ГлавнаяОптимизацияПринцип оптимизации природопользования

I принцип - системный подход к проблемам природопользования. Принцип оптимизации природопользования


I принцип - системный подход к проблемам природопользования.

Природа как объект деятельности человека, представляет собой чрезвычайно сложную систему. В общем случае, под системой понимается множество элементов, находящихся во взаимосвязи друг с другом в совокупности образующих определённую целостность и единство.

Любая система связана с окружающей средой, любую систему можно представить как элемент системы более высокого уровня или как совокупность систем более низкого уровня.

Биологическая система – это выполняющая некоторую функцию структура, которая взаимодействует с окружающей средой и другими системами как единое целое, состоит из подсистем более низкого уровня, непрерывно приспособительно перестраивает свою деятельность по каналам обратной связи и проявляет свойство самоорганизации.

Системный подход предусматривает комплексную оценку воздействия промышленно-технической деятельности общества на природу с обязательным прогнозированием реакции природы на это воздействие.

II принцип - принцип оптимизации биосферы.

При оптимизации биосферы главным вопросом является выявление комплексных критериев оптимизации. В общем случае, оптимизация как функция управления должна стремиться к тому, чтобы научно-техническое развитие не вывело биосферу за рамки экологической ниши человека.

III принцип - оптимизация природопользования.

Оптимизация природопользования – это принятие наиболее целесообразных решений при использовании ресурсов и природных систем.

IV принцип - темпы роста производства должны опережать темпы роста добычи сырья.

V принцип - Гармонизация отношений природы и техники.

Эта проблема решается путём создания так называемых геотехнических или природно-технических систем.

Геотехническая система – это совокупность технических устройств и взаимодействующих с ними элементов природной среды, которые в ходе совместного функционирования обеспечивают с одной стороны – высокие производственные и прочие целевые показатели, а с другой стороны поддерживают в зоне своего влияния благоприятную экологическую обстановку.

Схема взаимодействия производства и природной среды в условиях геотехнической системы:

Блок управления

И то и другое воздействие является раскачивающе дестабилизирующим, т.е. обратная связь положительна. Для компенсации в геотехническую систему вводят блок управления. Блок управления по каналам мониторинга собирает информацию о производстве и природной среде, а затем по каналам отрицательной обратной связи осуществляет стабилизирующее воздействие.

VI принцип – экологизация производства.

Экологизация производства – это уподобление производственных процессов, т.е. ресурсных циклов, естественным замкнутым круговоротом веществ.

Это достигается за счёт внедрения малоотходных замкнутых энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий.

Создание ресурсо- и энергосберегающих производств.

Существуют следующие пути создания таких производств:

  1. Комплексная переработка сырья (к экзамену примеры)

  2. Разработка новых эффективных технологических процессов (к экзамену примеры)

  3. Применение нетрадиционных видов энергии

  4. Создание бессточных и замкнутых систем водоснабжения

Схема оборотного водоснабжения предприятия:

Qи – количество воды, забираемое из источника водоснабжения.

Qсб – количество воды, сбрасываемое предприятием.

Qоб – количество оборотной воды.

Для оценки эффективности оборотных систем водоснабжения используются следующие параметры:

Процент оборота воды:

Коэффициент использования воды:

  1. Рекуперация отходов – это улавливание и переработка ценных веществ, находящихся в отходах (к экзамену примеры)

Л11Основные направления охраны окружающей природной среды от промышленных выбросов. Очистка воздуха и воды.

  1. Очистка газов от пыли.

Многие современные технологические процессы связаны с дроблением и измельчением твёрдых веществ или с перевозкой сыпучих материалов. Во всех этих случаях образуются пылевые частицы. В связи с тем, что суммарная площадь поверхности образовавшихся частиц существенно больше, чем площадь поверхности исходного твердого материала, пылевые частицы чрезвычайно химически и биологически активны и, следовательно, чрезвычайно вредны.

Пылевые частицы имеют разную форму, и их размер принято характеризовать параметром, называемым «седиментационный диаметр». Это диаметр частицы, имеющей форму шара, скорость осаждения и плотность которой равна скорости осаждения и плотности исходной частицы.

Работа пылеулавливающих аппаратов основана на следующих механизмах осаждения частиц:

  1. Гравитационное осаждение под действием силы тяжести

  2. Инерционное осаждение

  3. Центробежное осаждение

  4. Диффузионное осаждение

  5. Электрическое осаждение

В большинстве аппаратов используются смешанные механизмы осаждения частиц.

Классификация конструкций аппаратов для пылеулавливания.

  1. Гравитационные

  2. Инерционные

  3. Центробежные

  4. Волокнистые фильтры

  5. Зернистые фильтры

  6. Тканевые фильтры

  7. Капельные

  8. Плёночные

  9. Барботажные

  10. Сухие горизонтальные

  11. Сухие вертикальные

  12. Мокрые

Барботаж – продувка газа сквозь слой жидкости.

Основным критерием выбора того или иного аппарата является степень очистки: , гдеисоответственно концентрация пыли до и после работы аппарата.

Степень очистки зависит от свойств пыли и параметров газопылевого потока. В процессе пылеулавливания важны следующие физико-химические характеристики пыли:

  1. Плотность пыли

  2. Фракционный состав, т.е. распределение пыли по размерам.

  3. Смачиваемость пыли

  4. Электрическая заряженность пылевых частиц

  5. Адгезионные свойства, т.е. способность пыли к слипанию

Слипаемость пыли тем больше, чем больше влажность пыли и меньше её размер.

