітарних норм проектування промислових підприємств», повинні підтвердитися розрахунками. Отриманий за розрахунком розмір зони має бути скоректований на розу вітрів району розташування підприємства по формулі:

Х = Хi · Р/Р0 (12)де Хi - розрахункова відстань від джерела забруднення до межі санітарно-захисної зони без урахування поправки на троянду вітрів, м;

Р – середньорічна повторюваність напрямів вітрів даного румба %;

92

Р0 – повторюваність напрямів вітрів одного румба при круговій розі вітрів %.Якщо розмір санітарно-захисної зони для підприємства більше

встановленого, то необхідно переглянути проект підприємства і забезпечити зниження викидів шкідливих речовин або збільшити висоту викиду, забезпечити вимоги норм по чистоті повітряного басейну в зоні житлової забудови.

7.2. . Защита воздушного бассейна от пыли

Источники образования пыли.Пыль относится к наиболее массовым загрязнителям окружающей среды.

Эмиссия пыли от антропогенного вида деятельности составляет порядка30 млн. т/год, в результате природных воздействий – 3 млн.т/год.

Основными источниками выделения пыли антропогенного характера является разработка и добыча полезных ископаемых, переработка, транспортировка, хранение. Пыль природного характера – это вулканическая деятельность, пыльные бури, ураганы, шторм, лесные пожары.

Физиологические свойства пыли: обладает высокой химической и биологической активностью. В результате длительного воздействия поражаются такие органы человека, как верхние дыхательные пути, легкие. Профессиональное заболевание от пыли – пневмокониоз. По характеру действия на человека пыль подразделяют на два класса:

– раздражающая;– токсичная пыль.К раздражающей пыли относят угольную, асбестовую, меловую и

металлическую пыль, наждачную, древесную и хлопковую.К токсичным относят аэрозоли на основе щелочей, солей, кислот,

радиоактивных изотопов.Для снижения отрицательного воздействия пыли на человека

разработаны санитарно-гигиенические нормы (ПДК) пыли в рабочей зоне и в населенной местности. ПДК в населенной местности подразделяют на среднесуточную, максимально разовую (τ≤20 мин.). ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия.

Физико-химические свойства пыли.Физико-химические свойства пыли – требуются для того, чтобы грамотно

выбрать метод очистки газовоздушной среды от пыли, а также провести расчёты и проектирование очистных сооружений.

Пыль в воздушный бассейн поступает в виде аэрозолей. Ниже приведены свойства пылей:

Плотность, ρn, кг/л, кг/м3.По плотности пыль разделяют на следующие:– насыпная;– кажущаяся;– истинная;

93

Насыпная плотность , кг/м3 определяется по формуле:

(13)

где Gn – масса пыли, кг, VΣ – совокупный объём, занимаемый пылью VП, объем пустот между частицами и внутренней поверхностью частиц пыли, м3;

Кажущаяся плотность кг/м3 – отношение массы пыли к объему,

занимаемому ею без пустот между частицами:

(14)

где Vпуст – объем между частицами, м3 ;

Истинная плотность , кг/м3 – это отношение массы пыли к объёму монолита пыли:

кг/м3; V>Vм, поэтому > > . (15)

Вид, форма:– чешуйчатая;– структурированная;– сегментная.Дисперсность пыли равна величине обратно пропорциональной

диаметру пыли, Дп:

, м –1, (16)

где dп – условный диаметр пыли, м.Седиментационный диаметр пыли – это свойство вводят для того,

чтобы упростить расчёты. При этом реальную форму пыли преобразуют в шар. Седиментационный диаметр пыли – это такой диаметр шара, когда скорость его

осаждения V, м/с, и насыпная плотность , кг/м3 равны – реальной скорости

осаждения частицы пыли Vp м/с, и её плотности, , кг/м3.

Адгезия – способность пыли к слипанию и чем выше дисперсность пыли, тем больше её склонность к налипанию; по адгезии пыль делится на 4 группы:

– неслипающаяся (стеклянная, песчаная);– слабослипающаяся пыль (кокс, зола, магнезитовая пыль);– среднеслипающаяся пыль (торфяная пыль, сажа);– сильнослипающаяся пыль (цементная, асбестовая, мучная)Абразивность пыли – это способность пыли за счёт механического

трения уменьшать толщину аппарата и коммуникаций.Смачиваемость пыли:– гидрофильные пыли (хорошосмачиваемые пыли) – мучная, цементная,

меловая.– гидрофобные (пыли, которые плохо смачиваются водой) – угольная,

коксовая;

94

– абсолютно гидрофобные пыли, которые не смачиваются водой (жирная, парафиновая, битумная пыль).

Гигроскопичность пыли – это свойство пыли впитывать влагу, зависит от вида, дисперсности, физико-химических свойств.

Электропроводность пыли – способность пыли приобретать положительный или отрицательный заряд под действием электрического поля; приобретаемый заряд пылью зависит от формы пыли, диаметра частицы пыли и свойств пыли.

Способность пыли к возгоранию, воспламенению и взрыву – это способность пыли при определенных концентрациях с воздухом и под действием теплового импульса возгораться и взрываться; это свойство характеризуется нижним пределом взрываемости пыли, минимальный нижний предел находится в пределах 20-200 г/м3, максимальный – 200-500 г/м3.

На токсичные пыли вводят такие ограничения, как ПДК, мг/м3, ПДВ, г/с;В случае установки одного аппарата степень очистки α, %; определяется по формуле (рис.6):

(17)

Рисунок 6 - Масса пыли в запыленном газе

Если установлено несколько последовательно камер очистки, то общая

степень очистки, , доли, определяется по формуле (рис.7):

(18)где – i-ая степень очистки в АОi, доли.

Рисунок 7 - Общая степень очистки

Вышеперечисленные свойства пыли необходимы для грамотного выбора метода очистки, аппаратурного оформления и определения экономически и

95

АОЗГ ОГ

GП

GnЗГ Gn

ОГ

где GnЗГ – масса пыли в запыленном газе, кг/час;

АО – аппарат очистки; – масса пыли в очищенном газе, кг/час;

GП – масса пыли, кг/час, выведенная из контура очистки АО.

GП1 GП2 GП3 GПn

α1

α2

АО1

α1

АО2

α2

АО3

α3

АОn

ОГ

αn

З

технически оправданных конструкционных материалов, средств контроля и управления.

7.3. Теоретические основы очистки газовоздушных сред от пыли.

Аппараты для очистки газовоздушных сред (ГВС) от пыли классифицируются на следующие виды:

– А. Пылеосадительные камеры;– Б. Диффузионные;– В. «Мокрая» очистка;– Г. Электрофильтры.Очистка ГВС от пыли в пылеосадительных камерах основана на

использовании сил гравитации, ударно-инерционных, центробежных.А. Пылеосадительные камерыОчистка ГВС от пыли, основанная на использовании сил гравитации

(рис. 8).

