Grup int : Profesorii din învmântul preuniversitar
Tehnologii ecologice
CUPRINS
TEMA NR. 1. Ele me nte gene rale de ecologie indus triala
Pag.
4
4
TEMA NR. 2. Surse le de poluare ale me diului
8
8
9
10
2.4. Principa lele efecte ale surselor de poluare asupra
mediului
11
18
TEMA NR. 3. Factorii de me diu. Tehnici de preve nire i protecie ai
acestora
19
19
33
50
TEMA NR. 4. Metode de ecologizare în seciile de pre lucrri
mecanice
55
55
4.2. Scopul i locul procesului tehnologic ca sistem în ansamblul
societii comercia le
constructoare de maini.
56
4.3. Principa lele noxe care rezult în urma operaiilor de achiere.
instalaii pentr u
captarea i reinerea noxelor.
57
4.4. Dispozitive de captare a noxelor la strungur i, freze i maini
de gur it.
58
4.5. Particular iti ale insta laiilor pentru captarea i reinerea
noxelor la operaiile de prelucrri mecanice de polozare,
rectificare, curire, tiere, lefuire
63
66
69
73
75
76
78
INTRODUCERE
Poluarea i protecia mediului industrial sunt considerate la ora
actual probleme de mare importan cu care se confrunt umanitatea în
general. Transformrile care au loc la nivel global în ceea ce
privete mediul înconjurtor, impun gsirea unor soluii fundamentate
teoretic i conceptual, pentru meninerea echilibrului ecologic al
planetei.
Grija pentru mediul înconjurtor nu este un fenomen cu totul nou. În
mod izolat, legi pentru protejarea mediului înconjurtor i a vieii
slbatice, au fost adoptate i în trecut.
Înc din antichitate, filosoful grec Heraclit a spus: “Sntatea
omului este reflexia
sntii pmântului”
Revoluia tehnico-tiintific desfurat concomitent cu explozia
demografic - în
special în secolul XX, a dus inevitabil la creterea necesitilor de
materii prime, energie, alimente, ap, etc. Acest fapt a accentuat
conflictul dintre om i natur, a dus în foarte multe cazuri la
apariia unor dezechilibre în natur cu urmri deosebit de grave
asupra mediului în care trim.
Dup analiza situaiei sistemului ecologic al planetei care a avut
loc la Conferinta
Internationala asupra Mediului de la Stockholm din anul 1972,
omenirea a început s fie contient de importana problematicii
proteciei mediului înconjurator, dar i de faptul c aceste probleme
ale mediului nu pot fi separate de activitatea economic, social i c
acestea au implicaii directe asupra calitii vieii.
Pe plan mondial rile dezvoltate industrial fac eforturi uriae în
ceea ce privete
introducerea tehnologiilor ecologice în toate sectoarele de
activitate. Tehologiile nepoluante
sunt scumpe dar i msurile ulterioare de depoluare a mediului
solicit sume însemnate. Problemele imediate care apar sunt generate
de faptul c aceste resurse financiare sunt necesare imediat, în
timp ce efectul acestor investiii, mai ales din punct de vedere
economic este pe termen lung i este greu de cuantificat. Aceast
contradicie de suprafa dintre economic i ecologic, poate fi
soluionat pe baza conceptului dezvoltrii durabile.
Este esenial, mai mult ca orcând, ca i Romania s se alinieze la
acest concept, în sensul c obiectivele economice i cele ecologice s
fie corelate, astfel încât s includ aciuni de protecie a mediului
înc din faza de proiectare a unui obiectiv economic sau social, cu
scopul de a minimiza efectele negativ e ce le-ar putea produce
asupra mediului.
Lucrarea de fa a fost gândit astfel încât s satisfac cerinele
minime de
cunoatere ale tehnologiilor i utilajelor de protecie ale mediului
industrial - care se întâlnesc în majoritatea societilor comerciale
constructoare de maini, analizeaz planurile de invmânt legate de
coninutul disciplinelor de specialitate legate de protecia mediulu
i industrial i propune completarea curricumului legat de viitorul i
importana ecologizrii tuturor sectoarelor de activitate industrial,
aplicabil cu precdere în Liceele Tehnologice, în concordan cu
recentele reglementri ale învmântului european stabilite prin
Programul de la Bologna.
TEMA NR.1
1.1. DEFINIII
Protecia mediului constituie o problem stringent a politicii
tuturor statelor lumii i ea trebuie soluionat tiinific,
interdisciplinar i interstatal. Pentru a putea înelege mai bine
anumite fenomene i termeni ce însoesc noiunile i operaiile de
protecie a mediului înconjurtor, vom defini câteva noiuni
utile:
Mediul înconjurtor – reprezint totalitatea factorilor naturali i a
celor creai prin activiti umane care, în strâns interaciune, asigur
meninerea echilibrului ecolo gic, determin condiiile de via pentru
om i de dezvoltare a societii.
Protecia mediului înconjurtor (1) - înseamn ansamblul aciunilor de
ocrotire i îmbuntire a mediului înconjurtor, de protejare i
gospodrire judicioas a resurselor naturale, inclusiv aerul, apa,
solul, flora, fauna i eantioanele reprezentative ale ecosistemelor
naturale, întreprinse pe plan global sau local, în conformitate cu
anumite declaraii i tratate internaionale sau hotrâri ale forurilor
legislative din diversele ri ale lumii.
Protecia mediului înconjurtor (2)- aciunea organizat de stat sau de
o instituie naional ori internaional, în scopul pstrrii
echilibrului ecologic, meninerii i ameliorrii calitii factorilor
naturali, asigurrii unor condiii de via i de munc tot mai
bune.
