Основы экотехносферной безопасности
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Инфра-Инженерия
Авторы:
Букейханов Нурым Раимжанович, Чмырь Инна Михайловна, Гвоздкова Светлана Ильинична, Бутримова Елена Владимировна, Никишечкин Анатолий Петрович, Кулизаде Дмитрий Игоревич
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 132
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0503-4
Артикул: 766820.01.99
Рассмотрены основные термины в области обеспечения экотехносферной безопасности, показаны инженерные методы разработки соответствующей техники и технологий, а также минимизации негативного воздействия физических факторов. Раскрыт смысл термина «экотехносферная безопасность» и приведены причины для его введения. Представлены примеры проектов решения проблем экологической и техносферной безопасности.
Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 20.03.01, 20.04.01 «Техносферная безопасность» и 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 20.03.01: Техносферная безопасность
- ВО - Магистратура
- 15.04.05: Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
- 20.04.01: Техносферная безопасность
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ОСНОВЫ ЭКОТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Учебное пособие Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021 1
УДК 502.17(075) ББК 20.18 O-75 Авторы: Н. Р. Букейханов, И. М. Чмырь, С. И. Гвоздкова, Е. В. Бутримова, А. П. Никишечкин, Д. И. Кулизаде O-75 Основы экотехносферной безопасности : учебное пособие / [Н. Р. Букейханов и др.] - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. - 132 с.: ил., табл. ISBN 978-5-9729-0503-4 Рассмотрены основные термины в области обеспечения экотехносферной безопасности, показаны инженерные методы разработки соответствующей техники и технологий, а также минимизации негативного воздействия физических факторов. Раскрыт смысл термина «экотехносферная безопасность» и приведены причины для его введения. Представлены примеры проектов решения проблем экологической и техносферной безопасности. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 20.03.01, 20.04.01 «Техносферная безопасность» и 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». УДК 502.17(075) ББК 20.18 ISBN 978-5-9729-0503-4 Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 2
СОДЕРЖАНИЕ Список аббревиатур .................................................................................................... 4 Введение ....................................................................................................................... 5 1. Понятия и термины. Основные разделы ............................................................... 8 2. Понятия, термины экотехносферной безопасности .......................................... 12 3. Система экотехносферного образования ............................................................ 18 4. Технологии и техника ЭТХБ ................................................................................ 24 4.1. Автоматизация ............................................................................................ 24 4.2. Математическое моделирование технологических процессов при разработке и отладке АСУ ТП .................................................................. 25 4.3. Конструирование - инструмент повышения уровня сбережения материалов и энергии ........................................................................................ 26 5. Минимизация негативного воздействия физических факторов для обеспечения экотехносферной безопасности .................................................. 79 6. Функциональные и конструкционные материалы. Источники энергии ......... 88 6.1. Материалы и реагенты ............................................................................... 88 6.2. Источники энергии .................................................................................. 111 Список литературы ................................................................................................. 125 3