Рисунок 8 – Схема очистки ГВС3

При поступлении ГВС3 в полость аппарата на молекулы ГВС и частицы пыли действуют силы гравитации, кгм/с2

:

(19)

(20)Соответственно, массы ГВС и пыли, кг, определяются по формулам:

(21)

(22)

где mГВС, mП – соответственно, масса ГВС и пыли, кг, ρГВС, ρП – плотность ГВС и пыли, кг/м3, VГВС, VП – соответственно, объём ГВС и пыли, м3; g – ускорение свободного падения, м/с2.

Поскольку ρп>>ρГВС, то РП >> РГВС и, соответственно, пыль преимущественно оседает в аппарате. Эффективность осаждения пыли в пустотелых аппаратах зависит от скорости осаждения пыли, свойств пыли и ГВС. Скорость осаждения пыли, Vос, м/с, в пустотелом аппарате определяется по формуле:

(23)

dп – седиментационный диаметр пыли, м;

– насыпная плотность пыли, кг/м3;

96

ГВС0

РГВС

РП

ГВС3

П

– удельный вес ГВС, кг/м3;

ξп – коэффициент сопротивления движению частицы пыли, оказываемое ГВС.

Время пребывания ГВС в пылеосадительной камере τ, с, определяется по уравнению:

(24)

где Vпк – объем пылеосадительной камеры, м3; VГВС – расход ГВС, м3/с.Основные конструкции пылеосадительных камер приведены на рисунках

9, 10.

Рисунок 9 – Простейшая пылеосадительная камера без перегородок

Рисунок 10 – Простейшая пылеосадительная камера с перегородками

Эффективность очистки в пустотелых аппаратах не превышает 40% при седиментационном диаметре частицы пыли не меньше 40 мкм. Пустотелые камеры, работающие на использовании сил гравитации, в промышленности применяют в качестве предварительной очистки ГВС от пыли.

Недостатки пустотелых камер:– низкие линейные скорости ГВС в камере;– низкая эффективность очистки;– неэффективность использования камер для очистки ГВС, содержащих

пыль, дисперсность которой больше 25х103 м-1;– высокие капиталовложения.

97

Очистка ГВС от пыли, основанная на использовании ударно-инерционного механизма.

Процесс основан на резком изменении направления движения ГВС, при этом за счёт значительно больших сил гравитации, действующих на пыль по сравнению с ГВС, частица пыли продолжает первоначальное направление движения.

Степень очистки в камерах не превышает 50%, а дисперсность частиц пыли не должна быть более 30х103 м –1. Камеры с использованием ударно-инерционного механизма имеют такие же недостатки, что и камеры, использующие при очистке силы гравитации.

Конструкции камер приведены на рисунках 11-15.

1 – корпус;2 – перегородка;3 – выход пыли

Рисунок 11 – Камера с вертикальной перегородкой

98

1 – центральная труба (вход ЗГ);2 – корпус;3 – выход пыли

Рисунок 12 – Камера с центральной трубой

1 – боковой штуцер;2 – корпус;3 – выход пыли

Рисунок 13 – Камера с боковым входом ЗГ

99

1 – корпус;2 – пылесборные камеры

Рисунок 14 – Камера жалюзийная

Рисунок 15– Камера с плавным поворотом

Очистка ГВС от пыли, основанная на использовании центробежных сил.Принцип очистки – запыленный газ поступает тангенциально по

отношению к корпусу циклона, ГВС закручивается, центробежная сила отбрасывает частицу пыли к периферии и последняя оседает (рис. 16).

1 – тангенциальный ввод ГВС;2 – центральная труба;3 – корпус;4 – выход пыли

100

D

dцт

В

.

Рисунок 16 – Циклон

β

Рисунок 17 - Эпюра сил, действующих на частицу пыли В, находящуюся в полости циклона

На частицу пыли действуют силы, Па (рис.17):Рr = Рц – Рс, Па (25)

– центробежная сила, Рц;– сила сопротивления движению частицы в радиальном направлении,

Рс;– сила гравитации, Pg.Результирующая сила Р0, действующая на частицу пыли под углом β,

приводит к оседанию частицы вдоль корпуса циклона. Силы, действующие на частицу пыли В, описываются следующими уравнениями:

(26)

(27)

(28)

где m – масса частицы пыли, кг;Wт – тангенциальная составляющая скорости частицы пыли, м/с;R – радиус от центра циклона до частицы, м;Wc – радиальная составляющая скорости частицы, м/с.dr – диаметр частицы, м;

μ – вязкость среды,

Гидравлическое сопротивление циклона, ΔР, Па, определяется по уравнению:

(29)

где ξ – коэффициент гидравлического сопротивления циклона.Для оценки эффективности работы циклона используют критерий, Fr,

Фруда (фактор разделения), определяемый по уравнению:

(30)

Конструкция циклона НИИОГАЗ приведена на рисунке 18.

101

Рс

Рg Р0

РrBР

ц

Рисунок 18 – Циклон НИИОГАЗ

Таблица 14 Эффективность очистки ГВС от пыли различных конструкций циклонов приведена ниже (при нагрузке по ГВС V=2000 м3/час и ΔР=12 гПа):

Тип циклона Эффективность очистки, α %Т – 4/360 75,5ЦН –11 74,0ЦН –15 72,5

ВЦНИИОТ 72,5СИОТ 72,5ЛИОТ 68,0

ЦН –15у 67ЦН –24 65

Б. Диффузионные методы очистки ГВС от пылиВ зависимости от степени очистки α и назначения фильтры

подразделяются на 3 класса:1) фильтры тонкой очистки, α>99%, их применяют для улавливания

токсичной пыли, аэрозоли, радиоактивных элементов; материал фильтров: асбест, металлокерамика, углеродная нить, фильтры регенерации не подвергаются;

2) фильтры, применяемые в системах приточно-вытяжной вентиляции, α = 75÷90%

3) промышленные фильтры для грубой очистки газовоздушных сред, α = 55÷75%, промышленное применение для очистки газа и сточных вод от пыли, взвешенных веществ.

102

Конструкция рукавного фильтра приведена на рисунке 19.В. Мокрая очистка ГВС от пылиПыль может быть очищена мокрым способом, если она обладает

свойствами гидрофильности и гигроскопичности. В зависимости от контактных устройств мокрые аппараты подразделяются на следующие виды:

полые газопромыватели; насадочные скрубберы; тарельчатые; с подвижной насадкой; ударно-инерционного действия или ротоклон; центробежные; механические; с использованием трубы Вентури, скоростные.