Ecologie – tiin care se ocup cu studiul interaciunii dintre
organisme i mediul lor de via. Noiunea deriv din cuvintele greceti
“oikos” – cas, gospodrie i “logos” – tiin.
Poluare – impurificarea atmosferei (cu particule, gaze sau vapori
,produse artificiale),
sau a apelor naturale de suprafa sau subterane (cu ape uzate
menajere, industriale, etc.).
1.2. INTRODUCERE ÎN PROBLEMATICA PROTECIEI
MEDIULUI INDUSTRIAL
Poluarea i protecia mediului sunt considerate la ora actual
probleme de mare importan cu care se confrunt umanitatea în
general. Transformrile care au loc la nivel global în ceea ce
privete mediul înconjurtor, impun gsirea unor soluii fundamentate
teoretic i conceptual, pentru meninerea echilibrului ecologic al
planetei.
Revoluia tehnico-tiinific desfurat concomitent cu explozia
demografic, a dus inevitabil la creterea necesitilor de materii
prime, energie, alimente, ap, etc. Acest fapt a accentuat
conflictul dintre om i natur, a dus în foarte multe cazuri la
apariia unor dezechilibre în natur cu urmri deosebit de grave
asupra mediului în care trim.
Se poate afirma cu certitudine c dezvoltarea industrial iraional,
urbanizarea
excesiv, explozia demografic, distrugerea masiv a pdurilor,
constituie permanent un potenial de presiune cu efecte negative
asupra mediului.
Primul semnal de alarm privind situaia sistemului ecologic al
planetei a fost tras la Conferina Internaional asupra Mediului de
la Stockholm din anul 1972. Treptat omenirea a început s fie
contient de importana problematicii proteciei mediului înconjurtor,
dar i de faptul c aceste probleme ale mediului nu pot fi separate
de activitatea economic, social i c acestea au implicaii directe
asupra calitii vieii. Ca urmare, a luat fiin pe lâng
Organizaia Naiunilor Unite, “COMISIA MONDIAL AS UPRA MEDIULUI I
DEZVOLTRII“.
Rolul acestei comisii este de a supraveghea evoluia calitii
mediului înconjurtor i
de a ateniona statele care prin activitile lor economice, pun în
pericol echilibrul ecologic al
planetei.
În aceste condiii în care Comisia Mondial asupra Mediului i
Dezvoltrii, precum i o serie de organizaii neguvernamentale fac
presiuni asupra guvernelo r care nu se preocup în suficient msura
de problematica mediului, a aprut un nou concept: “Conceptul
Dezvoltrii Durabile “.
Acest concept, are ca idee central acel mod de dezvoltare economic
care asigur
folosirea resurselor naturale aflate în cantiti mari, care asigur
folosirea raional a resurselor de energie convenional, care asigur
folosirea cu precdere a resurselor neconvenionale de energie i mai
ales resursele regenerabile, concomitent cu protejarea i
conservarea mediului înconjurtor.
Esena conceptului dezvoltrii durabile este dat de ideea de a
conserva patrimoniul
existent în favoarea bunstrii generaiilor prezente i viitoare,
patrimoniu ce este constituit din capitalul natural, capitalul
produs prin munca oamenilor, dar i din stocul de cunotine tiinifice
i tehnologice. Este necesar s înelegem c dezvoltarea durabil
trebuie s se implice în gsirea de soluii optime privind
dimensionarea economic în toate domeniile, pentru descoperirea i
aplicarea tehnologiilor nepoluante.
Un rol important în realizarea acestui concept, îl au agenii
economici care trebuie s - i reorienteze tehnologiile spre acele
tehnologii mai puin poluante, care genereaz mai puine deeuri, care
au consumuri materiale i energetice reduse, care au un impact cât
mai redus asupra mediului i care prezint riscuri ecologice
reduse.
Referitor la conceptul privind dezvoltarea durabil, exist mai multe
opinii în lume, unele pledând pentru stoparea dezvoltrii economice,
altele absolutizând rolul mediului.
În primul raport al Clubului de la Roma privind dezvoltarea
omenirii, se susine ideea de a nu se absolutiza rolul mediului în
detrimentul dezvoltrii economice. În acel raport, se pledeaz pentru
o reconciliere între problematica dezvoltrii economice i
problematica mediului, în sensul c se susine ideea c acest concept
al dezvoltrii durabile trebuie s susin progresul uman, nu numai în
câteva ri dezvoltate ale globului i doar pentru câiva ani, ci
pentru întreaga planet i pentru un viitor îndelungat.
De aceea, este necesar s înelegem c dezvoltarea durabil trebuie s
se implice în
realitatea concret nu numai prin definirea conceptului, dar i
pentru gsirea soluiilor optime pentru dimensionarea economic în
toate domeniile i în toate rile, pentru aplicarea unor tehnologii
nepoluante, a unei agriculturi ecologice i a unei urbanizri
raionale, în general pentru protecia mediului pe tot globul
pmântesc.
Un rol important în realizarea acestui concept îl au agenii
economici, fie privai, fie ai
statului. Printr-o legislaie adecvat, trebuie s li se impun
agenilor economici respectarea unor prioriti în ceea ce privete
activitatea lor tehnico-economic. Aceste prioriti sunt urmtoarele
:
redimensionarea creterii economice, având în vedere o distribuie
echitabil a resurselor naturale existente, concomitent cu
realizarea unor programe pentru creterea calitii produselor;
conservarea, descoperirea i diversificarea resurselor naturale,
întreinerea diversitii
ecosistemelor, supravegherea impactului activitii economice asupra
mediului;
reorientarea tehnologiilor actuale spre acele tehnologii mai puin
poluante, care genereaz mai puine deeuri, care au consumuri
materiale i energetice cât mai
reduse, care au impact mult mai sczut asupra mediului i care
prezint riscuri
ecologice minore.
