Технология обустройства природной среды: Методические указания по изучению курса

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по изучению курса «Технология обустройства природной среды» для студентов специальности 06.08.00 «Экономика и управление на предприятии природопользования» со специализацией «Экономика недропользования»

Тюмень 2004

3

Утверждено редакционно-издательским советом Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Составители: профессор, к.т.н. Старикова Г.В., ассистент Кузнецов И.С.

© Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2004 г. 4

1. Общие положения Методические указания по курсу «Технология обустройства природной среды» для студентов, обучающихся по специальности «Экономика и управление на предприятии природопользования», составлены на основе государственного образовательного стандарта, примерной программы, утвержденной УМО, учебного плана ТюмГНГУ по данной дисциплине и рабочей программы, утвержденной на кафедре ОП и ВЭД. В методических указаниях приведена подробная программа курса «Технология обустройства природной среды», состоящая из 8 тем, раскрыто их содержание, приведены вопросы для самоконтроля по каждой из предложенных тем, а также дан список литературы, рекомендуемой для дополнительного и углубленного освоения дисциплины. Для изучения курса «Технология обустройства природной среды» учебными планами предусмотрены лекции, практические занятия. Текущий контроль осуществляется в форме межсессионных аттестаций. Итоговой формой контроль является зачет. Изучение дисциплины осуществляется в течение одного семестра. Развитие производства немыслимо без использования природы и ее разнообразных ресурсов. Ежегодно человечество отторгает от природы десятки миллиардов тонн природного вещества – нефть, газ, уголь, строительные материалы, водные и продовольственные ресурсы и т.д. С развитием производства очевидной становится ограниченность традиционно используемых благ. Самое отрицательное воздействие производства на окружающую природную среду – это ее загрязнение, во многих районах мира достигающее критического для устойчивости экосистем и здоровья людей уровня. Все это ставит перед человечеством объективное требование – учитывать воздействие производства на окружающую среду. Прогнозируя возможные последствия того или иного производственного процесса, планируя результаты антропогенного воздействия на окружающую среду, люди могут еще на стадии организации производства принять все возможные меры к минимизации отрицательного воздействия на природу. Правильное, рациональное обустройство окружающей природной среды, как для целей производства, так и для социальных нужд населения, будет способствовать улучшению взаимоотношений между человечеством и природой. Воздействие человека на природу имеет двоякий характер. Оно может содействовать развитию природы, облагораживать ее, повышать полезную продуктивность биологических систем. Однако успех в области преобразования природы сопутствует людям лишь тогда, когда они изу5

чают законы природы, считаются с их действием, учитывают их объективные требования. К сожалению, в действительности эти совершенно необходимые условия учитываются далеко не всегда, а в большинстве случаев и вовсе игнорируются. В результате рост производства сплошь и рядом сопровождается широкомасштабным разрушением природных систем и интенсивным загрязнением окружающей среды, что наносит ущерб и природе, и обществу. Перед человечеством неотвратимо встала задача разумного, рационального природопользования, позволяющего удовлетворять жизненные потребности людей в сочетании с охраной и воспроизводством природной среды. С этих позиций ключевой научно-технической дисциплиной, определяющей способы и средства достижения экологически разумного компромисса между человеком и природой является технология обустройства природной среды. Целью изучения данной дисциплины является приобретение студентами теоретических и практических знаний и навыков в области технологических процессов обустройства окружающей среды, методов эффективного преобразования природы для нужд человечества. Основные задачи дисциплины определяются поставленной целью и предусматривают создание у студентов необходимого базиса технологических знаний, развитие навыков технического мышления, необходимых для эффективного решения эколого-экономических задач в производственной деятельности. Данная дисциплина призвана дать расширенное представление о способах рационального использования природных ресурсов и гармонического взаимодействия между природой и человеческим сообществом, а также преподать основы технических методов обустройства окружающей среды. 2. Программа курса Тема 1. Введение. Понятие о природообустройстве как об одном из основных компонентов охраны природы. Предмет и задачи курса. Рекомендации к улучшению усвоения материала. Понятие природных комплексов, природопользования, природообустройства. Связь изучаемого материала с другими дисциплинами. Актуальность дисциплины в свете современного состояния окружающей среды и масштабов антропогенного воздействия. Краткие исторические сведения. Контрольные вопросы 1. Понятия об общем и специальном природопользовании. 2. Оптимизация природопользования. 3. Воспроизводство природных ресурсов. 6

4. 5. 6. 7. 8. 9.

Что включает в себя природопользование? Принцип системного подхода в природопользовании. Методика выделения природно–территориальных комплексов. Необходимость разумного, рационального природопользования. Исторические периоды взаимодействия человека и природы. Характеристика современного геохимического воздействия на природу.