Чем больше слипаемость пыли, тем больше вероятность её осаждения в газоходах и непредназначенных для этого элементов пылеуловителей.

На степень очистки влияют следующие характеристики и параметры газопылевого потока:

  1. Объёмный расход или скорость газопылевого потока

  2. Влажность газопылевой смеси

  3. Температура газопылевой смеси

  4. Наличие горючих и взрывоопасных примесей

Гравитационные аппараты.

В этих аппаратах пыль осаждается под действием силы тяжести. Простейшим гравитационным аппаратом является пылеосадительная камера.

Двухсекционная горизонтальная пылеосадительная камера:

Гравитационные аппараты имеют следующие преимущества:

  1. Простота конструкции

  2. Низкая стоимость

  3. Малые эксплуатационные расходы

  4. Малая скорость движения газа через аппарат и, следовательно:

  1. малый необходимый перепад давления между входом и выходом аппарата и малые энергетические расходы

  2. Возможность улавливания твёрдых абразивных частиц

Недостатки гравитационных аппаратов:

  1. Большие габариты

  2. Малая эффективность очистки

Более сложным гравитационным аппаратом является камера Говарда:

Инерционные пылеуловители.

Эффективность очистки может быть повышена, а габариты аппаратов уменьшены, если вдобавок к эффекту гравитационного осаждения придать частицам дополнительный импульс движения вниз.

Действие инерционных аппаратов основано на резком изменении направления движения газопылевого потока.

При этом, более тяжёлые пылевые частицы вследствие большей инерции будут сохранять первоначальные направления движения и попадать в пылесборник, а более лёгкие молекулы газа будут легко изменять направление движения и выходить из аппарата.

Инерционный пылеуловитель:

Существенно более сложным инерционным аппаратом является жалюзийный пылеотделитель:

Центробежные пылеулавливающие аппараты.

Центробежные пылеуловители или циклоны – это пылеулавливающие системы, в которых твёрдые частицы удаляются из закрученного газового потока под действием центробежных сил.

Циклоны достаточно просты по конструкции и имеют небольшие эксплуатационные расходы. В связи с тем, что центробежная сила, действующая на пылевые частицы больше чем гравитационная сила или сила инерции, габариты центробежных аппаратов меньше, а эффективность выше, чем у гравитационных или инерционных аппаратов.

Однако, для центробежных аппаратов требуется большая скорость движения газопылевой смеси через аппарат и, следовательно, больший перепад давлений между входом и выходом аппарата и большие энергетические расходы, кроме того, если в газе присутствуют твёрдые абразивные частицы, то из-за их большой скорости перед центробежным аппаратом необходимо ставить гравитационный или инерционный аппарат .Схема циклона:

Газ поступает на очистку через трубу 1, по касательной к внутренней поверхности корпуса 2 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 3.

Под действием центробежных сил пылевые частицы отбрасываются к внутренней поверхности корпуса, тормозятся и образуют на стенках пылевой слой 5, который постепенно стекает в бункер.

В связи с тем, что бункер герметичен, газовой поток совершает в нем поворот на 1800 , образует вихрь и очищенный газ выходит через трубу 4.

Для очистки больших объемов газа применяются т.н. батарейные циклоны, которые состоят из большого числа параллельно установленных единичных циклонов, конструктивно объединенных в один корпус и имеющих общий подвод и отвод газа..

Второй вариант центробежного пылеуловителя – это так называемый ротационный пылеуловитель. Он более компактен, чем циклон, т.к. вентилятор и пылеуловитель объединены в одном корпусе.

Пылеуловитель ротационного типа:

Вентиляторное колесо 1. Загрязнённый газ подаётся перпендикулярно плоскости рисунка. При работе вентиляторного колеса пылевые частицы за счёт центробежных сил отбрасываются к стенкам спиралеобразного корпуса 2 и движутся вдоль них к выходному отверстию 3, откуда попадают в специальный бункер. Очищенный газ выходит через выхлопную трубу 4.

Электрические аппараты для очистки газа от пыли.

Процесс очистки в этих аппаратах основан на ударной ионизации молекул газа в зоне коронирующего электрического разряда. Затем, при столкновении происходит передача заряда от ионов газа к частицам пыли, а уже заряженные пылевые частицы оседают на электродах аппарата.

Цилиндрический вертикальный электрофильтр:

1- центральный коронирующий электрод

2- цилиндрический осадительный электрод

Пыль из аппарата удаляется механическим встряхиванием.

Фильтрующие аппараты.

Процесс фильтрации заключается в задержке частиц примеси перед пористой перегородкой

Фильтрующий аппарат для очистки воздуха от мучной пыли.

Схема процесса фильтрации:

Фильтр состоит из корпуса 1, разделенного на 2 части пористой перегородкой или фильтроэлементом 2. В фильтр поступает загрязненный газ, частицы пыли осаждаются на передней части фильтроэлемента и в его порах, образуя слой 3, который для новых частиц становится частью фильтрующей перегородки.

Л12Мокрые аппараты для пылеочистки.

Как мокрые, так и сухие аппараты имеют свои достоинства и свои недостатки.