Toate aceste programe, solicit surse financiare ridicate.
Tehnologiile nepoluante sunt scumpe dar i msurile ulterioare de
depoluare a mediului solicit sume însemnate. Dificultile care se
ridic, sunt generate de faptul c aceste resurse financiare sunt
necesare imediat, în timp ce efectul acestor investiii, mai ales
din punct de vedere economic sunt pe termen lung i este greu de
cuantificat. Aceast contradicie de suprafa dintre economic i
ecologic, poate fi soluionat pe baza conceptului dezvoltrii
durabile.
1.3. MOTIVAREA ALEGERII TEMEI
Excaladarea volumului de noxe generat de progresul
industrial,devenit un element de alarm la scar planetar,necesit
concentrarea preocuprii pentru gasirea unor soluii performante
pentru îndeprtarea sau limitarea acestei primejdii care amenin viaa
pe pmânt.
Consider c este absolut necesar formarea în rndul elevilor în
special a celor de la învmântul tehnologic a unei preocupri în ceea
ce privete ecologia în industria constructoare de maini.
Propun ca profesorii care predau tehnologie în funcie de
specializare s trateze i
aspecte legate de ecologizarea proceselor tehnologice,de tehnologii
de proces curate.
Tehnica – este activitatea strveche a omului prin care se produc
bunuri folositoare, care contribuie la supravieuirea i la
îmbuntirea condiiilor lui de trai.
Tehnologia – este cunoaterea tiinific având ca obiect Tehnica
(tehno-logos). Tehnologia – este gândirea despre activiti tehnice
ale omului tehnic (care gândete, creeaz produce i utilizez).
Tehnologia are principii, legi, metode i reete speciale de
studiu.
Dezvoltarea tehnologic, progresele tiinifice i tehnice, trecerea de
la societatea industrializat la cea postindustrial, informatizat,
marile probleme globale create de civilizaie i cu care omenirea se
confrunt, determin o atenie corespunztoare educaiei.
Lumea noastr este un a mestec de promisiuni excepionale,de
perspective
nelinititoare i izbucniri tehnologice necontrolabile, tehnologia
fiind potenial ambivalent,
de om depinzând sensul evoluiei: spre progres, ordine i perfeciune
sau spre autodistrugere - fapt ce trebuie s impun o înalt
moralitate i responsabilitate în utilizarea imenselor energii i
înaltelor tehnologii de care azi omul poate dispune.
Accelerarea schimbrilor i ocul inevitabil al viitorului, impactul
dintre tehnologie i
mediul natural sau social, trecerea de la tehnologia forat la
înalta tehnologie, reclam o
educaie i o mentalitate tehnologic nou.
Explozia informaional i uzura accelerat a cunotinelor tiinifice,
tehnice, ca i
proliferarea, diversificarea i perfecionarea continu a produselor
tehnologice, impun educaia în spirit tehnic prin care omul s fie
capabil s stpâneasc mai bine i s exploateze mai eficient tehnologia
nou.
Realizarea unei culturi de baz în perioada învmântului liceal
reclam includerea tehnologiilor ecologice în contextul acestuia,
vizând cultivarea unei viziuni de ansamblu, formarea unei atitudini
active, morale i responsabile asupra mediului, în raport cu
dezvoltarea i exploatarea acestuia – premis pentru o viaã
socio-profesional adecvat, într- un univers supertehnologizat i
curat.
TEMA NR.2
SURSELE DE POLUARE ALE MEDIULUI
Sursele de poluare ale mediului înconjurtor pot fi grupate în
principal, în dou mari categorii i anume:
surse naturale: erupiile vulcanice, furtunile de nisip i praf,
ozonul, apele subterane
acide i saline, efectul “El N ino”, cutremurele, incendiile
spontane, etc.
surse generate de prezena i activitatea uman: efectul de ser,
ploile acide, defririle, creterea populaiei, transportur ile,
activitile economice, turismul, etc.
În viitor s-ar putea s apar i alte surse de poluare noi, pe masur
ce omul îi extinde
habitatul nu numai pe Pmânt, ci i în spaiul cosmic.
2.1. SURSELE DE POLUARE NATURALE
Dintre sursele principale de poteniali poluani naturali,
amintim:
Ozonul (O3). Se tie c este o substan periculoas pentru om chiar în
concentra ii mici. Pân acum, omul nu s-a întîlnit cu concentraii
periculoase în mediul su ambiant, îns prin zborurile cu avioanele
supersonice de mare altitudine, concentraiile de ozon întâlnite,
pot deveni periculoase pentru sntatea sa. Trebuie s amintim c
ozonul aflat în straturile înalte ale atmosferei este i un
protector biologic funcionând ca un ecran împotriva radiaiilor
solare ultraviolete.
Ozonul stârnete la ora actual cea mai mare îngrijorare, chiar dac
se estimeaz c i bioxidul de carbon, sulfaii, azotaii sau bioxizii
de azot sunt poteniali duntori.
Cele mai amnunite studii referitoare la aceast problem s-au fc ut
în S UA, care au dus la concluzia c nivelele curente ale ozonului
reduc productivitile culturilor de sorg i porumb cu 1% , cu
aproximativ 7% culturile de bumbac i soia i cu peste 30% culturile
de lucern - pierderile de recolte ajungând pân la o valoare estimat
de 4 mil. $ anual.
Furtunile de nisip. Se aprecieaz c în fiecare an, atmosfera
transport peste 30 mil.
tone praf. Invazia prafulul nu se face numai printr-un proces de
depunere brut, exist i cazuri când presiunea prafului este
dramatic, cum se întampl în furtunile de praf din preerii sau din
deert, care pot îngropa caravane intregi. Este cunoscut frica
locuitorilor Saharei de ravagiile pe care le produce acel vânt
purttor de nisip i praf ce transport particule fine, uneori
ajungând pân în mijlocul oceanului Atlantic sau trecând peste
Mediterana pân în Europa.
