Екологія

Сонячна енергетика

Понеділок, 21 листопада 2011, 19:40

Сонячна енергетика – напрямок нетрадиційної енергетики, оснований на безпосередньому використанні сонячного випромінювання для отримання енергії в будь-якому вигляді. Сонячна енергетика використовує невичерпне джерело енергії і є екологічно чистою, тобто не виробляє шкідливих відходів. Виробництво енергії за допомогою сонячних електростанцій добре узгоджується з концепцією розподіленого виробництва енергії.

Земні умови

Потік сонячного випромінювання, що проходить через площу в 1 м ², розташовану перпендикулярно до потоку випромінювання на відстані однієї астрономічної одиниці від центру Сонця (на вході в атмосферу Землі), дорівнює 1367 Вт/м² (сонячна постійна). Через поглинання, при проходженні атмосферної маси Землі, максимальний потік сонячного випромінювання на рівні моря (на Екваторі) – 1020 Вт/м². Проте слід врахувати, що середньодобове значення потоку сонячного випромінювання через одиничну горизонтальну площину як мінімум в три рази менше (через зміни дня і ночі і зміни кута сонця над горизонтом). Взимку в помірних широтах це значення в два рази менше.

Можливе вироблення енергії зменшується через глобальне затемнення – зменшення потоку сонячного випромінювання, що доходить до поверхні Землі.

Детальніше...

Механічне очищення стічних вод

Вівторок, 26 липня 2011, 18:12

Зростання населення, розширення міст, нарощування промислових потужностей веде до збільшення відходів стічних вод. Механічне очищення стічних вод є необхідністю в кожному населеному пункті з чисельністю понад 200 осіб (в тому випадку, якщо не передбачене біологічне очищення через аераційні станції) і, тим більше, якщо мова йде про великі виробництва. Механічне очищення стічних вод здійснюється шляхом відстоювання і подальшої фільтрації механічних домішок. З побутових стічних вод, таким чином, виділяється 65% нерозчинних домішок і 95% з промислових. Крім того, механічна очистка води дозволяє виділяти так само цінні домішки, які можуть потім використовуватися у виробництві.

Механічне очищення стічних вод – перший щабель якісного очищення вод, які скидаються з виробництва в центральну каналізаційну мережу або водойму. Сутність методу механічного очищення стічних вод зводиться до наступного: стічні води перед біологічним очищенням пропускають через спеціальні фільтри. В цілому спосіб механічного очищення стічних вод за допомогою фільтрів застосовується для поверхневих типів забруднень. Грубі частки уловлюються через каналізаційні септики різних конструкцій і спеціальними ґратами, а поверхневі забруднення – нафто- і бензомасловловлювачами.

До споруд механічного очищення стічних вод відносять робочі відстійники, флотаційні і фільтраційні установки. Їх перевага полягає в тому, що механічна очистка стічних вод є найпростішим дешевим способом очищення, але необхідно поєднувати цю підготовку з іншими видами очищення для досягнення необхідної якості очистки. Механічне очищення стічних вод, як метод, застосовний, якщо очищені освітлені води після цього способу використовуються в технологічних процесах виробництва, або допускаються до спуску у водойми відповідно до екологічних норм захисту. Add a comment

Детальніше...

Питна вода

П'ятниця, 10 червня 2011, 10:31

Питна вода – це вода, яка придатна для вживання людиною внутрішньо і відповідає встановленим нормам якості. У разі невідповідності води стандартам, здійснюється її очищення і знезараження. Очищення води передбачає під собою звільнення води від завислих часток, каламутності, від невластивих їй кольору, запаху і смаку, від надмірного вмісту солей і газів. Очищення і знезараження води проводиться різними засобами, застосовуються фільтри з пористої речовини (вугілля, обпалена глина), хлор і т.п.

Найбільш придатними для господарсько-питного водопостачання, як правило, є глибокі підземні води (артезіанські, міжпластові). Їх відмінність – прозорість, відсутність організмів, постійна температура. Практично вся природна питна вода вимагає очищення та знезараження.

Якщо скласти список необхідних для життя речей, то питна вода, звичайно, його очолить. Без неї зовсім неможлива жодна з відомих форм життя.