Достоинства сухих аппаратов:

  1. Получение конечного продукта без дополнительной очистки

  2. Отсутствие коррозии

  3. Малый объём хранилища конечного продукта

  4. Длительный срок службы

Недостатки сухих аппаратов:

  1. Большие размеры

  2. Ремонт аппарата и удаление сухой пыли опасно для персонала

  3. Сухая пыль очень гигроскопична, легко впитывает воду и слёживается

Достоинства мокрых аппаратов:

  1. Одновременное улавливание пыли и вредных газов

  2. Охлаждение и промывка горячих газов

  3. Отсутствие опасности пожара или взрыва

  4. Малые габариты

Недостатки мокрых аппаратов:

  1. Возможность кристаллизации растворённых веществ

  2. Необходимость отстаивания или фильтрования твердых нерастворённых частиц

  3. Коррозия

  4. Возможность замерзания жидкости на холоде

Мокрые пылеулавливающие аппараты называют скрубберы.

Схема скруббера:

1-жидкость с пылью

2-форсунки для распыления жидкости

Очистка газов от газообразных загрязнений.

Все методы очистки газов от газообразных загрязнений делятся на три группы:

  1. Абсорбция – это поглощение газа в объёме твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего – жидкости.

  2. Адсорбция – это поглощение газа на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя.

  3. Термические методы.

Чистая абсорбция чаще всего проводится жидкими поглотителями и может осуществляться противоточно, когда газ и жидкость движутся в разных направлениях, и прямоточно, когда газ и жидкость движутся в одном направлении.

Движущей силой процесса является разность концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости.

Скорость переноса поглощаемого газа определяется:

  1. Свободной поверхностью абсорбента

  2. Движущей силой процесса

  3. Коэффициентом массы переноса

Площадь абсорбирующей поверхности зависит:

  1. От количества орошающей жидкости на единицу объёма газа

  2. От размера капель

  3. От конструкции абсорбера

Коэффициент массы переноса зависит:

  1. От скорости диффузии газовых молекул

  2. Толщины переходного слоя на поверхности жидкости

  3. Разности концентраций загрязняющего вещества в газе и жидкости

  4. От температуры

  5. От давления в системе

Хемосорбция отличается от чистой абсорбции тем, что после поглощения вредное вещество вступает в химическую реакцию с каким-либо реагентом и переводится в безвредное состояние.

Хемосорбция применяется для очистки газов от:

  1. Угарного газа

  2. Углекислого газа

  3. Оксидов серы

  4. Оксидов азота, аммиака

  5. Сероводорода

  6. Хлористого водорода

Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов разрушать и перерабатывать различные соединения: прежде всего органические соединения, а также соединения серы и азота.

Эти методы более всего применимы для очистки газов постоянного состава. При резком изменении состава газа микроорганизмы не успевают приспособиться и эффективность очистки падает.

Высокая эффективность газоочистки достигается при условии, что скорость биохимического окисления вредных веществ превышает скорость их поступления с газом.

Различают две группы аппаратов биохимической очистки:

  1. Биоскрубберы

  2. Биофильтры

Биоскрубберы – это абсорбционные аппараты, в которых газ орошается водным водной суспензией активного ила и вредные вещества разрушаются микроорганизмами присутствующими в активном иле.

В биофильтрах очищаемый газ пропускается через фильтрующий слой, который постоянно орошается водой для поддержки необходимой влажности.

Фильтрующим слоем служат природные или искусственные материалы, на которые наносится плёнка активного ила.

Адсорбция – это поглощение газов на поверхности твёрдого или жидкого поглотителя, чаще всего используются твёрдые пористые вещества.

Площадь поверхности адсорбента может быть очень велика и для некоторых веществ составляет несколько десятков квадратных метров на грамм вещества.

Поглощаемые вещества удерживаются в порах либо химическими силами (это химическая адсорбция) либо силами Ван-дер-Ваальса – это физическая адсорбция.

Газ адсорбируется в несколько стадий:

  1. Перенос молекулы газа к поверхности твёрдого тела

  2. Проникновение молекулы газа в поры твердого тела

  3. Собственно адсорбция, т.е. удержание молекулы газа.

Лимитирующей для процесса является самая медленная из этих трёх стадий.

Движущей силой процесса является градиент концентрации загрязняющего вещества в газе и на поверхности поглотителя.

С ростом концентрации этого вещества на поверхности, градиент концентрации уменьшается и преобладающим процессом становится равновесный обмен молекулами.

Адсорбция рекомендуется для газа с невысокими концентрациями загрязняющих компонентов.

Поглощённые вещества удаляются из спор продувкой инертным газом, паром или термической десорбцией при нагревании.

Достоинствами этого метода являются:

  1. Очень высокая степень очистки

  2. Отсутствие жидкостей и следовательно:

а) Газы не охлаждаются

б) Нет необходимости в насосах и энергии на перекачку

Недостатками этого метода являются:

  1. Очищаются только сухие и незапылённые газы

  2. Скорость движения газа через аппарат очень мала

Термические методы.

Основаны на способности горючих токсичных компонентов окисляться до менее токсичных при высокой температуре.

Преимущества этой группы методов:

  1. Небольшие габариты установок

  2. Простота обслуживания

  3. Высокая эффективность обезвреживания

  4. Низкая стоимость очистки

Область применения метода ограничивается характером веществ, получающихся при окислении. Так, если газовая смесь содержит фосфор, серу или галогены, то после окисления получаются вещества более токсичные, чем исходные.

Различают три схемы термических методов:

  1. Прямое сжигание в пламени

  2. Термическое окисление

  3. Каталитическое окисление

Первая и вторая схемы осуществляются при температуре 600С0-800С0, а третья схема при температуре 250С0-400С0.

Выбор схемы определяется:

  1. Химическим составом загрязняющих веществ

  2. Концентрацией загрязняющих веществ

  3. Начальной температурой выброса

  4. Объёмным расходом газовой смеси

  5. ПДВ загрязняющих веществ.

studfiles.net

42. Принципы рационального природопользования: системности, оптимизации, территориальности, экологичности.