Fenomenul polurii cu praf, adus de curenii de aer din regiunile
deertice, s-a
manifestat i pe teritoriul rii noastre.
Un gen asemntor de poluare a solului, este produs prin vagabondarea
nisipurilor
mictoare, sub form de dune, care purtate de vânt pot acoperi
ogoarele prejudiciind
activitatea agricol în anumite perimetre.
Fumul. Înrudit cu praful, fumul din atmosfer produs prin focuri
iscate din senin în
savane i pdurile de conifere a cror rin i terebentin înlesnete mult
propagarea incendiilor. Un exemplu în acest sens îi constituie
recentele incendii din pdurile Australiei i Americii, ce au
determinat arderea a însemnate suprafee de pdure.
Nu se cunosc cu precizie mecanismele exacte ale deteriorrii
pdurilor, majoritatea oamenilor de stiin cred c un amestec complex
de poluani – incluzând ploaia acid, ozonul
i metalele grele - fac ca arborii s devin sensibili la unele
stresuri naturale, cum ar fi seceta,
mana, cldura i frigul excesiv, care împreun cauzeaz distrugerea
lor.
Apele subterane acide si saline. Un risc mare de poluare îl
reprezint apele subterane
care stau în contact cu masivele de sare i alte minerale
încrcându-se astfel cu substane impurificatoare sau toxice,
devenind periculoase când prin foraj se perforeaz stratul
mineralier. Astfel, s-a constatat c apele de min din SUA aruncate,
polueaz 20 mii km de curs de ap.
Pe lâng poluanii naturali enumerai mai sus, pe care îi putem stpâni
parial sau total,
mai exist unii care nu se pot preveni înc i al cror efect este
deosebit de dezastruos pentru omenire. Dintre acetia, amintim
erupiile vulcanice i cutremurele, care practic duc la schimbri
radicale ale zone lor unde îi exercit activitatea.
De exemplu, erupia vulcanilor schimb continuu forma Anzilor.
Amazonul este un produs al Anzilor.
În ceea ce privete modul de prevenire a inundaiilor, se estimeaz c
practic 1 dolar SUA investit în îndiguiri împotriva inundaiilor,
duce la economisirea a 10 dolari S UA care s- ar datora efectelor
dezastrelor neprevzute.
Fenomenul "El Nino" - este un fenomen natural care const în
ridicarea aerului cald odat cu vaporii de ap la 10 - 16 km
altitudine. Apare astfel un front de blocaj, respectiv o
perdea de aer cald, care oblig norii s se descarce. Acest fenomen
însoete uraganele i furtunile i practic influeneaz starea vremii în
toat lumea. Ca efecte ale lui amintim:
Coasta Californiei este erodat cu 10 cm/an;
In Isulele Galapagos – ca urmare a înclzirii globale a atmosferei
din anul 1982,
cintezoii s-au înmulit foarte mult, practic ei depunând ou de 8
ori/an;
au disprut petii i a înverzit rapid vegetaia din insule.
Fenomenul “El N ino” dateaz de la formarea Oceanului Pacific cu 3-5
mil. de ani în
urm, respectiv de la formarea Istmului Panama care leag cele dou
Americi.
2.2. SURSELE DE POLUARE CARACTERISTICE ACTIVITII
UMANE
Omul, ca fiin vie, produce deeuri în primul rând datorit existenei
sale proprii i apoi, ca urmare a activitilor depuse în diferite
ramuri economice. Multe din aceste deeuri nu sunt biodegradabile,
iar unele sunt direct toxice.
Din statisticile fcute, rezult c populaia planetei este în continu
cretere, deci
problemele de poluare vor cpta o importan crescând.
Dezvoltarea societii, supune mediul înconjurtor la dou tipuri
principale de
presiuni:
prima - este urmarea direct a exploziei demografice i a expansiunii
oraelor, ritmul rapid al creterii considerabile înregistrate de
industrie, agricultur i alte domenii de
activitate, amplificarea circulaiei i a sistemelor de transport,
comunicaii, exploatrii
intensive i extensive a resurselor naturale;
a doua - mult mai puin agresiv i cu caracter predominant sezonier,
care decurge din
folosirea mediului înconjurator pentru diferite activiti turistice
i de agrement.
Intensificarea activitilor industriale, agricole, de transport,
afecteaz atât mediul cât i cadrul general de desfurare a
activitilor turistice.
O problem deosebit o pune poluarea aerului produs de industrie ,
sursele de impurificare cu repercursiuni asupra potenialului
mediului, fiind considerate, în ordinea descresctoare a activitii:
industria energetic, industria meta lurgic, industria chimic,
industria petrochimic, industria materialelor de construcii,
industria de prelucrare a lemnului, industria alimentar.
Printre cele mai poluante surse ale aerului se situeaz fabricile de
ciment, pulberile de praf ce se pierd în timpul procesului
tehnologic, care altereaz puritatea atmosferei, distrugând
vegetaia, peisajul, cruia îi dau un aspect mohorât, alung fauna i
psrile.
Poluarea apei, are de asemenea, consecine negative pentru mediul
urban i turism, contribuind la degradarea unora dintre resursele cu
cea mai larg utilizare. Implicaii grave, se creaz în cazul polurii
apelor mrii, lacurilor, râurilor i Deltei Dunrii, la care, pe lâng
reducerea efectelor relaxante, se produce i o scdere a efectelor
biost imulatorii sau terapeutice ale acestora.