СПИСОК АББРЕВИАТУР АСУ ТП - автоматизированные системы управления технологическими процессами АЦП - аналого-цифровой преобразователь АЭС - атомная электростанция АХОВ - аварийно химически опасные вещества ВМР - вторичные материальные ресурсы ВЭР - вторичные энергетические ресурсы ЕСКД - Единая система конструкторской документации МПМ - многокомпонентные порошковые материалы МППМ - многокомпонентные полидисперсные порошковые материалы ПАВ - поверхностно-активные вещества ПДВ - предельно допустимый выброс ксенобиотиков в атмосферу ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ ПДС - предельно допустимый сброс ксенобиотиков в гидросферу ПДУ - предельно допустимый уровень опасных физических факторов (электромагнитное излучение, шум, вибрация, ультразвук) ПЭТФ - полиэтилентерефталат САР - система автоматического регулирования СДЯВ - сильнодействующие ядовитые вещества СОЖ - смазочно-охлаждающая жидкость СОТС - смазочно-охлаждающее технологическое средство ТБО - твердые бытовые отходы ПЛК - программируемый логический контроллер ТПО - твердые промышленные отходы ТПБО - твердые промышленные и бытовые отходы ТС - техническая система ТЭС - тепловая электростанция УВМ - управляющие вычислительные машины УСО - устройства аналогового и цифрового ввода и вывода данных ХТС - химико-технологическая система ХОВ - химически опасное вещество ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь ЦСО - централизованная система очистки ЭМП - электромагнитные поля ЭМИ - электромагнитные излучения ЭСП - электростатические поля ppm - миллионная доля (пропромилле) - единица измерения каких-либо относительных величин, равная 1Â10í6 от базового показателя. (от англ. parts per million или лат. pro pro mille, читается «пи-пи-эм», «частей на миллион») 4
ВВЕДЕНИЕ Исследование глобальной проблемы ухудшения качества природной, производственной и бытовой среды и методов минимизации уровней опасностей для улучшения качества существования природы и жизни человека - актуальная проблема современности. Эту работу проводят на уровне академической и прикладной наук по разработке управленческих и инженерных методов, подготовки кадров и формирования экологически ориентированного менталитета населения. Результаты научной, производственной, педагогической и управленческой работы сформировали направления деятельности и термины «устойчивое развитие», «безопасность жизнедеятельности», «экологическая безопасность» (ЭБ), «техносферная безопасность» (ТХБ), «ноксология», «урбоэкология». Федеральный закон «Об охране окружающей среды» трактует ЭБ как «состояние защищенности природной среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, их последствий». Процессы управления экологической и техносферной безопасностью связаны неразрывно. В данном учебном пособии для отражения общих свойств экологической и техносферной безопасности предлагается использовать термин «экотехносферная безопасность» (далее ЭТХБ). Управление ЭТХБ ориентировано на создание благоприятной для человека техносферной и экологической природной среды социальными и инженерными методами. Приведем пример приоритетности возможности обеспечения баланса нормальной природной и техносферной среды только при разработке проектов и реализации экологически ориентированного производства, обеспечивающего нормативы содержания ксенобиотиков в окружающей природной среде (табл. В1). Основанием для введения термина экотехносферная безопасность» является то, что понятие «техносферная безопасность» не имеет четкого определения. Составляющие термин понятия имеют следующие значения: (техносфера - от греческого techne - искусство, мастерство и sphaira - шар, сфера) - это часть биосферы, преобразованная людьми с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия социальноэкономическим потребностям человечества. Согласно ГОСТ Р 52104-2003 «Ресурсосбережение. Термины и определения» техносфера - «часть биосферы, коренным образом преобразованная человеком в технические и техногенные объекты (ресурсы, здания, дороги, механизмы, сооружения и др.), становящиеся частью ноосферы с целью удовлетворения социально-экономических потребностей». Техносфера постепенно разрушает экосистемы и повышает влияние на человека техногенных негативных факторов. 5
Воздействие животных, почву на человека Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма одежды одежды Пример фактора выбросами выбросами с вредными с вредными производство производство Производство теплых домов, теплых домов, кондиционеров кондиционеров 6 Таблица B1 Пример обоснования термина «экотехносферная безопасность» Воздействие Качество фактора Качество фактора почву на человека на растения, Природный фактор Техносферный фактор на растения, животных, Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Экологическое Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Производство Минус Плюс Норма Минус Плюс Норма Экологическое 30 С 30 С Пример фактора природной природной среды ниже среды выше Температура Температура