Тема 2. Производственные процессы и технологические системы. Иерархическая организация производственных процессов. Критерии оценки эффективности производства и его экологической безопасности. Общие закономерности производственных процессов. Технологические системы (ТС): структура и описание технологических систем, синтез и анализ ТС, сырьевая и энергетическая подсистемы ТС. Экологическая стратегия и политика развития производства. Малоотходные, безотходные и экологически чистые производства. Контрольные вопросы 1. Критерии эффективности производственных процессов. 2. Технологические системы, структура и описание технологических систем. 3. Экологическая стратегия и политика развития производства. 4. Замкнуты производственные циклы 5. Безотходное, малоотходное и чистое производство и их особенности. 6. Основные принципы проектирования чистых производств. 7. Коэффициенты малоотходности и безотходности. 8. Шум как источник загрязнения окружающей среды. 9. Нормирование шума в окружающей среде. 10. Способы борьбы с шумом в окружающей среде. 11. Тепловое загрязнение окружающей среды. 12. Электромагнитные излучения в окружающей среде. 13. Способы борьбы с электромагнитными излучениями. 14. Влияние трубопроводного транспорта на окружающую среду. 15. Влияние бурового предприятия на окружающую среду. 16. Воздействие нефтегазодобывающего предприятия. 17. Новые способы прокладки трубопроводов через водные объекты. Тема 3. Промышленные комплексы и их воздействие на окружающую среду. Создание крупных промышленных комплексов, комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов. Создание замкнутых производственных циклов, замкнутых систем оборотного водоснабжения. 7

Структура объектов нефтегазодобычи и их воздействие на окружающую среду. Классификация объектов по степени их воздействия. Основные технологии нефтегазового комплекса, их воздействие на окружающую среду и методы сокращения этих воздействий. Характеристики нефти, газа и продуктов их переработки. Контрольные вопросы 1. Экономное расходование энергоресурсов и снижение теплового загрязнения ОС. 2. Эффективность использования сырья и топлива. 3. Направление снижения вредного воздействия на природу крупных промышленных комплексов. 4. Автоматические системы управления вредными производствами и снижение выбросов и сбросов. 5. Замкнутые производственные циклы. 6. Технология замкнутого оборотного водоснабжения. 7. Технологические процессы на объектах нефтегазодобычи. 8. Воздействие объектов нефтегазодобычи на окружающую среду. Состав нефти. 9. Фракционное деление нефти на нефтепродукты. 10. Опасность нефти для человека и окружающей среды: токсичность ПДК, класс опасности, пределы воспламенения, температура самовоспламенения. 11. Основные компоненты природного газа и конденсата. 12. Классификация воздействия промышленных объектов на окружающую среду. Тема 4. Использование и защита гидросферы. Водопотребление и водоотведение нефтегазовых и других промышленных объектов. Источники загрязнения воды на объектах нефтегазового комплекса. Показатели качества воды водных объектов. Виды стоков, водооборотные системы, условия сброса сточных вод. Методы очистки сточных вод. Механическая очистка, принципы очистки и применяемое оборудование. Физико-химические методы очистки сточных вод, принципы очистки и применяемое оборудование и реагенты. Химические методы очистки, применяемые реагенты и оборудование. Принцип работы очистных устройств. Биохимические методы очистки (аэробные и анаэробные). Естественные и искусственные сооружения. Применяемое оборудование. Устройство и принципы действия. Способы обеззараживания воды и осадков. Принцип работы метантенка. Показатели качества и способы подготовки питьевых вод. Централизованная и локальная очистка питьевой воды. Влияние нефти на водоемы. Методы локализации и сбора нефти с водной поверхности. 8

Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Состав гидросферы. Основные загрязнители водных объектов. Влияние нефти на водные объекты. Влияние кислотных дождей на водные объекты. Классификация водных объектов Показатели качества воды. Виды канализации. Механические способы очистки сточных вод. Физико-химические способы очистки сточных вод: флотация, адсорбция, ионообменная очистка, экстракция. Принцип и способы. 10. Химические методы очистки сточных вод: коагуляция, коагулянты., флотация, флокулянты, окисление, основные окислители, нейтрализация. Принцип химических процессов. 11. Электрохимическая очистка сточных вод: анодное окисление и катодное восстановление, электрофлотация, электрокоагуляция, электродиализ. 12. Биохимические способы очистки сточных вод: виды, сущность очистки, виды организмов, участвующих в очистке. 13. Основные факторы влияющие на биологическую очистку сточных вод. 14. Сооружения для биологической очистки сточных вод: аэротенк, биофильтр, метантенк; принципы их работы. 15. Обеззараживание и утилизация осадков бытовых сточных вод. 16. Методы локализации и нефти на водных объектах. 17. Способы сбора нефти с водных поверхностей: механические, физико-химические, биологические. Тема 5. Защита атмосферы. Источники загрязнения атмосферы. Загрязняющие вещества и их классификация. Нормирование загрязнений. ПДК, ПДВ. Классификация источников загрязнения атмосферы. Способы уменьшение газовых выбросов и потерь нефтегазовыми объектами. Очистка пылевых выбросов (механические сухие, механические мокрые, электрические, фильтрационные) Очистка газовых выбросов (абсорбция, адсорбция, термическое и каталитическое окисление, окислительно-восстановительная очистка). Технологические схемы, применяемое оборудование. Контрольные вопросы 1. Состав атмосферы. 2. Классификация атмосферных загрязнений. 9

3. Основные способы борьбы с загрязнением атмосферы. 4. Сухие способы очистки выбросов в атмосферу от пыли и аэрозолей. 5. Мокрые способы очистки выбросов в атмосферу от пыли и аэрозолей. 6. Электрическая очистка выбросов в атмосферу от пыли и аэрозолей. 7. Фильтрационная очистка выбросов от пыли. 8. Основные способы очистки атмосферных выбросов от газообразных загрязнителей. 9. Способы очистки газовых выбросов от оксидов азота. 10. Способы очистки газовых выбросов от оксидов серы. 11. Способы очистки газовых выбросов от оксидов углерода. 12. Способы сокращения выбросов из резервуаров. 13. Принцип действия нейтрализаторов автомобильных выбросов. Тема 6. Использование и охрана литосферы. Отходы и их утилизация. Источники воздействия на литосферу. Загрязнение, нарушение почвенного покрова, уничтожение растительности. Источники образования отходов, виды отходов. ПДК почвы. Способы переработки бытовых отходов. Способы переработки промышленных отходов. Безамбарное бурение. Утилизация отходов бурения. Методы ликвидации и захоронения опасных промышленных отходов. Радиоактивные отходы. Технология их захоронения. Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5.

Состав литосферы, почвенного слоя Воздействие на почвенный покров человеческой деятельности. Классификация термоэррозионных процессов. Влияние нефте-газодобычи на литосферу. Рекультивация нарушенных земель, способы рекультивации нефтезагрязненных грунтов. 6. Источники образования твердых отходов, их состав и количество. 7. Методы складирования бытовых отходов и их влияние на ОС. 8. Основные процессы, применяемые при переработке отходов: компостирование, сжигание, пиролиз. 9. Опасность процессов бурения. 10. Основные способы переработки отходов бурения. 11. Безамбарное бурение скважин. 12. Способы очистки и утилизации нефтезагрязненных земель и шламов.

10

13. Основные показатели, характеризующие опасность ионизирующих излучений. 14. Радиационные отходы и методы их утилизации. 15. Основные способы переработки промышленных отходов: утилизация полимерных отходов, ртутных ламп, смазочных масел и СОЖ; переработка резиновых отходов. Тема 7. Методы рекультивации земель. Рекультивация нарушенных земель. Методы сбора нефти с поверхности грунта. Рекультивация нефтезагрязненных земель и охрана земель. Мелиорация, основы землеустройства, использование мелиоративных земель. Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Основы землеустройства. Использование мелиоративных земель. Рекультивация нефтезагрязненных земель. Охрана земель. Методы землеустройства при нефтегазодобыче. Технология мелиорации земель. Технология сбора нефти с поверхности грунта.

Тема 8. Мониторинг и анализ природных условий. Мониторинг окружающей среды и его необходимость для обоснования комплекса технологических мер по обустройству природной среды. Анализ природных и хозяйственных условий защищаемых территорий и объектов для принятия решений о необходимости проведения работ по обустройству природной среды. Оценка чрезвычайных ситуаций и экологического бедствия. Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Понятие защищаемых и особо охраняемых территорий. Мониторинг окружающей среды. Понятие защищаемых и особо охраняемых территорий. Понятие природно-территориального комплекса (ПТК). Виды антропогенного воздействия на ПТК. Сущность плановых и оперативных природозащитных работ. Понятие чрезвычайной ситуации. Понятие экологического бедствия. Методы оценки ущерба, наносимого окружающей среды. Тема 9. Нетрадиционные источники энергии.