Poluarea solului cu diferii poluani provenii fie din apa ploilor
contaminate cu ageni poluani, fie direct din deversri de deeuri,
pesticide, îngrminte chimice, etc. are, pe lâng urmrile de ordin
economic, socio-sanitar i consecine pentru mediul urban i turism
prin degradarea apelor freatice i a oglinzilor de ap.
Poluarea sonor reprezint un alt important factor de risc pentru
sntatea oamenilor.
Are implicaii i asupra turismului, apariia zgomote lor devin
dezagreabile întrucât, majoritatea celor ce practic turismul doresc
" un col linitit în natur" care s- i fereasc de tumultul marilor
orae sau de zgomotele industriale.
Despre aceti factori poluani i despre rolul lor în poluarea
mediului înconjurtor,
vom vorbi în subcapitolul 2.3.
2.3. EMISIILE DE POLUANI
Emisiile de poluani reprezint eliminarea în atmosfer a unor poluani
solizi, lichizi sau gazoi din surse punctiforme, de suprafa sau de
volum.
Normele de limitare procentual a emisiilor poluante sunt norme
privind valorile concentraiilor maxime de poluani admise în
atmosfer din diferite activiti economice.
S nu uitm c aerul pe care îl inspirm conine o serie întreag de
gaze, cum sunt: N
(78,09 %), O2 (0,94 %), Ar (0,93 %), CO2 (0,03 %) i cantiti mai
mici de Ne, Kr, Xe, He,
H2, O3, vapori de ap.
Normele de calitate ale aerului sunt extrem de importante pentru
luarea deciziilor în domeniul proteciei aerului, fie c sunt
utilizate în evaluri ale impactului unor instalaii industriale
asupra mediului înconjurtor, fie c se utilizeaz în supravegherea
calitii aerului
drept nivel de referin.
În România Concentraiile maxime admise C.M.A. sunt stabilite prin S
TAS
12574/1987 "Aerul din zonele protejate. Condiii de calitate". Ele
sunt stabilite astfel încât s se asigure populaia neprotejat
împotriva efectelor nocive ale acestor substane. Acest standard nu
se refer la calitatea aerului din atmosfera zonei de munc.
Acest standard a fost completat cu ordinul 462/01.07.1993 al
Ministrului Apelor, Pdurilor si Proteciei Mediului, cu procedura de
reglementare a activitii economice i sociale asupra mediului
înconjurtor, conform Legii P roteciei Mediului nr. 137/1995.
2.4. PRINCIPALELE EFECTE ALE SURSELOR DE POLUARE ASUPRA
MEDIULUI
Ca s putem lua msurile ce se impun pentru reducerea emisiilor
poluante, trebuie de la început s stabilim sursele de poluare,
substanele care sunt evacuate în mediu, efectul acestor substane
asupra mediului i desigur dup o profund analiz trebuiesc propuse
msuri de eliminare sau de reducere a acestora.
Problemele mediului au devenit probleme pentru întreaga lume. Ce se
întâmpl în
orice col al planetei ne intereseaz pe toi - de exemplu accidentul
nuclear de la Cernobâl din
1986. Arderile pdurilor din Brazilia nu vor afecta numai clima
Braziliei, ci i clima noastr. Suprapopularea din rile în curs de
dezvoltare poate afecta i clima noastr, economia i stabilitatea
politic.
Fondurile pentru Aprarea Mediului, în campania din 1989, listeaz
primele opt cele mai mari probleme ecologice, dup cum urmeaz:
Efectul de ser
Antarctica
Toxinele
Alte probleme la fel de importante ar fi subierea stratului de
ozon, smogul fotochimic,
conservarea energiei, eroziunea solului i nu în cele din urm,
creterea continu a populaiei.
Succesul sau insuccesul încercrii noastre de a cura mediul i de a
proteja rezervele
naturale, depinde, în mare parte de capacitatea noastr de a menine
populaia sub control.
2.4.1. Efectul de ser
O consecin deosebit de grav a emisiilor de bioxid de carbon, este
degradarea continu a stratului protector de ozon, ce are ca
rezultat “efectul de ser“ i creterea temperaturilor medii pe
glob.
Ozonul este un element important pentru viaa planetei. Formarea
ozonului este un
proces complex. Elementul de baz pentru obinerea ozonului este
bioxidul de azot (NO 2), care absorbind radiaia ultraviolet se
disociaz în oxid de azot i oxigen atomic, conform reaciei:
NO2 + radiaie ultraviolet NO + O ; (2.1)
Oxigenul atomic se combin cu o molecul de oxigen i formeaz ozonul
:
O + O2 O3 (2.2)
Menionm c reaciile pot fi i inverse.
Concentraia maxim de ozon se întâlnete la înlimi de (20 - 25) km.
Acest strat de
ozon în schimb are un rol protector pentru globul pmântesc,
protejându- l de radiaia ultraviolet. Datorit emisiilor în cantiti
foarte mari de CO 2 , dar datorit i a altor substane cum ar fi
freonul, acest strat de ozon se degradeaz, fapt ce are repercusiuni
negative asupra climei pmântului.
Ozonul produs la nivelul solului are efecte negative aupra
plantelor i animalelor, în
cantiti mari producând moartea acestora. Pentru acest fapt, este
folosit la sterilizarea apei.
Pe fondul diminurii stratului de ozon i a reducerii suprafeelor
acoperite cu pduri, diferenele de temperatur dintre zi i noapte vor
fi mai mari în zonele tropicale i mai mici în
zonele polare, fapt ce va produce cu siguran topirea unor mari pri
din calotele glaciare i inundaii masive în alte zone
geografice.
2.4.2. Ploile acide
Alturi de emisiile masive de bioxid de carbon, emisiile de bioxid i
trioxid de sulf i consecinele aciunii lor – “ploile acide”,
2constituie un factor esenial în distrugerea vegetaiei, i din pcate
sunt tot mai frecvente.