Користь питної води в тому, що в людському організмі вона виконує такі найважливіші функції:

• - зберігає структуру і функції ДНК;
• - здійснює доставку кисню в клітини;
• - питна вод важлива для виробництва протеїнів, що беруть участь в рості і відновленні тканин;
• - дозволяє протеїнам перебудовувати структуру клітин;
• - відіграє роль посередника при доставці поживних речовин;
• - захищає кістки і суглоби;
• - зволожує суглоби;
• - є засобом для видалення шлаків з організму;
• - питна вода дозволяє підтримувати електричну провідність клітин в нормі;
• - регулює температуру тіла;
• - забезпечує клітини водою;
• - підтримує імунну систему;
• - питна вода дозволяє підтримувати в нормі основний рівень метаболізму;
• - відіграє роль провідника при виведенні вільних радикалів з організму;
• - питна вода – це важливий компонент травних соків.

Для того, щоб добре себе почувати, людина повинна вживати тільки чисту якісну питну воду. Учені давно встановили прямий зв'язок між якістю питної води і тривалістю життя. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я близько 80% хвороб людини викликається вживанням для питних потреб неякісної води.

Якісна питна вода не повинна мати шкідливих для людини речовин, і повинна містити корисні мінерали, які необхідні для нормальної життєдіяльності нашого організму.

Питна вода – джерело життя, визначальний фактор Вашого здоров'я і довголіття. Вода супроводжує людину протягом усього дня і тому її присутність є природною, звичною, а тому непомітною.

Детальніше...

Біологічне очищення стічних вод

Вівторок, 24 травня 2011, 17:03

Біологічне очищення стічних вод є результатом функціонування системи активний мул - стічна вода, яка характеризується наявністю складної багаторівневої структури. Біологічне окислення становить основу цього процесу і є наслідком протікання великого комплексу взаємопов'язаних процесів різної складності: від елементних актів обміну електронів до складних взаємодій біоценозу з зовнішнім середовищем.

Біологічне очищення стічних вод: історична довідка

Ще в містах стародавнього Єгипту, Греції та Риму існували каналізаційні системи, за якими відходи життєдіяльності людей і тварин транспортувалися у водойми – річки, озера і моря. У Стародавньому Римі перед скиданням у Тибр каналізаційні стоки накопичувалися і витримувалися в накопичувальному ставку-відстійнику – клоаці (cloaca maxima). У Середні століття цей досвід був у значній мірі забутий, помиї, екскременти людей і тварин, виливалися на міські вулиці і видалялися епізодично. Це було причиною забруднення і зараження джерел питної води і приводило до виникнення епідемій холери, тифу, амебної дизентерії та ін.

На початку 19 століття в Англії був винайдений туалет з водяним змивом (water closet, WC). Виникла очевидна необхідність в обробці стічних вод та запобіганню їх попадання в джерела питної води. Стічні води збирали і витримували у великих ємностях, осад використовували в якості добрив.

На початку двадцятого століття були розроблені інтенсивні системи очищення побутових стічних вод, включаючи поля зрошення, де вода очищалася, фільтруючись через ґрунт, струменеві фільтри з щебеневим і піщаним завантаженням, а також резервуари з примусовою аерацією – аеротанки. Останні є основним вузлом сучасних станцій аеробного біологічного очищення міських стічних вод. Спочатку основною метою очищення стоків було їх знезараження. Розуміння важливості якісного очищення стічних вод для охорони природних водойм прийшло пізніше. Проблема чистої води є однією з найактуальніших проблем початку століття. Для збереження місць забору питної води чистими необхідне якісне біологічне очищення стічних вод. В даний час розроблені і розвиваються сучасні технології очищення стічних вод. Найбільший інтерес і перспективу мають природні і найдешевші біологічні методи очищення, що представляють собою інтенсифікацію природних процесів розкладання органічних сполук мікроорганізмами в аеробних або анаеробних умовах. Add a comment

Детальніше...