Принцип системного подхода предусматривает комплексную всестороннюю оценку воздействия производства на среду и ее ответных реакций. К примеру, рациональное использование орошения повышает плодородие почвы, в то же время приводит к истощению водных ресурсов. Сбросы загрязнителей в водоемы оцениваются не только воздействием на биоту, но и определяют жизненный цикл водных объектов.

Принцип оптимизации природопользования заключается в принятии целесообразных решений об использовании природных ресурсов и природных систем на основе одновременного экологического и экономического подхода, прогноза развития различных отраслей и географических регионов. Разработка ископаемых имеет преимущество перед шахтной добычей по степени использования сырья, но приводит к утрате плодородия почв. Оптимальным при этом является сочетание открытых разработок с рекультивацией и восстановлением земель.

Территориальный принцип. Согласно ему управление природопользованием осуществляется областными, городскими, поселковыми, сельскими советами депутатов, а также исполкомами, которые несут ответственность за состояние окружающей среды на подведомственных территориях, за выполнением государственных экологическим программ и природоохранных мероприятий. Принцип комплексного использования природных ресурсов предусматривает создание территориально-производственных комплексов на базе имеющихся сырьевых и энергетических ресурсов, которые позволяют более полно использовать указанные ресурсы, снизив при этом техногенную нагрузку на среду. Они имеют специализацию, сконцентрированы на определенной территории, обладают единой производственной и социальной структурой и совместно способствуют охране природной среды.

Принцип гармонизации отношений природы и производства базируется на создании и эксплуатации природно-техногенных эколого-экономических систем, представляющих собой совокупность производств, обеспечивающих высокие производственные показатели. При этом обеспечивается поддержание благоприятной экологической обстановки, возможно сохранение и воспроизводство естественных ресурсов. Система имеет службу управления для своевременного выявления вредных воздействий и корректировки компонентов системы. К примеру, если обнаружено ухудшение состава окружающей среды вследствие производственной деятельности предприятия, служба управления принимает решение о приостановлении процесса или уменьшении объемов выбросов и сбросов. В таких системах предусматривается прогнозирование нежелательных ситуаций посредством мониторинга. Полученная информация анализируется руководителем предприятия, и принимаются необходимые технические меры по ликвидации или снижению загрязнения природной среды.

43. Методы рационального природопользования: технологические, организационно-правовые, экономические.

В управлении природопользованием используют различные методы воздействия на коллективы предприятий и организаций, отдельных работников и население страны. Среди них наиболее широко распространены административно-правовые, организационные, социально-психологические и экономические методы управления. Все эти методы в управлении природопользованием должны применяться комплексно, в системе, при приоритете экономических методов управления.

Административно-правовые методы управления заключаются в разработке и •издании правовых и административных актов, регулирующих организацию и управление в сфере природопользования, права и обязанности руководящих, работников, должностных лиц и населения страны по экономному использованию и воспроизводству природных ресурсов и обеспечению равновесия в природной среде. Административные акты имеют обязательную силу и непосредственно воздействуют на коллективы предприятий, организаций, отдельных работников и население данного района.

Особое место в системе рационального природопользования занимают организационные методы, охватывающие процессы подготовки, принятия и реализации решений, направленных на предотвращение и ликвидацию нарушений, загрязнений окружающей среды, организацию малоотходных и безотходных технологий при использовании природных ресурсов. Организационные методы обеспечивают распределение функций в сфере управления, поддержание технологической дисциплины, контроля, обобщения опыта, рационализации управления на основе достижений науки и техники.

Социально-психологические методы управления представляют собой систему средств социального и психологического воздействия на коллективы предприятий и организаций, отдельных работников и население данного района с целью обеспечения благоприятных природных условий проживания человека, снижения заболеваемости населения, увеличения продолжительности жизни людей и способности их к труду, сохранения эстетической ценности природных ландшафтов, заповедных зон и т.п.

Экономические методы управления природопользованием заключаются в широком использовании системы цен, тарифов, платежей, штрафов, премий, фондов экономического стимулирования, кредитов и т.п. Они призваны обеспечивать рациональное и комплексное использование минеральных и других ресурсов, охрану и воспроизводство окружающей природной среды. При использовании экономических методов отпадает необходимость принуждения коллективов и отдельных работников предприятий к снижению потерь полезных ископаемых при добыче и переработке, к восстановлению нарушенных земель, очистке сбрасываемых в водоемы вод и выбросов в атмосферу. Эти задачи решаются на основе использования системы экономического стимулирования рационального природопользования.

studfiles.net

Основные принципы рационального природопользования:

Природопользование в любой отрасли производства строится на ряде общих принципов.

С позиции системного подхода ни один природ­ный ресурс не может использоваться или охранять­ся независимо от других. Так, например, повышение плодородия почв за счет орошения с помощью оро­сительных систем может привести к истощению водных ресурсов, которое необходимо предвидеть и предупредить. Сбросы отходов в реку должны оцениваться не только по их воздействию на рыбу, но и на биохимию данного водного объекта, и на всю систему водообеспечения района, где протекает эта река, включая тот водоем или водоток, куда эта река впадает.

studfiles.net

8.Оптимизация природопользования

Оптимизация природопользования - это научно-техническое решение экологических проблем, обеспечивающее выход из экологически кризисных ситуаций и нормализацию взаимодействия общества и природы.

Под природопользованием понимают деятельность человеческого общества, направленную на удовлетворение своих потребностей путем использования природных ресурсов. Выделяют рациональное и нерациональное природопользование.