1 – корпус;2 – элемент рукавного фильтра;3 – коллектор очищенного газа;4 – встряхиватель;5 – коллектор продувочного газа;6 – коллектор ввода запыленного газа

Рисунок 19 – Рукавный фильтр

По гидродинамическому режиму полые газопромыватели подразделяются на:– противоточный;– прямоточный;

103

– перекрестный.Преимущества «мокрого» метода:

Высокая эффективность очистки от пыли ГВС – 99,99%.Недостатки «мокрого» метода:- пыль переводится из газообразной в жидкую фазу, требует затрат, как на

очистку воды от пыли, так и на привод рамных фильтров;- очистке подвергаются только те пыли, которые обладают свойствами

гигроскопичности, гидрофильности и смачиваемости.Конструкции аппаратов, применяемых при «мокрой» очистке, приведены

на рисунках 18-22.

1 – коллектор ввода ЗГ;2 – корпус;3 – разбрызгиватель;4 – коллектор вывода ОГ;5, 8 – верхняя и нижняя крышки;6 – каплеобойник;7 – распределительная решетка;9 – коллектор вывода шлама;10 – рамный фильтр;11 – насос

Рисунок 20 – Полый газопромыватель

104

1, 5 – коллекторы выхода ОГ и входа ЗГ;2 – насадка;3 – днище;4 – коллектор вывода шлама;6 – коллектор ввода воды;7 – оросительное устройство

Рисунок 21 – Газопромыватель с подвижной насадкой

1 – коллектор ввода воды;2, 6 – коллекторы выхода ОГ и входа ЗГ;3 – корпус;4 – отверстия;5 – вывод шлама

Рисунок 22 – Труба Вентури

Г. ЭлектрофильтрыМетод применяется для очистки газа от пыли, которая обладает

свойством электропроводности.Стадии процесса очистки:

105

– транспорт запыленного газовоздушного потока в электромагнитное поле, создаваемое высоким напряжением постоянного тока (10-12 тыс. В);

– ионизация частиц пыли, под действием электрического и магнитного полей, частицы пыли приобретают положительный или отрицательный заряд в зависимости от вида и размера частиц пыли;

– транспорт положительно ионизированных частиц пыли к отрицательно заряженному электроду, а отрицательно заряженных к положительному;

– осаждение ионизированных частиц пыли на соответствующих электродах;

– удаление осевшей пыли с электродов в бункер;– удаление очищенного газовоздушного потока в атмосферу или

последующую переработку.Фильтры требуют больших затрат энергии RЭ=0,4÷1,8 мДж/103м3 ГВС,

обеспечивают высокую степень очистки =99,99%, примеси аммиака и сернистого ангидрида повышают степень очистки. Диапазон диаметра частиц широкий dr=0,01÷100 мкм, температура 400÷500 0С. При температуре выше 500 0С повышается вязкость газа и снижается эффективность процесса очистки.

Недостатки электрофильтров: повышенный расход электроэнергии, ограничение применения электрофильтров по свойству пыли «электропроводность».

Величина заряда частиц пыли, q + , ЭВ, определяется по формуле:

(31)где dr – седиментационный диаметр пыли, м;

ε0 – диэлектрическая проницаемость частицы пыли, Ф/м;Е – напряженность электрического поля, В/м;Сопротивление электрофильтра небольшое и составляет 150 Па.Промышленное применение электрофильтров:– для очистки дымовых газов ТЭЦ;– в металлургической, коксохимической промышленности;– химической, нефтехимической промышленности.Процесс получения ацэтилена.В процессе термоокислительного пиролиза природного газа до ацэтилена

в качестве побочного продукта образуется сажа, которая эффективно удаляется из ГВС с помощью электрофильтров.

Конструкция промышленного пластинчатого электрофильтра приведена на рисунке 23.

Таким образом, рассмотренные методы очистки ГВС от пыли можно сгруппировать следующим образом:

- пустотелые аппараты, в которых очистка ГВС от пыли происходит за счёт сил гравитации, ударно-инерционных и центробежных сил;

- диффузионные методы с помощью фильтров;- «мокрые» методы очистки ГВС от пыли;- электрофизический метод очистки ГВС от пыли.

106

Рисунок 23 – Электрофильтр

Вопросы для самопроверки.1. Загрязнение воздушной среды2. Защита воздушного бассейна от пыли3. Теоретические основы очистки газовоздушных сред от пыли4. Диффузионные методы очистки ГВС от пыли5. Электрофильтры

107

ЛЕКЦИЯ 8ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВРЕДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ:

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, НЕФТЬ, СПАР, ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

План лекции8.1. Проблемы загрязнения атмосферы8.2. Пути снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха8.3. Основные пути снижения концентрации токсикантов в ОГ дизелей

Рекомендуемая литература: 1, 8, 9, 15, 16, 17, 24

8.1. Проблемы загрязнения атмосферыК основным загрязнителям атмосферного воздуха относятся – оксиды

серы и азота (компоненты кислотных дождей), пыль, монооксид углерода (табл. 15), состав атмосферного природного воздуха приведен в таблице 16.

Таблица 15– Эмиссия основных загрязнителей атмосферного воздуха

ГодыЭмиссия, тыс. т/год

Пыль SО2 СО NОх

1974 22380 25180 29520 58601980 27940 34110 41700 78001990 35200 47500 50200 96002000 37000 50000 53000 120002010 43000 55000 59000 15000

Таблица 16 – Состав природного атмосферного воздуха

Компоненты Масса, т Концентрация, % объемн.Азот 4 · 1015 78,084

Кислород 1,2 · 1015 20,94Пары воды 1,4 · 1014 1-2

Аргон 0,6 · 1014 0,937СО2 2,3 · 1012 0,0314Nе 3 · 109 1,81 · 10-3

Не 8,9 · 1010 5,24 · 10-4

Кr 1,65 · 1010 1,14 · 10-4

Н2 3 · 109 0,5 · 10-4

Хе 2,2 · 109 8,7 · 10-6

О3 3,2 · 109 5 · 10-6

Rn 0,0035 50 · 10-6

NО 4 · 106 2 · 10-6

NО2 4 · 106 1-16 мкг/м3

N2О 2 · 106 5-102 мкг/м3

SО2 4 · 107 10-50 мкг/м3

СО 4 · 107 10-20 мкг/м3

Н2S 4 · 107 10-30 мкг/м3

NН3 2 · 107 5-15 мкг/м3

СН4 3,4 · 109 8,5 · 10-2

СН2О 2 · 107 5-15 мкг/м3

108

Для характеристики любого источника вредного выброса разработана структура выбросов согласно ГОСТ 17.2.1.01.-76.

Выбросы вредных веществ в атмосферу характеризуют по четырем признакам:

1) по агрегатному состоянию;2) по химическому составу;3) по размеру частиц;4) по массе выброса.

Классификация вредных выбросов (ГОСТ 17.2.1.01.-76 (табл 17)):1) по агрегатному состояниюгазообразные – (А)жидкие – (К)твердые – (Т)2) по химсоставу3) по размеру частиц 0,5 мкм (1)от 0,5 до 3 мкм (2)от 3 до 10 мкм (3)от 10 до 50 мкм (4)свыше 50 мкм (5)4) по массе вещества, кг/час 1 кг/час (1)от 1 до 10 кг/час (2)от 10 до 100 кг/час (3)от 100 до 1000 кг/час (4)от 1000 до 10000 кг/час (5)свыше 10000 кг/час (6)

Таблица 17 – Классификация вредных выбросов

109

SО2

СОNО2

F и его соед.СS2

Н2SСl2

НСNН и его соед.