Утилізація відходів

Понеділок, 02 травня 2011, 14:09

Бурхливий процес світового економічного розвитку породив безвідповідальне ставлення людей до природи. Він привів до вольових рішень, які виявилися і можуть у найближчій перспективі виявитися згубними для екосистем, які формувалися тисячі й мільйони років. Екологічна система нашої планети стоїть перед загрозою деградації. Це парниковий ефект, дефіцит кисню і озонові діри, кислотні дощі, згубні концентрації радіоактивних ізотопів, різних хімічних забруднень ґрунту, води і харчових продуктів.

За твердженням британського журналу The Economist, тверді відходи, - це екологічна проблема, що викликає найбільшу заклопотаність жителів розвинених країн. Тому утилізація відходів віддавна є важливою проблемою розвинених країн.

Історично "на виду" завжди були рідкі та газоподібні відходи - промислові забруднення води та повітря - і вони ставали об'єктом першочергового контролю і регулювання, в той час, як тверді відходи завжди можна було відвезти подалі або закопати - просто тим або іншим способом прибрати " геть з очей". Це також називалося гордим виразом «утилізація відходів». У прибережних містах відходи досить часто просто скидалися в море. Екологічні наслідки утилізації відходів - через забруднення підземних вод і ґрунтів - виявлялися іноді через кілька років або навіть кілька десятків років, проте були від цього не менш руйнівні. У суспільній свідомості поступово сформувалася ідея про те, що закопування відходів в землю або скидання їх у море - це неприпустиме перекладання проблем на плечі нащадків. Паралельно намітилася й інша тенденція: чим жорсткіше було законодавство з контролю води та повітря, тим більше вироблялося твердих токсичних відходів, так як всі методи очищення газоподібних і рідких середовищ призводять до концентрації забруднювачів у твердій речовині: в мулах, опадах, попелі і т.д.

В даний час в розвинених країнах виробляється від 1 до 3 кг побутових відходів на душу населення в день, що складає десятки і сотні мільйонів тонн на рік, причому, в США, наприклад, ця кількість, збільшується на 10% кожні 10 років. У зв'язку з відсутністю місць для захоронення цієї величезної кількості відходів на Заході заговорили про кризу відходів або кризу звалищ. У японських гаванях насипані "сміттєві острови" з гір побутових відходів, вироблених в метрополіях; в США міста на Північно-Східному узбережжі відправляють своє сміття в інші країни в океанських баржах. Історія найбільш злощасної з таких барж – Munroe, яка протягом року плавала від порту до порту, намагаючись «сплавити» сміття з Нью-Джерсі, і повернулася додому, так і не вивантажили жодної тонни, потрапила у всі екологічні хрестоматії та підручники, як найбільш яскрава ілюстрація кризи звалищ.

Детальніше...

Фільтри для води

П'ятниця, 18 березня 2011, 16:58

В умовах сучасного світу людина потрапила в дуже складні, можна навіть сказати суворі умови життя. Те, що письменникам - фантастам 20-го століття могло наснитися в страшному сні і відобразитися в їхніх творах, для людини наших днів є нещадною реальністю. Проте людині загрожують не страшні прибульці з непізнаних планет, а віруси і бактерії, які спричиняють хвороби, і живуть всюди, в тому числі і у воді. Ще буквально 30-40 років тому, відпочиваючі, абсолютно не замислюючись, могли впиватися так званою питною водою, яка вирувала цівками в фонтанчиках для пиття на вулицях курортних міст. Зараз, подібна необережність здається чимось з області «невідомого» і «фантастичного». Ви напевно помічали, що у всіх громадських місцях стоять питні балони, що містять у собі очищену воду, тобто воду безпечну і насичену різними, дуже потрібними і корисними для людини речовинами. У силу того, що зі змінами в промисловості (зростання викиду відходів тощо) посилилося і очищення питної води за допомогою хімічних елементів, головна мета застосування яких - зменшити ризик зараження кишковими інфекціями.