Нерациональное природопользование - это система природопользования, при которой в больших количествах и обычно не полностью используются наиболее легко доступные природные ресурсы, что приводит к быстрому истощению ресурсов. В этом случае производится большое количество отходов и сильно загрязняется окружающая среда.

Рациональное природопользование - это система природопользования, при которой достаточно полно используются добываемые природные ресурсы, обеспечивается восстановление возобновимых природных ресурсов, полно и многократно используются отходы производства, что позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды. Рациональное природопользование характерно для интенсивного хозяйства, то есть такого хозяйства, которое развивается на основе научно-технического прогресса и лучшей организации труда при высокой производительности труда. Примером рационального природопользования может быть безотходное производство или безотходный цикл производства, в котором полностью используются отходы, в результате чего снижается расход сырья и сводится к минимуму загрязнение окружающей среды.

Оптимизация природопользования включает ряд мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов: развитие ресурсосберегающих и экологических технологий; целенаправленное регулирование структуры геосистем и охрану части из них. Понятие оптимизация природопользования включает принятие наиболее целесообразных - оптимальных решений в использовании ресурсов и природных систем в общегосударственном стратегическом подходе и прогноза с учетом интересов различных отраслей производства и хозяйствования, как в текущий момент времени, так и с учетом ближайшего и отдаленного будущего. При этом оптимум находится в позиции экологоэкономического подхода, экологии человека и экологического мониторинга.

Важнейшим направлением оптимизации природопользования являются развитие ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологий, выпуск экологически чистой продукции, которое может быть реализовано различными способами. Самым оптимальным способом повышения эффективности использования сырьевых ресурсов и защиты окружающей среды является создание безотходных и малоотходных производств. Производство может использовать отходы, как собственного производственного процесса, так и отходы других производств; таким образом, в безотходный цикл может быть включено несколько предприятий одной или разных отраслей. Одним из видов безотходного производства - является многократное использование в технологическом процессе воды, взятой из рек, озер; использованная вода очищается и вновь участвует в производственном процессе. Утилизация и использование отходов производства продолжают оставаться одной из серьезных проблем на предприятиях цветной металлургии. Наиболее простой, доступный и весьма эффективный, не требующий капитальных затрат и нового строительства - повышение культуры и уровня эксплуатации существующих производств. Анализ работы однотипных производств показал, что повышение культуры эксплуатации, использовании лучших технических решений, увеличение стабильности работы позволяют без особых изменений технологических процессов уменьшить расход материальных ресурсов на 5 - 15%

- снизить энергозатраты на 10 - 30%

- сократить количество твердых отходов на 10 - 15%

- уменьшить выбросы в атмосферу и водоемы в 3 - 15 раз.

studfiles.net

11. Принципы природопользования

Принципы - основополагающие начала, которыми необходимо пользоваться в определенной деятельности

1. Принцип рационального природопользования. Другими словами его называют экологически обоснованное природопользование.

Он предполагает одновременный учет экологических, экономических, социальных и иных интересов человека. В зависимости от вида природного ресурса содержание принципа может различаться. Например, в земельном законодательстве он выражается в использовании земельного участка в соответствии с категорией и целевым назначением земель. Лесное законодательство делит леса на защитные, резервные и эксплуатационные в целях организации наиболее эффективного использования лесных ресурсов. В горном праве этот принцип выражается в соблюдении требования о комплексном использовании недр, наиболее полном извлечении из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов. Правовыми критериями рационального использования соответствующего природного ресурса должны служить требования об обеспечении его неистощимости и экологической обоснованности эксплуатации природных богатств при одновременном обеспечении устойчивого развития.

2. Принцип экосистемного подхода к регулированию природопользования.

Объективно он определяется взаимосвязями процессов в природе. В праве он закрепляется через регулирование обязанностей природопользователей.

3. Принцип целевого использования природных ресурсов.

Он является обязательным условием, нарушение которого законодатель рассматривает как правонарушение и основание для приостановления или прекращения природопользования.

4. Принцип устойчивости права природопользования.

Природные объекты предоставляются, как правило, на максимально длительный срок или бессрочно. Право пользования может быть прекращено только по основаниям, предусмотренным в законе. Это создает пользователю необходимые условия для свободного хозяйствования и гарантии его интересов, связанных с природопользованием.

5.Принцип платности природопользования.

Он заключается в обязанности субъекта специального природопользования вносить соответствующую плату за удовлетворение экономического интереса за счет природных богатств. При этом общее природопользование является безвозмездным. Установление платы обеспечивает решение общих задач государства, связанных с поддержанием и восстановлением благоприятного состояния природного ресурса.

12. Права и обязанности природопользователей

Статус субъектов природопользования определяется их законными права и обязанностями. Права и обязанности дифференцируются в зависимости от объекта природы и целей его хозяйственной эксплуатации. Так субъекты пава общего природопользования наделены общими экологическими правами и обязанностями: использовать окружающую среду и ее компоненты для собственных некоммерческих нужд, охранять природу.

Субъекты права специального природопользования наделены как общими, так и отраслевыми правами и обязанностями. Персонифицированные права и обязанности могут быть предусмотрены в лицензии или договоре.

Например, пользоваться предоставленным природным ресурсом, иметь в собственности добытые ресурсы, возводить на земельных участках капитальные объекты, передать право пользования иным лицам, предъявлять иски о возмещении ущерба, оказывать воздействие по улучшению состояния окружающей среды.