(01)(02)(03)(04)(05)(06)(07)(08)(09)

NН3

МышьякТУВУВ пред.УВ непред.УВ Аром.О-сод. орг. соед.N-сод. орг. соед.Фенол

(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)

Смол. вещ-ваКислотаЩелочиРb и его соед.СажаМе и их соед.ПыльПрочие

(19)(20)(21)(22)(23)(24)(25)(26)

Пример: Расшифруйте источник вредного выброса, код которого приведен ниже:А. 01. 0. 5 К. 20. 2. 3. Т. 23. 2. 3Классификация вредных веществ по характеру действия на человека приведена в таблице 18.

Таблица 18 – Классификация вредных веществ по характеру действия на человека

№Группа веществ

Наименование вредных веществ и соединений

1 Нервно-паралитические

Аммиак, анилин, сероводород, тетраэтилсвинец

2 Раздражающие Хлор, аммиак, сернистый ангидрид, оксиды азота3 Общеядовитые Синильная кислота, мышьяк, соли ртути,

фосфорсодержащие соединения4 Удушающие Фосген, оксид углерода, ацэтилен, инертные газы5 Прижигающие Кислоты, щелочи, ангидриды6 Наркотические Бензол, эфиры, дихлорэтан, ацетон7 Мутагенные Соединения свинца, ртути, хлора, углеводороды

ароматич.8 Канцерогенные Каменноугольная смола, бенз--пирен9 Аллергены Соединения никеля, алкалоиды

8.2. Пути снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха

Для обеспечения экологической безопасности, создания нормальных, здоровых условий труда и отдыха разработаны предельные уровни загрязнения воздушного бассейна – предельно-допустимые концентрации (ПДК).

110

ПДК нормируется в:- рабочей зоне (ГОСТ 12.1.005-88);- населенной местности (СН 245-71).ПДК в населенной местности подразделяется на:- ОБУВ (ориентировочно-безопасный уровень воздействия);- среднесуточная (с/с);- максимально-разовая (м/р).ПДК в рабочей зоне – это максимальная концентрация вредного

вещества, которая в течение ежедневной работы (кроме выходных и праздничных дней) не более 8 часов в сутки, не более 41 час в неделю не ухудшает состояния здоровья, не приводит к дискомфорту труда, а при длительном воздействии не приводит к профессиональным заболеваниям.

Классификация вредных веществ по степени опасного воздействия приведена в таблице 19.

Таблица 19–Классификация вредных веществ по степени опасного воздействия на человека

Класс опасности Наименование класса ПДК, мг/м3

1-й чрезвычайно-опасный 0,12-й высокоопасный 0,1-13-й умеренно-опасный 1¸104-й малоопасный 10 и выше

По видам вредные вещества подразделяют на:1) вещества однонаправленного действия;2) вещества разнонаправленного действия.

В случае присутствия в газо-воздушных средах веществ однонаправленного действия санитарная оценка в конкретном промышленном регионе или населенной местности определяется следующим неравенством:

, (32)

а для веществ разнонаправленного действия санитарная оценка лимитируется тем вредным компонентом, для которого ПДК имеет наименьшее значение:

(33)Человек подвергается комбинированному воздействию вредных веществ (рис. 24). Возможны следующие разновидности этих воздействий:

1) суммация, аддитивное воздействие;2) синергизм;3) антогонизм.

111

Выбросы в атмосферу, сбросы СВ, депонирование ТБПО

Перенос и рассеивание загрязнений в

атмосфере.Загрязнение

Загрязнение водного бассейна

Кислотные дожди. Осаждения на водную поверхность и

почву

Поступление в организм человека

Техноген-ные сис- темы

Рисунок 24 – Цепочка воздействия антропогенных загрязнений на человека

В результате сгорания топлива в судовых силовых дизельных установках образуются отработанные газы, содержащие оксиды серы, азота, углерода, сажу, углеводороды. По санитарным нормам и требованиям экологической безопасности отработанные газы перед выбросом в атмосферу должны быть очищены до безопасного уровня воздействия на окружающую среду.

Предельно-допустимый выброс (ПДВ) определяется по уравнению:

(34)где СВВ – концентрация вредного вещества в отработанных газах, мг/м3;

VГВС – нагрузка по отработанным газам, выбрасываемым в атмосферу, м3/час.

Для каждого предприятия устанавливается конкретная величина ПДВ, выше которой выброс недопустим.

Суда и многие другие транспортные средства являются достаточно активными источниками загрязнения воздушного бассейна углеводородами, оксидами углерода, азота, серы, фенолами, альдегидами, спиртами, кетонами, твердыми частицами (сажа), тяжелыми металлами (свинец и его соединения).

С гигиенических позиций опасность загрязнения воздуха вредными веществами можно оценить с помощью ПДК и по данным об изменениях показателей здоровья населения.

Загрязняющие вещества в атмосфере находятся в газообразном и аэрозольном состоянии.

Отработанные (выхлопные) газы двигателей транспортных средств наносят существенный вред окружающей среде, биоте и здоровью человека. В их составе содержатся общеядовитые, удушающие компоненты (оксид углерода), компоненты раздражающего характера (оксиды серы, азота), мутагенные (тяжелые металлы, альдегиды, алкалоиды), канцерогенные соединения (углеводороды, бенз( )пирен), сажа (твердые частицы).

В таблице 22 приведены составы отработанных газов, образующихся при сжигании бензина и дизельного топлива (г/кг топлива).

Таблица 22 – Состав выхлопных газов, образующихся при сжигании топлива

№ п/п

Компоненты Бензин Дизельное топливо

112

Аккумулирование с/х продукцией растительных и животных происхождений

Загрязнение гидросферы

1 Оксид углерода 370 232 Оксиды азота 21 413 Углеводороды СхНу 30 114 Твердые частицы (сажа,

окалина и др.)1,5 8

5 SО2 – сернистый ангидрид 1,5 66 Этилированный бензин –

свинец0,01 0

7 Неэтилированный бензин – свинец

0 0

Из трех метеорологических параметров – скорость воздуха, температура, относительная влажность – наиболее существенной в образовании опасных зон является относительная влажность. Если в сухом нейтральном воздухе скорость окисления SО2 до SО3 составляет 2 % в час, то повышение влажности воздуха до максимальной (90 %) и приводит к снижению конверсии до 0,6 % в час.

При тумане суммарное количество загрязняющих компонентов в газовой фазе и каплях тумана выше, чем при его отсутствии. Кроме химических реакций в атмосферном воздухе постоянно происходят массообменные и фотохимические процессы, в которых участвуют такие газы, как озон, двуокись азота, сернистый ангидрид. Наибольшее значение имеет фотохимия озона.