1Ploile acide în sensul polurii, sunt produse prin conversia primar
a bioxidului de sulf i a oxidului de azot în acid sulfuric i acid
azotic. C iclul este complex i depinde de procesul
de dispersie fizic i de rata de conversie chimic.
Menionm c apa pur are un pH neutru la valoarea 7. Bioxidul de
carbon din
atmosfer se dizolv în apa de ploaie reducând pH-ul la 5..6. Oxidul
de sulf i azotul
contribuie la diminuarea pH- ului la valoarea 5.0. Valori i mai
mici ale pH- ului rezult din
acizi tari produi de folosirea carburanilor. Rezultatele cderii
ploilor acide pe sol, sunt
dezastruoase, dac concentraia lor toxic se afl peste limitele
admise.
Ca exemplu, putem aminti ploile acide care cad in peninsula Yucatan
si în mare parte
în sudul Mexicului, care distrug temple, ziduri, monumente ale
civilizaiei Maya, este determinat de puurile petroliere i camerele
de fum ale exploatrilor petroliere din zona Golfului Mexic.
2.4.3. Economia
În societatea actual, mediul este sacrificat de multe ori pentru
binele economiei. Aceast politic este nechibzuit, datorit
distrugerii mediului, care are repercursiuni asupra viitoarelor
resurse economice.
Dezvoltarea industriei, agriculturii i a comerului reprezint
consecine fundamentale
ale dezvoltrii societii omeneti, dar depinde de noi, modul cum se
aplic aceste dezvoltri, ce tehnologii utilizm, cu ce consumuri
materiale i de energie, ce preocupri exist pentru reducerea
reziduurilor i prelucrarea deeurilor, ce msuri se iau pentru
reducerea emisiilor poluante, etc..
Sectorul care dup prerea majoritii specialitilor, este cel mai
poluant, este
sectorul industrial. Substanele chimice eliberate în atmosfer în
urma proceselor tehnologice din industria chimic, metalurgic, a
materialelor de constructii, etc., fie c sunt gaze, substane
prfoase, vapor i, substane lichide sau solide, produc o degradare
continu i progresiv a mediului pe zone din ce în ce mai mari.
Activitatea industrial
Industria este considerat la ora actual drept cea mai important
surs de poluare.
Poluarea industrial pornete de la problema polurii la locul de munc
i pân la consecinele ecologice ce intereseaz globul terestru în
întregime. Poluarea la locul de munca se caracterizeaz prin prezena
substanelor sau factorilor fizici vtmtori în zona locului de munc i
poate avea ca urmri, boli profesionale. Exist foarte multe cazuri
în care contaminarea produs de un agent poluant nu urmeaz o cale
prea lung, ci ajunge direct de la coul uzinei la contactul direct
cu organismul uman, prin intermediul aparatului respirator.
Poluarea industrial a mediului ambiant se propag mai ales pe calea
aerului i a apei. Pentru poluarea aerului este vinovat atât
industria productoare de energie electric, prin
gazele evacuate de la centralele termoelectrice, cât i alte ramuri
industriale: metalurgia
feroas i neferoas, industria chimic i a materialelor de
construcii.
Mult mai variat este poluarea pe calea apei. Importana acestei
poluri crete cu consumul industrial specific de ap, deoarece cu cât
acest consum crete, cu atât sunt mai ridicate i posibilitile de
rspândire în mediul ambiant a substanelor vtmtoare caracteristice
diferitelor procese industriale.
În urma proceselor industriale, se elimin în atmosfer cantiti mari
de anhidride,
monoxid de carbon, acizi i baze, oxizi ai diferitelor metale i
nemetale, gaze toxice, etc., care
afecteaz în mod deosebit mediul înconjurtor.
Eliminarea în râuri sau lacuri a apelor industriale uzate, ce conin
o serie de substane
chimice mai mult sau mai puin toxice, duce la degradarea calitii
apei i o face improprie vieii animalelor .
Degradarea continu a mediului înconjurtor, a solului, a apelor i a
aerului cu o gam din ce în ce mai diversificat de ageni poluani,
reprezint un fenomen al dezvoltrii industriale i constituie astzi o
problem major cu care se confrunt omenirea.
Un sector industrial deosebit de poluant este cel al metalurgiei în
general i al
metalurgiei extractive în special. În urma proceselor tehnologice
specifice acestor sectoare de
activitate se elimin în atmosfer cantiti impresionante de oxizi ai
metalelor, oxizi ai
nemetalelor, diverse gaze toxice, etc.
În cadrul sectoarelor de prelucrare la cald ale metalelor, sunt
cuprinse procedee de
prelucrare a metalelor prin turnare, laminare, extrudare, acoperiri
metalice, precum i procedeele de tratamente termice, termochimice,
termomecanice, etc. Deoarece se prelucreaz materiale metalice în
stare lichid sau înclzite la temperaturi înalte, în urma acestor
procese tehnologice, re zult multe gaze condensate i diverse
particule de diferite mrimi.
În urma proceselor de topire i turnare rezult oxizi de fier,
pulbere de nisip, pulberi
metalice, emisii de gaze (oxizi de carbon, sulf, azot,
hidrocarburi, etc.).
De la curarea piese lor turnate apar emisii de praf i nisip. În
urma proceselor
tehnologice rezult gaze, fum, praf, grafit, vapori de ulei. Pentru
eliminarea acestor emisii poluante se folosesc : camere de
desprfuire, scrubere, baterii de cicloane, filtre, precipitatori
electrostatici, etc..
La turntoriile de metale i aliaje neferoase apar diferite emisii,
în funcie de natura
materialului prelucrat, astfel:
- la topirea aluminiului se produc emisii de gaze ce conin urme de
acid flourhidic i
particule de hidroxid de aluminiu, fluoruri, praf, etc.