Проте, кожна медаль, як відомо, має дві сторони. Так, ризик, безумовно, зменшився, але і користі для організму від прийому такої води не додалося. Багато корисних мікроорганізмів, що живуть у воді, також вбиваються під час «загального», глобального очищення води, без якого, тим не менше, не можна обійтися в урбаністичних умовах сучасності. Ситуація на перший погляд здається безвихідною, однак вихід все ж таки є - додаткова фільтрація. Побутові фільтри для води - це найдешевший і відносно не трудомісткий спосіб зробити воду, що надходить у наші будинки, придатною для пиття.

Ми отримуємо воду з неба - вона спускається на землю і фільтрується крізь неї, потрапляє у водойми, наповнюючись енергією світла і мінералами, що вимагаються для здорового способу життя. Коли ми п'ємо воду, корисні елементи і енергія, що містяться в ній, всмоктуються нашим організмом, переробляються і перетворюються в енергію, яка переходить назад у землю і водойми, звідки вона випаровується і переноситься в небо, замикаючи ідеальний природний цикл.

Однак питна природна вода сьогодні є унікумом, оскільки зараз процвітає індустріальне забруднення, вирубка лісів, і т.д., що робить її непридатною для вживання. Але, якщо порівнювати муніципальну водопровідну воду з водою в природному стані, розглядаючи їх під мікроскопом, відразу згадується казка про живу і мертву воду. Add a comment

Детальніше...

Вітрові електростанції

Понеділок, 14 березня 2011, 14:18

Люди все більше замислюються про те, щоб користуватися надійними, безпечними і економічно дешевими джерелами енергії. Наприклад - енергією вітрів.

Існують два види вітрових електростанцій: з горизонтальною віссю - звичний усім пропелер, і станції з вертикальною віссю обертання. Другі, не дивлячись на те, що генератор у них перебуває під щоглою, і немає необхідності орієнтувати конструкцію на вітер - менш популярні. Справа в тому, що для їх роботи потрібні більш сильні вітри і зовнішнє джерело для запуску.

Вітрова електростанція, якої б потужності вона не була, побудована приблизно однаково: щогла (виробники пропонують кілька типів: простіші на розтяжках, телескопічні, монолітні - різниця в займаній площі і ціні), на вершині якої встановлюється контейнер з генератором і редуктором. Редуктор оснащений лопатями, які уловлюють потоки вітру. Контейнер закріплений рухомо і здатний розвертатися слідом за вітром.

Вибираючи вітряк, треба в першу чергу визначитися - для яких цілей він буде Вам служити, і скільки енергії Ви розраховуєте від нього отримати.

Одні з найбільш легких конструкцій вітрових електростанцій - потужністю до 300 Вт. Така переносна вітрова електростанція легко вміщається в багажнику автомобіля, встановлюється однією людиною за лічені хвилини і здатна забезпечити зарядку мобільних пристроїв, забезпечити освітлення та можливість подивитися телевізор. Таку вітрову електростанцію можна взяти з собою в дорогу або встановити на дачі. Дво-, п'яти- або десяти кіловатні вітрові електростанції зможуть забезпечити необхідною кількістю енергії будинок, котедж, магазин, кафе, кемпінг, навіть ферму, ресторан, готель чи будівельний майданчик. Надлишки енергії акумулюються і використовуються в періоди затишшя або коли енергії потрібно більше, ніж дає вітер.

Детальніше...

Важкі метали

Вівторок, 01 березня 2011, 23:37

Важкі метали відносяться до пріоритетних забруднюючих речовин, спостереження за якими обов'язкове у всіх середовищах.

Термін важкі метали, що характеризує широку групу забруднюючих речовин, набув останнім часом значного поширення. У різних наукових і прикладних роботах автори по-різному трактують значення цього поняття. У зв'язку з цим кількість елементів, що відносяться до групи важких металів, змінюється в широких межах. В якості критеріїв приналежності використовуються численні характеристики: атомна маса, густина, токсичність, поширеність у природному середовищі, ступінь залученості в природні та техногенні цикли. У деяких випадках під визначення важких металів потрапляють елементи, які відносяться до крихких (наприклад, вісмут) чи металоїдів (наприклад, миш'як).