Комплекс санитарно-гигиенических исследований показал существенное влияние выбросов на образование туманов, дымов, мглы, которые приводят к загрязнению атмосферы аэрозольными частицами.

Отработанные газы дизельных установок представляют сложную газовую смесь. Четыре компонента – азот, кислород, диоксид углерода и пары воды составляют 99-99,9 % объем., а остальные компоненты – 0,1-1 % объем., причем последние представляются наиболее вредными для природных экосистем, животных, биоты и человека (табл. 23).

Таблица 23– Состав отработанных газов (ОГ) от двигателей транспортных средств

№ п/п

КомпонентКонцентра-ция в ОГ,

г/м3

Свойства компонента, загрязненного ОГ

1Диоксид углерода

40-240Удушающее, наркотическое действие,

парниковый эффект

2Сернистый ангидрид

0,1-0,5 Раздражающее действие, токсичность

3Оксид

углерода0,25-2,5

Общеядовитый, удушающий, кроветворный

113

4 Акролеин 0,001-0,04 Токсичность

5Оксиды азота

(по NО2)0,5-8

Раздражающий, токсичный, компонент «кислотного» дождя

6 Углеводороды 0,25-2,0 Токсичность, парниковый эффект7 Бенз()пирен 0,2-0,5 Канцерогенные

8 Сажа 0,05-0,5Ухудшение видимости, раздражение, болезнь верхних дыхательных путей

9 Вода (пары) 15-100 Влажность, туманообразование

10Оксиды азота, углеводороды

- Смогообразование

В двигателях внутреннего сгорания ежегодно сжигаются сотни тысяч тонн моторного топлива. При этом с отработанными газами выбрасываются десятки тысяч тонн токсикантов.

К 60-м годам ХХ столетия вред, наносимый окружающей среде и человеку ОГ, стал ограничиваться законодательными актами. В Западной Европе действует законодательный документ ЕЭК ООН, в США в 1973 г. введен федеральный стандарт на ограничение дымности и газообразные выделения токсикантов с ОГ.

8.3. Основные пути снижения концентрации токсикантов в ОГ дизелей:

1. Оптимизация энергетического состояния воздушного заряда.2. Улучшение экономических и экологических характеристик дизеля путем

повышения давления впрыска топлива.3. Улучшение качества топлива для судовых дизелей, разработка присадок к

топливу, повышающих цетановое число компаундированного дизельного топлива, интенсифицирующих процесс окисления, воспламенения.

4. Задержка воспламенения топлива и влияние её на полноту сгорания и состав ОГ дизелей.

5. Улучшение показателей смесеобразования дизельного топлива с воздухом.6. Снижение уровня токсичности ОГ за счет ввода воды в дизельное топливо.7. Впрыск метанола непосредственно в камеру сгорания дизельного топлива.8. Снижение уровня токсичности ОГ с помощью каталитических

нейтрализаторов.9. Улучшение качества топлива для судовых дизелей, разработка присадок к

топливу, повышающих цетановое число компаундированного дизельного топлива, интенсифицирующих процесс окисления, воспламенения.

10.Задержка воспламенения топлива и влияние её на полноту сгорания и состав ОГ дизелей.

11.Улучшение показателей смесеобразования дизельного топлива с воздухом.

Вопросы для самопроверки1. Проблемы загрязнения атмосферы

114

2. Пути снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха3. Основные пути снижения концентрации токсикантов в ОГ дизелей

115

ЛЕКЦИЯ 9АБСОЛЮТНЫЙ И ПРЕДОТВРАЩЕННЫЙ УЩЕРБ, НАНОСИМЫЙ

ВОЗДУШНОМУ БАССЕЙНУ

План лекции9.1. Концепция устойчивого развития современного общества9.2. Математическая модель устойчивости общества9.3. Снижение ущерба окружающей среде

Рекомендуемая литература: 1, 3, 15, 20, 21,22, 24

9.1. Концепция устойчивого развития современного общества

История человеческого развития включает три основные фазы: первобытнообщинная, аграрная, индустриальная. На всех этапах эволюции общества антропогенная деятельность являлась ущербной для окружающей среды, но только в ХХ столетии результаты антропогенной деятельности стали трансформироваться в глобальные экологические кризисы.

Эволюция развития общества представлена на рисунке 22

УРО – устойчивое развитие общества;МУРО – малоустойчивое;НРО – неустойчивое

Рисунок 25 – Эволюция развития общества

4-12 в. н.э.

18-21 в.

Циви-лиза-ция

I УРО II МУРО III НРО

2-4 млн. лет до н.э.Век

116

9.2. Математическая модель устойчивости общества.

Планета получает энергию двух видов:1. Прямую и преобразованную энергию Солнца – вечная энергия (Эс);2. Энергию природно-ресурсных потенциалов – возобновимых и

невозобновимых источников энергии (Эпрп).Суммарное значение поступающей на планету энергии составляет:

. (35)

В результате природных биогеохимических процессов, протекающих в естественных условиях планеты, выделяется энергия Эбгхп. В процессе антропогенной деятельности техногенные системы выделяют энергию Этехн.

Суммарное значение выделяемой планетой в окружающую среду энергии составляет:

. (36)

Баланс поступающей на планету энергии и выделяемой планетой энергии можно определить по уравнению:

, (37)

где τ – время, с, час.к – значение остаточной энергии, MДж/с.

В зависимости от значения остаточной энергии (к) можно характеризировать фазу устойчивости общества.

Если:к > 0 – общество устойчивого развития;к = 0 – общество малоустойчивого развития;к < 0 – общество неустойчивого развития.В целом планета характеризуется третьим неравенством, как

неустойчивое развитие. Отдельные экологически благополучные конкурентоспособные промышленно-развитые страны характеризуются вторым равенством, как малоустойчивое развитие.

Концепция устойчивого развития общества сформировалась 17 лет тому назад и является в настоящее время наиболее распространенной моделью перспективного развития мирового сообщества. Идея устойчивого развития, как единственная реальная альтернатива нарастанию кризисных явлений, начинает приобретать официальный статус. Создана комиссия ООН по устойчивому развитию (ЮНКУР) (24-26 февраля 1993 г.). В июле 1993 года Президент США Б. Клинтон объявил о создании Президентского Совета по устойчивому развитию.

В 1994 г. сформирован Президентский Совет по устойчивому развитию РФ. Президентский Совет включает две автономные группы:

117

1) группа разработки перспективных программ развития РФ на перспективу от 1 до 20 лет; касающиеся социально-экономических, экологических и технических аспектов устойчивого развития РФ;

2) группа проектирования отдаленного будущего РФ на перспективу более 20 лет, работающих в области междисциплинарных глобальных исследований. Задача группы заключается в генерировании и обосновании круга кардинальных идей, на основе которых будет разрабатываться концептуальное видение устойчивого будущего РФ.