- la topirea cuprului rezult: praf, SO2
- la topirea plumbului rezult particule de plumb, praf, oxizi de
plumb, CO, CO2, NOx. La temperaturi ridicate, atunci când plumbul
vine în contact cu oxigenul din aer se
produce mult zgur. Deoarece zgura trebuie evacuat periodic, au loc
degajri intense de oxid de plumb sub form de particule fine de pâ n
la diametre de 0,25 µm, respectiv: (44,6-
166) mg/m3. Deoarece aerosolii ce conin plumb provoac saturnismul,
acetia trebuiesc
limitai la valori situate sub norme.
- la topirea zincului rezult praf, fum, SO2, etc.
- la topirea alamei i bronzului se degaj particule de cupru i oxid
de zinc.
Pentru combaterea acestor noxe se folosesc camere de desprfuire,
cicloane, filtre
textile, precipitatori electrostatici sau diferite combinaii ale
acestora.
În zonele în care se execut miezuri în cutii calde pot aprea emisii
de fenol, aldehide, furfuro l, hidrocarburi.
În depozite, în staiile de preparare ale amestecurilor, la formare
i ma i ales la
dezbatere, se produc puternice degajri de praf de cuar.
În atelierele de miezuire, formare, uscare, pot aprea degajri de
CO, CO2, SO2,
vapori de acrelein, hidrocarburi nesaturate, praf, care pot duce la
îmbolnviri profesionale
(conjuctivite, iritaii diverse - cea mai grav fiind: silicoza - o
boal incurabil).
În seciile de tratament termic, în urma proceselor tehnologice,
rezult fum (de
exemplu: la clirea în bi) ce conin pulberi silicogene precum i CO,
CO 2, NO, CH4. La clirea în ulei, rezult: vapori de ap, vapori de
ulei sub form de aerosoli sau cea. La tratamentele termochimice se
degaj CO, CO2, NO, CH4, NH3 i hidrocarburi de tip CnHm, etc. La
carburarea în mediu gazos utilizarea hidrocarburilor duce la
depuneri de negru de fum.
La tratamentele efectuate în bi de sruri, în urma utilizrii
cianurilor pot rezulta
vapori foarte toxici de NaCN, KCN, NaCNO, KCNO, HCNO,BaCN2,
etc.
În seciile de acoperiri metalice se emit intermitent gaze reziduale
cu coninut mare de
vapori acizi, gaze i cea.
Gazele acide, vaporii i ceaa se formeaz mai ales la decapare, cel
mai nociv fiind
fumul brun de oxizi de azot. Trebuie împiedicat formarea acidului
gazos.
În seciile de forj se degaj puternice emisii de fum, particule de
praf, diferite
particule metalice, oxizi ai metalelor (Fe2O3, Fe3O4, CrO, NiO,
etc.)
În seciile de laminare se degaj fum, particule metalice fine, under
(oxizi de fier).
La operaiile de achiere a metalelor, apar multe achii (pan),
pulberi metalice, pulberi ceramice, praf, fum de la arderea
metalelor prin achiere, emulsii de rcire -ungere contaminate,
zgomote i vibraii.
Diminuarea cel mai mult posibil a noxelor i proiectarea unor
utilaje de colectare a emisiilor poluante cât mai eficiente,
trebuie s fie o preocupare de baz atât pentru inginerii tehnologi,
cât i pentru inginerii proiectani.
Agricultura, silvicultura i zootehnia
Reprezint activiti economice care se bazeaz cel mai mult pe
relaiile cu mediul, dar reprezint i surse de poluare, ele devenind
elemente de deteriorare ale mediului.
Eroziunea deslnuit de ap este puternic influenat de defriarea
pdurior. Legat de acest aspect, nu putem trece cu vederea
inundaiile din România din vara anului 2005 , care au afectat peste
80% din suprafaa trii, producând mari pagube materiale i
umane.
În ceea ce privete unele animale chiar domestice, cum ar fi
caprele, distrug iremediabil vegetaia arborescent în dezvoltare i
împiedic regenerarea pdurilor. În savane turmele de elefani distrug
culturi i copaci, favorizând extinderea deertului.
Chimizarea necontrolat a agriculturii, face ca o parte din excesul
de chimicale neintrate în circuitul ecologic al plantelor, s fie
purtate de ploi putând astfel distruge flora i
fauna specific. Un coninut ridicat de nitrai din apa freatic i de
suprafa produce efecte vtmtoare la cei care o folosesc ca ap
potabil. Pe lâng îngrminteIe chimice, pesticidele amenin tot mai
mult calitatea mediului prin faptul c distrug o parte din flora i
fauna necesar pentru perfectarea metabolismului
ecosistemului.
Creterea populaiei
Brown i Postel au scris în Starea lumii din 1987: Cândva, la
mijlocul lui 1986,
populaia lumii a ajuns la 5 miliarde. Pân acum, nici o srbtoare în
cinstea acestei “pietre de kilometraj demografice” nu a avut loc.
Într-adevr, toi cei care au reflectat asupra acestui fapt, au rmas
cu un gust amar legat de presiunea în continu cretere exercitat de
populaie asupra pdurilor, terenurilor i sistemelor naturale ale
Pmântului”.
Printre alte lucruri, aceasta însemn o nevoie mai mare de energie.
N umrul
locuitorilor este insignifiant comparat cu rata de cretere a
populaiei. În 1950 triau 2,5 miliarde. Acest numr s-a dublat în 36
de ani. Dei rata de cret ere a populaiei a sczut de la
2% anual la 1,8%, populaia se va dubla în urmtorii 39 de ani.