Природопользователей обязаны осуществлять только разрешенные виды деятельности. Своевременно вносить плату за природопользование, осуществлять учет и оценку состояния природного объекта, возмещать ущерб, причиненный природному ресурсу.

Предоставлять органам власти информацию о характере и объеме эксплуатации природного ресурса и др.

studfiles.net

Общие принципы рационального природопользования

Планирование и прогнозирование использования природных ресурсов

Управление природопользованием предполагает рациональное расходование природных ресурсов и основано на планировании и прогнозировании их потребления.

В природопользовании можно рассматривать два уровня управления:

— управление природными системами;

— управление природопользователями (управление охраной окружающей природной среды и рационализацией использования природных ресурсов).

Управление природными системами может быть “жестким” и “мягким”, а управление природопользователями — командно-административным и экономическим.

Примерами “жесткого” управления может служить сплошная вырубка лесов или освоение целинных земель без соблюдения правильной агротехники, “мягкого” — выборочная вырубка и использование научно обоснованных агроприемов, способствующих самовосстановлению лесных богатств и плодородия почвы. “Жесткое” управление дает быстрый и высокий хозяйственный эффект в виде роста объема продукции или снижения затрат на ее производство. Этот эффект кратковременен, так как в результате “жесткого” управления происходят резкие необратимые изменения в природной среде, снижение ее продуктивности и загрязнение, приводит к экологическим, экономическим и социальным ущербам.

Эти уровни управления взаимосвязаны между собой. Первый уровень управления основывается на изучении и использовании естественных законов, в частности, экологических и осуществляется через второй уровень, опирающийся на юридические и экономические законы.

Природные ресурсы и ресурсный цикл

Природные ресурсы — это совокупность естественных тел и явлений природы, которые использует человек в своей деятельности, направленной на поддержание своего существования.

Одним из признаков, по которым классифицируются природные ресурсы, являются их исчерпаемость и возобновимость (рис.1).

Неисчерпаемые ресурсы — это преимущественно внешние по отношению к Земле процессы и явления, такие как солнечная энергия и ее производные: ветровая энергия, энергия движущейся воды, энергия земных недр. В этой классификации вода и воздух относятся как к неисчерпаемым, так и к исчерпаемым ресурсам. В количественном отношении эти элементы окружающей среды практически неизменны, а следовательно, и неисчерпаемы. Но для культурно-бытовых, хозяйственных и промышленных нужд требуются воздух и вода определенного качества, которые ухудшаются в результате деятельности человека. Для поддержания качества воды используются сложные технологии водоочистки и водоподготовки. Для сохранения чистоты воздуха используется техника пыле- газоочистки, а также комплекс санитарно-гигиенических и архитектурно-планировочных мероприятий. Таким образом, сделать неисчерпаемыми эти природные ресурсы в силах человека.

Исчерпаемые ресурсы делятся на:

— возобновимые, способные к самовоспроизводству: растительный и животный мир, мир микроорганизмов;

— невозобновимые, образовавшиеся в недрах Земли в весьма отдаленные от нас периоды в течение многих миллионов лет: рудные и нерудные полезные ископаемые;

— относительно возобновимые, способные к воспроизводству в темпах, отстающих от темпов потребления. Например, процесс образования черноземного слоя почвы толщиной 1см длится столетия, а разрушается гораздо быстрее. Для возобновления запасов древесины также требуется не одно десятилетие.

Рис.1

Для получения энергии, создания необходимой продукции человек находит, добывает и перемещает к местам переработки необходимые природные ресурсы, вовлекая их в ресурсный цикл. Ресурсный цикл — это совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ, происходящих на всех этапах использования его человеком. В природопользовании можно выделить несколько ресурсных циклов, которые, несмотря на относительную самостоятельность, тесно связаны друг с другом. К таким ресурсным циклам относятся: цикл почвенно-климатических ресурсов и сельскохозяйственного сырья, цикл сырьевых ресурсов, цикл энергетических ресурсов, цикл ресурсов живой природы.

Цикл сырьевых ресурсов тесно связан с производством энергии, т. е. с циклом энергетических ресурсов.

Слово “цикл” подразумевает замкнутость процесса. В природе все вещества находятся в замкнутых биохимических циклах. Наличие таких циклов не позволяет веществам переходить в иное состояние, исключающее их дальнейшие превращения.

Не замкнутость ресурсного цикла

Ресурсный цикл, иногда называемый антропогенным круговоротом вещества, фактически не замкнут, что видно из рис. 2. На каждом его этапе неизбежны потери, являющиеся следствием особенностей технологий, либо каких-нибудь объективных или субъективных причин.

Считается, что на всех этапах ресурсного цикла в окружающей среде рассеивается около 98% добываемого минерального сырья.

Предметы массового потребления в результате износа, коррозии или утраты в них надобности так или иначе оказываются в окружающей среде, загрязняя ее. Многие отходы преобразуются в воде, почве и атмосфере, превращаясь в еще более опасные для здоровья человека вещества, которые представляют собой вторичные загрязнения.

Особый случай представляют собой культурные экосистемы, т. е. обрабатываемые сельскохозяйственные земли, не способные к самовосстановлению из-за истощения почвы вследствие сбора урожая, в котором сконцентрировано органическое и минеральное вещество. В результате организмы-деструкторы или почвообразователи не получают материала для разложения и минерализации и обеспечения собственных потребностей в веществе и энергии. Поэтому человек вынужден полностью брать на себя восстановление плодородия, затрачивая для этого специально произведенные им вещества, например, удобрения и энергию.