Из учения академика Вернадского следует, что для выживания человечества и устойчивого развития биосфера должна трансформироваться в ноосферу – энергию разума человечества.

Биосфера – представляет собой оболочку жизни – область существования живого вещества, включает как область распространения живого вещества, так и само это вещество. Биосфера – результат развития живого вещества как планетарного явления.

Комиссия ООН по окружающей среде характеризует устойчивое общество как общество, отвечающее следующим основным критериям:

1) рациональное удовлетворение потребностей современного общества, основанное на концепции сохранения природных ресурсов и экосистем для удовлетворения насущных потребностей будущих поколений;

2) экологизация техногенных систем;3) практическая реализация малоотходных, ресурсосберегающих

технологий;4) снижение уровня загрязнения окружающей среды с целью сохранения

природной очистительной способности экосистем, нейтрализация отходов антропогенной деятельности;

5) ноосферный подход к проблеме демографического взрыва популяции Земли;

6) неформальное сплошное экологическое образование в системе семья – школа – техникум, колледж – институт, академия – университет.

Сама постановка вопроса об устойчивом развитии появилась в результате осознания мировым сообществом ограниченности ресурсов Земли и слишком высоких темпов их расходования. Стал виден край обрыва, к которому стремительно приближается человеческая цивилизация.

Проблема устойчивого развития имеет, несомненно, экологические корни, но в её рамках предусматривается широкий круг вопросов социально-экономического, политического, правового и нравственного порядка. Экология предъявляет свои законные требования не только к производительным технологиям, но и к основам социального устройства, стилю жизни и поведения, ценностям и мировоззренческим установкам. Экологизация материального производства невозможна без экологизации духовного производства. Экологические требования вынуждают нас перестроить всю систему жизнеобеспечения, а также науку, образование и воспитание. Появляются высшие учебные заведения, ориентированные на подготовку специалистов экологического профиля. Формируются такие дисциплины, как

118

экономика природопользования и социальная экология, экологическое право и экологическая этика, политическая экология и экологическая философия.

Концепция устойчивого развития должна создаваться как некая социально-философская система, уходящая своими корнями в экологическое мировоззрение. Это, в частности, означает, что требование социальной справедливости как фактора устойчивости, на котором часто сосредотачивают свое внимание политические лидеры, ничего не стоит, если оно не покоится на фундаментальных положениях экологической этики. Попытка вывести бедные страны на уровень развитых стран мировым сообществом признана неприемлемой именно по экологическим соображениям.

Наступающая экологическая катастрофа диктует необходимость сближения интересов народов мира и сотрудничества их правительств по всем политическим, экономическим, культурным и военным вопросам. «Спасти мир в рамках существующей капиталистической модели развития невозможно», считает академик Коптюг В.А. Страны Запада стремятся все более повышать уровень потребления населения, следовательно, наращивать промышленное производство, что влечет за собой дальнейшее загрязнение водного и воздушного бассейнов, почвы. В то же время страны «третьего мира» не стоят на месте. Они также стремятся к росту потребления товаров, соответственно, к увеличению выбросов отходов антропогенной деятельности, хотя и в меньших количествах, чем страны Запада. Эта бесконечная гонка будет вестись до тех пор, пока не будут приняты кардинальные меры, революционно преобразующие мир. Ждать решения задачи массового переселения на другие планеты, даже если это реально по техническим возможностям, нам не позволяет время. Ведь каждый день погибает до 100 разновидностей растительного и животного мира. Каждый день создаётся 200 новых неизвестных органических и неорганических соединений. Если учесть, что растениями поглощается только 10 % диоксида углерода (СО2), выбрасываемого в атмосферу, а каждую минуту бесследно исчезают от вырубки 20 га лесов, то эти данные могут стать роковыми для человеческой цивилизации («парниковый» эффект, кислородный дефицит, деградация озонового слоя).

Наука сильна, но не всесильна, особенно в борьбе за общепланетарную экологию.

Основные пути перехода к устойчивому развитию общества:1) разработка альтернативных источников энергии, топлива, материалов,

сырья;2) разработка малоотходных, ресурсосберегающих технологий;3) разработка безотходных технологий;4) утилизация и рециклизация отходов промышленности;5) разработка нормативно-правовых актов на международном уровне о

регулировании социально-экономических и экологических проблем;6) экологизация техногенных систем;7) увеличение доли использования сырья возобновимого характера в сравнении

с невозобновимым;

119

8) стабилизация численности населения планеты;9) постоянный мониторинг окружающей среды;10)международное и государственное стимулирование экологически безопасных

техногенных систем, утилизация отходов;11)непрерывное экологическое образование.

9.3. Снижение ущерба окружающей среде

Снижение ущерба окружающей среде может быть достигнуто как за счет ресурсосберегающих, мало- и безотходных технологий, так и за счет эффективных способов очистки, утилизации и рециклизации отходов антропогенной деятельности.

Предотвращенный ущерб, грн./год (рис. 26):

; .(38

)

.(39

)

,(40

)

где У , У , У – соответственно, абсолютный ущерб за разные периоды времени, грн./год.

Ущерб, грн./год

τ1 τ2 τ3 Время ()

Рисунок 26 – Изменение предотвращенного ущерба от времени

Безотходные технологические процессыОснову безотходного производства составляют организованный и

сознательно регулируемый человеком кругооборот сырья, продукции, вторичных материальных ресурсов и отходов. Безотходным производством является такое производство, в котором все исходное сырье полностью перерабатывается в целевую продукцию, либо отходы предшествующего производства перерабатываются в целевую продукцию во втором (рис. 27).

У1

У2

У3

С

В

А

3

2

П

2

1

П

120

П

Э

В3

С

ВА

К

II

I (трад.)

М

Q

ЦП

III

ЦП М

М

ЦП

V

Q

121

Q

очистка

ГО

СВ

ТО

122

П1

П3

П2

Рисунок 27 – Принципиальная схема безотходной технологической линии

Оптимизация ресурсосберегающей химико-технологической схемы:

123

1. , (41)

2. , (42)

3. , (43)

где Q – произведенная продукция, т/год;M – отходы, усл. т/год;Э – удельный расход электроэнергии, МДж/т.Оптимальная область техногенных систем может быть интерпретирована

следующим образом (рис. 28)

Рисунок 28 – Оптимизация техногенных систем

9.4. Расчёт предотвращённого ущерба от выхлопных газов судновых энергетичных установок [26]

В результате антропогенной деятельности в промышленности, транспорте, сельском хозяйстве, военно-промышленном комплексе наносится вред окружающей среде, обусловленный выделением (эмиссией) вредных токсичных компонентов, тепла, электромагнитных полей, ионизирующих излучений, шума, вибрации, биологических токсикантов, тяжелых металлов, минеральных удобрений, моющих и поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов. В результате совокупного действия этих выделений на окружающую среду нарушается один из основных законов экологии - принцип взаимосвязи, взаимодействия человека с окружающей средой, которая приводит к вреду. Ущерб проявляется в сокращении плодородных земель и лесных массивов, загрязнении водного и воздушного бассейна, литосферы и фауны, эрозии почвы, создании условий для "парникового" эффекта планеты,

Q, Т/год М, Усл. т/год Э, МДж/Т

Qmах

Еmin

оптимальнаяобласть

0

Q

Э

М

124

Время ( )

уничтожении защитного озонового слоя, повышении уровня заболеваний человека и снижение его иммунной системы.