У роботах, присвячених проблемам забруднення навколишнього природного середовища та екологічного моніторингу, на сьогоднішній день до важких металів відносять більше 40 металів періодичної системи з атомною масою понад 50 атомних одиниць: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi та ін. При цьому важливу роль у категоріюванню важких металів відіграють такі умови : їх висока токсичність для живих організмів у відносно низьких концентраціях, а також здатність до біоакумуляції і біомагніфікації. Практично всі метали, які потрапляють під це визначення (за винятком свинцю, ртуті, кадмію та вісмуту, біологічна роль яких на даний момент невідома), активно беруть участь у біологічних процесах, входять до складу багатьох ферментів. За класифікацією Н. Реймерса, важкими слід вважати метали з густиною більше 8 г/см³. Таким чином, до важких металів відносяться Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Формально визначенню важкі метали відповідає велика кількість елементів. Однак, на думку дослідників, зайнятих практичною діяльністю, пов'язаною з організацією спостережень за станом і забрудненням навколишнього середовища, сполуки цих елементів далеко не рівнозначні як забруднюючі речовини. Тому в багатьох роботах відбувається звуження рамок групи важких металів, відповідно до критеріїв пріоритетності, зумовленими напрямом і специфікою робіт. Так в роботах Ю.А. Ізраеля в переліку хімічних речовин, що підлягають визначенню в природних середовищах на фонових станціях у біосферних заповідниках, в розділі важкі метали названі Pb, Hg, Cd, As. З іншого боку, відповідно до рішення Цільової групи з викидів важких металів, що працює під егідою Європейської Економічної Комісії ООН та займається збором і аналізом інформації про викиди забруднюючих речовин в європейських країнах, тільки Zn, As, Se та Sb були віднесені до важких металів. За визначенням М. Реймерса окремо від важких металів стоять благородні і рідкісні метали, відповідно залишаються тільки Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. У прикладних роботах до числа важких металів найчастіше додають Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn. Add a comment

Детальніше...

Забруднення води

Середа, 23 лютого 2011, 11:06

Забруднення і евтрофікація води

Антропогенне евтрофування та забруднення води - це основні процеси, що викликають деградацію річок, водосховищ, озерних систем і погіршення якості води. Хоча головною причиною обох процесів є відходи господарської діяльності, що надходять у водойми з водозбору, кожний з процесів має свою специфіку.

Забруднення водойм токсичними речовинами техногенного походження часто ускладнює або робить неможливим використання води для питних цілей.

Крім того, забруднюючі речовини накопичуються в донних відкладеннях, а також у фіто- і зоопланктоні, вищій водній рослинності і рибах. При цьому нерідко утворюються нові, більш токсичні сполуки і виникають вогнища вторинного забруднення води.

Загроза антропогенного евтрофування водойм стала усвідомлюватися тільки в другій половині минулого століття. Для водойм, особливо озерних екосистем, надмірне надходження біогенних речовин не менш небезпечне, ніж токсичне забруднення води. Коли вміст у воді фосфору, азоту, калію перевищує критичний рівень, прискорюються життєві процеси водних організмів. Як наслідок, починається масовий розвиток планктонних водоростей ("цвітіння" води), вода набуває неприємного запаху і присмаку, її прозорість знижується, збільшується кольоровість, підвищується вміст розчинених і завислих органічних речовин. Перенасичення води органічними сполуками стимулює розвиток сапрофітних бактерій (у тому числі особливо небезпечних хвороботворних), водних грибів, різко загострюючи епідеміологічну обстановку на водних об'єктах.

При надлишку органічної речовини у воді утворюються стійкі органомінеральні комплекси з важкими металами, в деяких випадках більш токсичні, ніж самі метали. На окислення величезної кількості новоутвореної органічної речовини витрачається значна частина розчиненого у воді кисню - виникає кисневий дефіцит, що вкрай негативно впливає на цінні породи риб і їх кормову базу - зообентос. Крім того, дефіцит кисню приводить до того, що з донних відкладень у воду більш активно виділяється ряд речовин, у тому числі фосфор, а це, у свою чергу, інтенсифікує процес евтрофування. Таким чином, починаючи з якогось моменту, евтрофування, отримуючи внутріводне прискорення, стає незворотнім, викликаючи деградацію озерних систем і водосховищ.

Детальніше...