Так, в процессе сбора урожая сельскохозяйственных культур из почвы ежегодно выносится 5-7 млн. тонн азота, 3-5 млн. тонн фосфора, до 10 млн. тонн калия. Вынесенные элементы возмещаются со значительным дефицитом за счет внесения сотен миллионов тонн навоза, тысяч тонн минеральных удобрений, а также биологической фиксацией азота клубеньковыми бактериями бобовых растений.

Рис.2. Примерная схема ресурсного цикла

Таким образом, человек как бы замыкает значительную долю естественного круговорота, в рамках которого осуществляется ресурсный цикл. Количества вещества, вовлекаемого в антропогенный круговорот, уже соизмеримы с количествами вещества в естественных биохимических циклах.

По мере прохождения через ресурсный цикл вещества, ранее сконцентрированные в том или ином месте локализации, рассеиваются. Рассеиваются не исходные, а трансформированные или утраченные в процессе ресурсного цикла вещества, которые загрязняют природную среду. Таким образом, главной объективной причиной загрязнения среды является незамкнутость ресурсного цикла.

К загрязняющим веществам окружающей среды относятся не только токсичные и вредные отходы производств, но и практически безвредные вещества, образующиеся в качестве попутных продуктов, таких как: массы навоза в сельском хозяйстве, углекислый газ, утонувшая древесина. Борьба с подобными загрязнениями среды является также актуальной.

Важным моментом в деле рационального природопользования является планирование и прогнозирование использования природных ресурсов. Это особенно касается использования таких возобновимых и относительно возобновимых ресурсов, как животный и растительный мир, а также плодородие почв. Планирование использования земельных ресурсов предусматривает разработку и реализацию рациональных севооборотов, планирование использования лесных ресурсов, составление планов вырубки с учётом восстановления лесных массивов. При планировании следует учитывать всё возрастающие темпы использования природных ресурсов и производить перспективный расчёт их потребления на базе математических методов прогнозирования. При этом для реализации сложного комплекса природоохранных работ разрабатывается оперативный план. Теоретической базой такой разработки могут быть сетевые методы управления. К ним относятся: методы сетевого планирования, методы математического программирования, экспертные методы прогнозирования, методы математико-статистического прогнозирования.

Рациональное и комплексное использование полезных ископаемых и энергетических ресурсов

Состояние ипользования природных ресурсов

Бурное развитие научно-технического прогресса сопровождается интенсивным использованием невозобновимых ресурсов, к которым относятся большинство полезных ископаемых:

— топливно-энергетические — нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды;

— рудные ресурсы — железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные руды, руды благородных металлов;

— природные строительные материалы и нерудные полезные ископаемые — известняк, доломит, глины, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, алмазы;

— горно-химическое сырьё — апатиты, фосфориты, поваренная, калийная соль, сера, барит, бром и йодосодержащие растворы;

— гидроминеральные ресурсы — подземные пресные и минерализованные воды;

— минеральные ресурсы, расположенные в недрах под морями и океанами.

По оценкам некоторых авторов разведанных запасов нефти в России хватит на 35 лет. Разведка и освоение новых месторождений практически прекращена.

С 1992 г. прирост разведанных запасов полезных ископаемых не покрывает их добычи. Ресурсонасыщенность России, измеряемая количеством потребляемых ресурсов на душу населения, в 1,5-3 раза ниже, чем в других промышленных странах. Ожидается, что к 2000 г. будет исчерпана сырьевая база на 40% добывающих предприятий, и Россия из экспортёра минерального сырья может превратиться в его импортёра.

Аналогичное положение складывается и в ряде других стран, а во многих странах и вообще отсутствуют наиболее необходимые для жизнедеятельности полезные ископаемые. Первоочередными задачами становятся: охрана и рациональное использование природных ресурсов, широкое вовлечение в ресурсный цикл возобновляемых источников энергии (энергии воды, ветра и солнечной энергии), комплексное использование природных ресурсов.

Основные положения рационального природопользования

Совершенствование ресурсных циклов базируется на ряде общих принципов, на основе которых строится природопользование в любой отрасли производства.

К ним относится принцип системного подхода, который предусматривает комплексную всестороннюю оценку воздействия производства на среду и её ответных реакций.

С позиции системного подхода ни один природный ресурс не может использоваться или охраняться независимо друг от друга. Так например, повышение плодородия почв за счёт орошения с помощью оросительных систем может привести к истощению водных ресурсов, которое необходимо предвидеть и предупредить.

Сбросы отходов в реку должны оцениваться не только по воздействию их на рыбу, но и на биохимию данного водного объекта и на всю систему водообеспечения района, где протекает эта река, включая тот водоём или водоток, куда эта река впадает.

Принцип оптимизации природопользования заключается в принятии наиболее целесообразных решений в использовании природных ресурсов и природных систем на основе одновременного экологического и экономического подхода, прогноза развития различных отраслей и географических регионов. В соответствии с этим принципом целесообразным является перемещение некоторых лесоперерабатывающих предприятий в восточные районы страны, ближе к запасам сырья, что снижает нагрузку на истощённые запасы древесины в европейской части РФ. Открытые карьерные способы разработки полезных ископаемых имеют ряд преимуществ перед шахтной добычей по степени максимального использования сырья, но приводят к утрате плодородных почв. Оптимальным при этом является сочетание открытых разработок с рекультивацией земель и восстановлением их плодородия.