Ущерб, наносимый окружающей среде, распределяется следующим образом между оболочками Земли:

- воздушный бассейн 70%;- водный бассейн 20%;- литосфера 10%.Абсолютный ущерб может быть рассчитан в зависимости от вклада

вредных веществ рассматриваемого объекта антропогенной деятельности по эмпирическим и теоретическим моделям. Абсолютный ущерб выражается в грн./год.

Предотвращенный ущерб, Пі,, грн./год, определяется по формуле:

τі+1

Пі = Yτі - Yτі+1 (44)τі

где Yτі и Yτі+1 - величина абсолютного ущерба, который возникает в разное время:

τі - до ведения природоохранных мероприятий;τі+1 - после ведения новых природоохранных мероприятий.Для снижения уровня деградации окружающего среды необходимо,

чтобы совокупная величина абсолютного ущерба стремилась к нулю, а величина предотвращенного ущерба была максимальной.

В результате сжигания углеводного топлива в двигателях транспортных средств (ДТС) формируются выхлопные газы, которые содержат более 250 наименований токсикантов, основные из которых диоксид углерода, оксид углевода, сажа, тяжелые металлы, оксиды серы и азота. На долю выхлопных газов приходится более 60% основных загрязнителей воздушного бассейна. При сжигании топлива в ДТС на выхлопе формируется аэрозоль - бидисперсная структура в системах "пары - воздух", " пыль - воздух", то есть пары жидкой фазы или пыль, которые растворяются в воздухе (тяжелые металлы, сажа).

Основные виды топлива, которые используются в ДТС:1) бензин;2) дизельное топливо;3) ракетное топливо (керосин);4) мазут.Бензины делятся на:• этилированые, которые содержат соединения свинца

(тетраэтилсвинец) для повышения октанового числа;• дизельное топливо, которое не содержит в своем составе

соединений свинца.

125

Этилированые бензины относят к категории высокотоксичных, поскольку в выхлопных газах содержатся, кроме основных загрязнителей, опасные токсиканты - соединения свинца, а дизельное топливо - к малотоксичным. Приблизительный состав выхлопных газов, которые возникают при сжигании разных топлив, приведены в таблице 24.

Из анализа состава выхлопных газов, полученных при сжигании разных видов топлив в ДТС, делаем вывод, что наименее вредным по уровню токсичности является дизельное топливо, далее - дизельное топливо и высокотоксичный - этиловый бензин. Но, этот вывод нуждается в детальном расчетах и его анализе. Полностью перевезти ДТС на дизельное топливо невозможно, поскольку из нефти за действующими ныне технологиями ее переработки невозможно получить 100% дизельного топлива, выход дизельного топлива из нефти находится в пределах 25-35%.

Таблица 24 – Выбросы вредных компонентов выхлопных газов

Компоненти Вихлопні гази, г/кг паливаБензин Дизельне паливо

Оксид вуглецю 370 23Оксиди азоту 21 41Оксиди сірки 1,5 6Вуглеводні 30 11Тверді частинки (сажа) 1,5 8Сполуки свинцю этилований 0,01 0

дизельне паливо 0

П - топливо,Пв - воздух ,ППС - топливо воздушная смесь,Q - тепло, которое выделяется при сжигании топлива,А - работа;ВГ - выхлопные газы,Аер - аэрозоль ВГ,СВ - соединения свинца,н/б - дизельное топливо,е/б - этилированый бензин,ТІ - тепловой импульс,КН - каталитический нейтрализатор.

Рисунок 29 - Принципиальная схема работы ДТС и получение выхлопных газов.

126

Для улучшения расчетов в случае использования дизельного топлива бензина принимается, что выхлопной газ содержит аэрозоль, а в случае этилированого бензина ВГ содержат аэрозоль и соединения свинца.

Аэрозоли - это дисперсные системы, которые состоят из мелких твердых или жидких частичек, взвешенных в газовой сфере, в основном в воздухе. Аэрозоли, дисперсная фаза которых состоит из жидкости, называют туманами, а в случае твердой дисперсной фазы - дымами.

Абсолютная ущерб, что наносится выхлопными газами ДТС, Y, грн./год, определяется по формуле:

Y=γ*σ*f*M, (45)

где γ - константа, числовое значение которой равняется 48 грн. за условную тону выбросов, грн./ум.т;

σ - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха на разных территориях. На территории промышленных предприятий σ=4;

f - поправка, которая учитывает характер рассеяния массы в атмосфере. При скорости оседания массы со скоростью меньше 1 см/с, определяется по формуле:

f =[100/(100+φ*h)]*[4/(1+υ)], (46)

где h -геометрическая высота устья источника, которая равняется 0,6 м;υ - среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгеру, в

основном равняется 3 м/с;φ - безмерная правка на тепловой подъем факела выброса в атмосфере,

определяется по формуле:

φ=1+∆T/75, (47)

где ∆T – среднегодовая разность температур в устье источника и в атмосфере,°C.M -масса годового выброса вредных компонентов выхлопных газов,

которая поступает в атмосферный бассейн, т/год, определяется по формуле:

NM=∑Аi*mi (48)

i=1

где Аi - безмерный показатель относительной опасности вредного компонента і-го вида;N - число компонентов выхлопного газа;mі - масса выброса вредного компонента і-го вида, т/год.

127

В зависимости от рассматриваемых вариантов на этилированом или дизельном топливе находим, соответственно, абсолютные величины ущерба Yе/б и Yн/б.

Далее находим предотвращенный ущерб, П, грн./год, полученное в результате перехода на менее токсичное топливо - дизельное топливо, по формуле:

П=Yе/б–Yн/б (49)

и удельный предотвращенный ущерб, грн./т, по формуле:

ППИТ.= П/Q, (50)где Q -масса использованного топлива, т/год.

Масса выбросов загрязнений, т/год, при работе ДТС на этилированом бензине определяется по формуле:

Ме/б= Q(Ссв*Асв*α+ Саер*Ае/б) (51)

Абсолютный ущерб, грн./год, при работе ДТС на этилированом бензине определяется по формуле:

Yе/б=γ*σ*f*Mе/б (52)

Масса выбросов загрязнений Мн/б, т/год, при работе ДТС на дизельном топливе определяется по формуле:

Мн/б= Q*Саер*Ан/б (53)

Абсолютный ущерб, грн./год, при работе ДТС на дизельном топливе определяется по формуле:

Yн/б=γ*σ*f*Mн/б (54)

Величина предотвращенного ущерба, грн./год, определяется по формуле:

П=Yе/б–Yн/б (55)

Величина удельного предотвращенного ущерба, грн./т, определяется по формуле:

ППИТ.= П/Q, (56)

Вопросы для самопроверки.