В работе [4] исследовано содержание терминов «экологическая безопасность» и «техносферная безопасность». Можно согласиться с мнением авторов, что «Основное отличие данных сфер знаний - это направленность. ЭБ как вид деятельности является логическим продолжением проблемы охраны окружающей среды и направлена в большей степени на её защиту, тогда как ТХБ ориентирована больше на создание благоприятных для человека условий существования в преобразуемой человеком биосфере - техносфере». «Целью управления ЭБ является обеспечение выполнения экологических норм и требований, рационального использования природных ресурсов, их восстановление и воспроизводство. Цель управления ТХБ - это создание благоприятных для человека условий существования в техносферной среде». На уровне управления в настоящее время реализуют ряд системных мер для обеспечения безопасности человека в техносфере (безопасность труда, защита в чрезвычайных ситуациях, пожарная защита и др.). Из данных, приведенных в таблице B1, следует, что возможны ситуации, при которых обеспечение техносферной безопасности человека может нанести вред природной среде в случае экологически опасного производства электроэнергии, например ТЭЦ, использующих как топливо уголь с повышенной концентрацией серосодержащих веществ (или ТЭЦ с неэффективными очистными сооружениями). В данном глоссарии (учебном пособии) по проблемам экотехносферной безопасности в рамках задач технологического университета подготовки специалистов, способных эффективно решать проблемы ТХБ и ЭБ, - информация изложена в разделах: система подготовки специалистов управлению экотехносферной безопасности, реестр терминов и понятий, в инженерные методы разработки техники, технологий и производств, материалы и энергия, минимизация воздействий физических факторов, обеспечивающих системный подход к минимизации негативных параметров техносферной и природной среды и улучшению качества жизни человека и состояния окружающей природной среды. Особое внимание уделено вопросам, формирующим у студентов компетенции по умению работать креативно, которые представлены примерами методов разработки проектов решения проблем экологической и техносферной безопасности. 7
1. ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ Таблица 1.1 Раздел и страница учебного пособия 1. Наименование понятий, терминов, методов управления, технологий, техники, материалов, реагентов, видов энергии 2. Понятия, термины 6. Материалы, реагенты, виды энергии для ЭТХБ 4. Технологии и техника ЭТХБ 5. Минимизация негативных физических факторов 3. Система экотехносферного образования 1 2 3 4 5 6 Абсорбер 29 Автоматизация, примеры экозащитных технологий, оборудования 24 Адгезия 15 Адсорбция 29 Алгоритмические и креативные методы решения задач 19 Анодирование 34 Аспирация 31 Ацетилен 91 Аэротенк 55 АЭС, АЭС плавучая 113 Бактерицидная установка 74 Барботирование 32 Безотходные и малоотходные технологии 13 Биовентилирование почв 61 Биогаз 119 Биоразлагаемые полимеры 95 Биотопливо (биогаз из водорослей) 118, 119 Биоэтанол (биометанол, биобутинол, диметиловый эфир) 121 Биодизель 122 Биологические методы очистки воды 54 Биофильтры 58 Вибрация, методы защиты 86, 87 Водородная энергетика 123 Выщелачивание урана 33 Гелиоэнергетика 114 Геотермальная электростанция 118 8
Продолжение таблицы 1.1 1 2 3 4 5 6 Гидропоника 63, 64, 66 Гидросепарация 62, 63 Гидроциклоны 46 Гидрофобные покрытия 96 Грохот 72 Десорбция 31 Дожигатель термокаталитический 43 Дрова, пеллеты, щепа, горбыль 119 Жидкие кристаллы 91 Золочение 34 Ионный обмен 53 Инсинираторы, мусоросжигательные заводы 62, 69, 70 Интеллектуальные (смарт) материалы 99 Инфракрасное излучение 82 Канцероген 97 Каталитические реакторы 43 Каталитический нейтрализатор 72 97 Классы опасности отходов 15 Клеи 104 Коагуляция, коагулянты и флокулянты 51 Компактирование 15 Композиционные материалы (композиты) 106 Компостирование ТКО 71 Компримирование 15 Кондиционирование, сплит-системы 75 Конструирование 26 Криобластинг 34, 72 Лавсан (полиэтилен-терефталат) 95 Лакокрасочные материалы 97 Легирование 90 Латунь, латунирование 34 Метанол 96 Метантенк 55 Металлы и сплавы железа (чугуны, стали) 89 Мышцы искусственные 76 Наноматериалы 108 Нейтрализация сточных вод 54 Нефтеловушки 48 9
Продолжение таблицы 1.1 1 2 3 4 5 6 Никелирование 33 Окситенк 57 Оксидирование 34 Омеднение 34 Осмос, обратный осмос 53 Отстойники 45 Очистка воздуха от пыли 37 Очистка от СО2, серы, оксидов азота 34-37 Очистка воды 54 Очистка почв 69 ПАВ 105 Переработка отходов 67 ПЛК 24 рН - водородный показатель 16 Полиамиды 94 Поливинилхлорид 13 92 Полипропилен 93 Прототипирование 3D 18, 21 Пылеуловитель ротационный 40 Радиационное излучение, защита 84 Рециклинг. Риски. Надежность 15 Роботы, экзоскелеты 75 Родирование 34 Санитарно-защитная зона 16 Свет синий 80 Сепарация 16 62 Септики 50 Серебрение 34 Система. Определение 12 Система техническая, социотехническая система 12 Слоевого сжигания метод. МСЗ 69 Смарт-ЛКМ (лакокрасочные материалы) 97 Социотехническая система (СТС) 12 СОЖ 16 Сопло 75 Термоядерная энергетика 113 Тефлон 95 Техносферная безопасность (экотехносферная безопасность) 13 10