11

Использование нетрадиционных источников энергии. Технология и перспективы развития. Роль во взаимодействии между человеком и природой. Контрольные вопросы 1. Нетрадиционные источники энергии: Использование солнечной энергии. 2. Нетрадиционные источники энергии: Использование энергии ветра. 3. Нетрадиционные источники энергии: Использование энергии приливов и отливов. 4. Нетрадиционные источники энергии: Использование энергии недр. 5. Нетрадиционные способы добычи полезны ископаемых. 6. Газификация угля. 7. Значение нетрадиционных источников энергии, перспективы их развития. Рекомендации к освоению содержания курса. 1. Для успешного освоения курса необходимо тщательно проработать предлагаемые контрольные вопросы и задания. Если какие-либо вопросы и задания вызывают затруднения, необходимо воспользоваться дополнительной литературой и получить исчерпывающую консультацию у преподавателя. 2. Не оставлять ни один вопрос без внимания. Любой пропущенный раздел неизбежно потребует возвращения к предыдущему материалу. 3. Необходимо помнить, что технология обустройства природной среды является комплексной научно-технической дисциплиной, понятийный аппарат которой и методология в значительной мере опираются на базовые знания математики, физики, химии, биологии, геологии и т.д. Поэтому изучение курса связано с необходимостью проработки отдельных разделов этих естественнонаучных дисциплин. 4. При изучении курса обратить особое внимание на взаимосвязь теории и практики, аналитических методов исследования и решений прикладных задач. Постараться понять и открыть для себя смысл синтеза теории и практики в решении инженерно-экологических проблем. 5. Основными рекомендуемыми источниками для углубленного изучения курса являются учебные пособия, перечисленные в списке рекомендованной литературы настоящих методических рекомендаций. ЛИТЕРАТУРА

12

1. Арустамов Э.А. (ред.) Природопользование. – М.: изд. «Дашков и К »,002. – 284 с. 2. Банников А.Г., Вакулин А.А., Рустамов А.К. Осноавы экологии и охраны окружающей среды. – М.: Колос, 1999. – 159 с. 3. Варламов А.А., Хабаров А.В. экология землепользования и охрана природных ресурсов. – М.: Колос, 1999. – 159 с. 4. Демина Т.А. Экология, природопользование. – М.: Аспект Пресс, 1995. 5. Дончева В.В. и др. Ландшафтная инспекция загрязнения природной среды. – М.: 1992. 6. Лезин В.А. Реки Ханты-Мансийского автономного округа . Тюмень: изд. Вектор Бук, 1999. – 156 с. 7. Лезин В.А. Реки Ямало-Ненецкого автономного округа . Тюмень: изд. Вектор Бук, 2000. – 139 с. 8. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России.– М.: Финансы и статистика, 1995.– 525 с. 9. Хотунцев Ю.А. Экология и экологическая безопасность. – М,: изд. Центр Академия, 2002. 10. Бородавкин, Ким Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов. М.: Недра – 1991 г. 11. Бобков А.С., Блинов А. А. и др. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности. М.: Химия, 1997. 12. Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир. - 1993. 13. Зайцев В.А. Промышленная экология. М.: РХТУ им, Д.И. Менделеева -1998. 14. Торочешников Н. С., Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, - 1981. 15. Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. М.: Недра, - 1987. 16. Старикова Г.В., Поветкин В.В. Экология. Учебное пособие для студентов всех форм обучения 1999 г. 17. Стаднийкий Г.В., Родионов А.И. Экология. СПб.: Химия –1997. 18. Бахмат Г.В., Стариков В.А., Старикова Г.В. Транспорт и хранение нефти и газа: Экологические проблемы и решения. Учебное пособие.Тюмень: ТюмГНГУ – 2002. 0

СОДЕРЖАНИЕ Стр. 1. Общие положения ………………………………………………… 3 2. Программа курса ………………………………………………….. 4 3. Рекомендации к освоению курса ……………………………….. 10

13

4. Литература ………………………………………………………... 10 5. Содержание ………………………………………………………..11 Методические указания к изучению дисциплины «Технология обустройства природной среды» для студентов специальности 06.08.00 «Экономика и управление на предприятии природопользования» со специализацией «Управление недропользованием»

Составители: профессор, к.т.н. Старикова Г.В., ассистент Кузнецов И.С.

Подписано к печати Заказ № Формат 60/90 1/16 Отпечатано на RISO GR 3750

Бум. писч. № 1 Уч. изд. л. Усл.печ.л. Тираж экз.

Издательство “Нефтегазовый университет”

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Тюменский государственный нефтегазовый университет” 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства “Нефтегазовый университет”

625000, г. Тюмень, ул. Киевская, 52

14