1. Назовите этапы эволюции общества.

128

2. Определение биосферы.3. Назовите и охарактеризуйте устойчивое общество согласно концепции

ООН.4. В чем проявляется пагубность идеологии современного общества на

устойчивое его развитие.5. Назовите основные пути перехода и направления к устойчивому

развитию общества.6. Охарактеризуйте основные пути перехода к устойчивому развитию

общества.7. Что такое ущерб, предотвращенный ущерб окружающей среде.8. Понятие о безотходных технологических процессах.9. Что может спасти нашу цивилизацию?

129

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Леонов В.Е, Ходаковский В.Ф., Куликова Л.Б. Основы экологии и охрана окружающей среды: Монография. / Под редакцией д.т.н., профессора В.Е. Леонова. – Херсон: Издательство Херсонского государственного морского института, 2010. – 352 с.: рос. мовою.

2. Дмитриев В.И., Леонов В.Е., Химич П.Г., Ходаковский В.Ф, Куликова Л.Б. Обеспечение безопасности плавания судов и предотвращение загрязнения окружащей среды. Монография / под ред. В.И. Дмитриева, В.Е. Леонова. – Херсон: ХГМА, 2012. – 397 с.: рос. мовою.

3. Леонов В.Е., Соляков О.В., Химич П.Г., Ходаковский В.Ф. Обеспечение экологической безопасности судоходства. Монография. / Под ред. д.т.н., профессора Леонова В.Е. – Херсон: Видавництво ХДМА, 2014. – 188 с.: рос. мовою.

4. Лєонов В.Є. Конспект лекцій «Запобігання забрудненню морського середовища». – Херсон: ХГМА, 2014. – 74 с.

5. Леонов В.Е., Шерстюк В.Г., Бень А.П. Технологія очищення стічних вод з метою захисту гідросфери. Монографія. / За редакцїєю д.т.н., професора Леонова В.Є. – Херсон: ПП Вишемирський В.С., 2008. – 175 с.

6. Леонов В.Е. Теоретические основы защиты окружающей среды: Учебное пособие. Гриф УМО Министерства образования РФ. Новосибирск: НГАВТ, 2003. – 178 с.

7. Леонов В.Е. Технология очистки сточных вод. Учебное пособие. Гриф УМО вузов РФ, Направление «Безопасность жизнедеятельности» – Новосибирск: НГА

8. ВТ, 2001, – 116 с.9. Леонов В.Е. Экология: Учебное пособие. – Новосибирск: НГАВТ, 1999, –

133 с.10. Тихонов А.И. Экология. Курс лекций. - Иваново: ИГЭУ, 2002. - 207с.11. Конвенция Организации Объединенных наций. Принята 30 апреля 1982 г.

на одиннадцатой сессии III Конференции ООН поморскому праву// АУСОМ.7.62/122. -7.10.1982 г.;СЗ РФ. -1997. - №48. - Ст. 5493

12. Вылегжанин А.Н. Управление морскими живыми ресурсами: международно-правовая практика США// Государство и право. -2007. - № 4

13. Выленжанин А.Н., Зиланов В.К. Международно-правовые основы управления морскими живыми ресурсами. Теория и документы. - М., 2000.

14. Данилец А.В. Правовые основы охраны экологии морской среды. Краткии очерк.// Морской флот № 4 2007

15. Каленченко М.М. Проблемы организации территориальных мер охраны морской среды в пределах юрисдикции РФ // Актуальные проблемы юридических наук: Сб. статей III Всероссийской науч.-практ. конференции (Пенза, сентябрь 2007 г.) / Ред. Н.Б. Барановой, Л.В. Федосеевой. Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - С. 146 - 149.

130

16. Жаркова О.А. Международно-правовая защита морской среды от эксплуатационного загрязнения с судов (вопросы юрисдикции): Автореф. дис. канд. юрид. наук. - М., 2009.

17. Соколова Н.А. Правовое регулирование как средство решения международных экологических проблем// СибЮрВесник. - 2007. - № 1

18. Чичварин В.А. Некоторые вопросы теории международно-правовой охраны морской среды и ее ресурсов//Рыбное хозяйство. Серия «Мировое рыболовство». -1973. - Выпуск I.

19. Зайцев Ю.П. Введение в экологию Черного моря. Одесса. Изд-во "Эвен". 2006. 224 с.

20. Биотический механизм самоочищения пресных и морских вод. М.: МАКС-Пресс. 2004.

21. Маркина Ж.В., Айздайчер Н.А. Dunaliella salina (Chlorophyta) как тест-объект для оценки загрязнения морской среды детергентами // Биология моря, 31 (2005), 4 (июль), 274-279.

22. Введение в проблемы биохимической экологии. М.: Наука. 1990. 288 с. ISBN 5-02-004062-2.

23. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир. 1997. 232 с.24. Богачук О.В. Екологія: Опорний конспект лекцій. – Херсон: МУБіП, 2005.

– 62 с.25. Тихонов А.И. Проблемы экологии с позиций холизма. Курс лекций. -

Иваново: ИГЭУ, 2002. - 184с.26. Одум Ю. Экология: В 2-х т. Пер. с англ. - М.: Мир, 1986.- 376 с.27. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) -

М.: Россия Молодая, 1994. - 367 с.28. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учеб. пособие для студентов

вузов и учителей. - М.: Агар, 1997. - 87 с.29. Кормилицин В.И. Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии:

Учеб. пособие. - М.: МПУ, 1997. - 368 с.30. Горелов А. А. Экология: конспект лекций. Учеб. пособие. - М.: МПУ, 1999.

- 168 с.31. MARPOL consolidated edition 2006/ INTERNATIONAL MARITIME

ORGANIZATION/ London, 2006.32. Леонов В.Е. Экология. Учебное пособие. Новосибирск: НГАВТ, 1999. –

133 с.33. Леонов В.Е. Методические указания к выполнению лабораторной работы

«Расчет предотвращенного ущерба от выхлопных газов двигателей транспортных средств воздушному бассейну». – Новосибирск: НГАВТ, 1999. – 14 с.

131

Професор

Лєонов Валерій Євгенович

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни

«Екологія та охорона навколишнього середовища»

Відповідальний за випуск Р.Є. Врублевський

Технічний редактор

Друк. Фальцювально-палітурні роботи

Формат60Х84/16. Папір офсетний.

Ум. Друк. Арк. 7,5

Тираж 50 прим.

Видавець і виготовлювач Херсонська державна морська академія

Просп.. Ушакова, 20, м.Херсон, 73000 тел.(0552)44-25-24

Свідоцтво про внесення суб*екта видавничої

Справи до Державного реєстру

ДК №4319 від 10.05.2012

132