Принцип опережения темпов заготовки и добычи сырья темпами выхода полезной продукции основан на снижении количества образующихся отходов в процессе производства, т. е. на более полном использовании одного и того же количества исходного сырья. Он предполагает прирост продукции не за счёт вовлечения в использование новых масс природных ресурсов, а за счёт более полного их использования путём ресурсосбережения и совершенствования технологических процессов.

Принцип гармонизации отношений природы и производства решается на создании и эксплуатации природно-технических, геотехнических или эколого-экономических систем, представляющих собой совокупность какого-либо производства и взаимодействующих с ним элементов природной среды, и обеспечивающих, с одной стороны, высокие производственные показатели, а с другой - поддержание в зоне своего влияния благоприятной экологической обстановки, максимально возможное сохранение и воспроизводство естественных ресурсов. В таких системах предусматривается прогнозирование нежелательных и опасных ситуаций, а также реализация мер по их предотвращению. Система имеет службу управления, задачей которой является своевременное выявление возможных вредных воздействий и внесение необходимых коррективов в тот или иной компонент системы (производство или окружающую среду). Если обнаружено ухудшение состояния окружающей предприятие природной среды, служба управления принимает решение о необходимости остановить производственный процесс, уменьшив при этом объёмы выбросов и сбросов.

Своевременное и точное обнаружение опасных ситуаций достигается непрерывным сбором информации о состоянии окружающей среды с помощью наблюдений за ее изменениями, вызванными антропогенными причинами, что позволяет прогнозировать их развитие. Такие системы носят название мониторинга (от греческого “монитор” — вперёдсмотрящий). Самые простые функции этих систем заключаются в контроле загрязнения воздуха, воды, почвы, в наблюдениях за состоянием живых организмов, а непосредственно на предприятии — в контроле стоков и пылегазовых выбросов. Получаемая информация анализируется руководством предприятия, принимающим необходимые технические решения.

Принцип комплексного использования природных ресурсов и концентрации производства заключается в том, что на базе имеющихся в данном экономическом районе сырьевых и энергетических ресурсов создаются территориально-производственные комплексы, которые позволяют более полно использовать указанные ресурсы и тем самым снизить вредную нагрузку на окружающую среду. Такие территориально-производственные комплексы имеют специализацию, сконцентрированы на определённой территории, обладают единой производственной и социальной инфраструктурой (коммуникациями, потоками вещества и энергии, системой здравоохранения, сферой культуры) и совместными усилиями обеспечивают охрану окружающей среды. Примером может служить Канско-Ачинский теплоэнергетический комплекс (КАТЭК), базирующийся на крупных залежах углей. Такие территориально-производственные комплексы создают предпосылки для развития комплексных энерго- и ресурсосберегающих производств, для максимально возможной утилизации отходов и использования вторичных продуктов. Естественно, комплексы также оказывают вредное влияние на окружающую среду, но за счёт комплексного использования её ресурсов на основе концентрации производства, оптимизации природопользования, а также гармонизации взаимодействия техники с окружающей средой это воздействие существенно снижается. При этом увеличиваются вложения в компенсационные мероприятия с целью обеспечения качества окружающей среды и снижения ущерба, наносимого природе.



biofile.ru

Общие инженерные принципы природопользования

I принцип: Системный подход к проблемам природопользования и окружающей среды.

Природа, как объект деятельности человека, представляет собой чрезвычайно сложную систему. В общем случае, под системой понимается множество элементов, находящихся во взаимосвязи друг с другом в совокупности образующих определённую целостность, единство. Любая система связана с окружающей средой, любую систему можно представить как элемент системы более высокого уровня или как совокупность систем более низкого уровня.

Биологическая система – это выполняющая некоторую функцию структура, которая взаимодействует с окружающей средой и другими системами как единое целое, состоит из подсистем более низкого уровня, непрерывно приспособительно перестраивает свою деятельность по каналам обратной связи и проявляет свойство самоорганизации.

Системный подход предусматривает комплексную оценку воздействия промышленнотехнической деятельности общества на природу с обязательным прогнозированием реакции природы на это воздействие.

II принцип:

Принцип оптимизации биосферы.

При оптимизации биосферы главным вопросом является выявление комплексных критериев оптимизации. В общем случае, оптимизация как функция управления должна стремиться к тому, чтобы научнотехническое развитие не вывело биосферу за рамки экологической ниши человека.

III принцип:

Оптимизация природопользования.

Оптимизация природопользования – это принятие наиболее целесообразных решений при использовании ресурсов и природных систем.

IV принцип:

Темпы роста производства должны быть выше, чем темпы роста добычи сырья.

V принцип:

Гармонизация отношений природы и техники.

Эта проблема решается путём создания так называемых геотехнических или природнотехнических систем.

Геотехническая система – это совокупность технических устройств и взаимодействующих с ними элементов природной среды, которые в ходе совместного функционирования обеспечивают с одной стороны – высокие производительные и прочие целевые показатели, а с другой стороны поддерживают в зоне своего влияния благоприятную экологическую обстановку.

И то и другое воздействие является раскачивающее дестабилизирующим, т.е. обратная связь положительна. Для компенсации в геотехническую систему вводят блок управления. Блок управления по каналам мониторинга собирает информацию о производстве и природной среде, а затем по каналам отрицательной обратной связи осуществляет стабилизирующее воздействие.

VI принцип: Экологизация производства.

Экологизация производства – это уподобление производственных процессов, т.е. ресурсных циклов, естественным замкнутым круговоротом веществ.

Это достигается за счёт внедрения малоотходных энергосберегающих и ресурсосберегающих производств.

 

soullife.info

Prostoy-Site | Все права защищены © 2018 | Карта сайта