Aceast rat a urcat la aproape 10 miliarde în 2005. Din nefericire,
cea mai mare cretere apare în rile în curs de dezvoltare ale’ Lumii
a Treia’, unde media ratei de cretere este de 2,5% (timp de dublare
- 25 de ani).
Transporturile.
Reprezint o surs important de poluare, aflându-se în scdere: modul
de transport (terestru, maritim, aerian); mijlocul de propulsie
(motor cu aburi, motor cu ardere intern, motor electric): locul
specific al transportului (urban rutier pe ine; interurban-rutier,
feroviar, aerian, naval; internaional-rutier, feroviar, naval,
aerian).
Motoarele cu explozie, dei nu produc atât fum i zgur, dau produse
de combustibil cu ardere incomplet, între care oxidul de carbon,
oxizii de azot i hidrocarburile arse incomplet. Bioxidul de carbon
si vaporii de ap ce rezult din arderea combustibililor nu au aciune
toxic, dar pot produce efectul de ser. Hidrocarburile nearse dau
efecte cancerigene.
Oxidul de carbon este un gaz toxic, iar oxizii de azot au aciune
puternic iritant, în
concentraii mari fiind chiar toxice.
Motoarele cu explozie mai elimin în atmosfer înc un agent poluant
periculos -
plumbul. Acesta rezult din substane adugate be nzinelor pentru a le
îmbunti cifra
octanic. Din atmosfer, plumbul poate ajunge în sol i ap.
Concentraia maxim admis este
de 2 micrograme de plumb pe metrul cub.
Poluarea produs de mijloacele de transport capt un nou efect prin
extinderea
transporturilor aeriene în atmosfer. Datorit efectului negativ ce-
l produc noxele emise de automobile pentru sntate, mainile sunt
echipate cu convertori catalitici cu proprieti de neutralizare i
reinere tot mai performante.
Defriarea pdurilor
Defriarea este o consecin direct a exploziei populaiei din Lumea a
Treia. Pdurile sunt tiate pentru eliberarea spaiului (pentru
agricultur sau pentru construirea locuinelor), pentru lemn de foc,
etc. Ca exemplu putem aminti faptul c între 1973 i 1981, în India
s-au defriat 16 % din suprafaa împdurit. Tierea pdurilor are
consecine serioase asupra mediului, printre care alunecrile de
teren i eroziunea accelerat a solului.
Prin dispariia pdurilor se produce dezechilibrul balanei globale de
CO2. Acest lucru duce la înclzirea suprafeei pmântului i la
schimbarea structurii precipitaiilor. Alt consecin a defririlor o
constituie declinul diversitii biologice din cauza dispariiei unor
specii.. Aceast catastrof poate fi comparat cu cea a dispariiei
dinozaurilor i a multor alte specii disprute cu milioane de ani în
urm. Dac atunci extincia s-a datorat unor cauze naturale, de aceast
dat se va datora omului.
Resursele energetice
În rile industrializate nu presiunea populaiei este o problem, ci
mai degrab,
cererea pentru mai multe bunuri i energie, la fel ca i nevoia de
locuri de munc. Din cauza aceasta, chiar i o cretere mic a
populaiei în rile industrializate duce la o cerere mai mare de
energie i de bunuri, într- un ritm mult mai mare decât într-o ar
care are un standard de viat mai sczut.
Populaia Americii de Nord, adic 5% din populaia globului, consum
35% din
resursele Pmântului. S UA contribuie singur cu 21% la poluarea
atmosferei, prin gazele cu efect de ser.
Consumul mare de bunuri duce la creterea problemelor legate de
activitatea casnic, a
fabricrii i a depunerii materialelor nefolositoare, care reprezint
o ameninare pentru apele subterane. În cazul depozitrii
materialelor nefolositoare în apa mrii aceast problem se extinde la
viaa marin.
La urm, dar nu ultim ca importan, este problema energiei.
Cantitatea exact de
combustibili fosili pe care pmântul ne-o mai poate oferi este greu
de calculat, deoarece pot fi
descoperite rezerve înc neutilizate. Dup Brown i Postel, în 1986,
aproape jumtate din petrolul descoperit a fost consumat. Estimativ,
rezervele de energie rmase sunt (1986): petrol: 32,5 ani, gaze
naturale: 58,7 ani, crbune: 226 ani.
Cât timp vor mai ajunge aceste resurse depinde i de cum le folosim.
În plus i producerea, cât i consumul de energie au impact asupra
mediului.
• Turismul
Deosebit de grav este poluarea peisajului, unul dintre cele mai
valoroase resurse ale potenialului turistic. Factorii de degradare
ai peisajului se regsesc în ansamblul factorilor cu aciuni
distructive asupra elementelor sale componente (vegetaie, faun,
reea hidrografic, etc.), la care se adaug tierile nedirijate de
pduri, depozitarea necontrolat a deeurilor industriale i menajere,
realizarea de construcii neaspectuoase sau neadecvate locului, etc.
- acestea fiind numai câteva aspecte dintre cele care urâesc
natura, tocmai acolo unde este mai cutat pentru frumuseea ei.
2.4.4. Poluarea sonor.
Unde le mecanice, reprezentate prin trepidaii, sunete, infrasunete
i vibraii ultrasonore, polueaz mediul urban creând efecte
psihologice epuizante. Zgomotul urban, chiar la intensitate egal cu
cel natural, este mult mai vtmtor pentru sntate.
Zgomotul se caracterizeaz prin intensitate, durat i frecven. În mod
practic, se consider c limita de suportabilitale pentru om este de
65 de decibeli. În general, cele mai înalte nivele de zgomote se
întâlnesc în halele industriale, dar aceast problem este de
resortul specific al proteciei muncii, care impune anumite limite
pentru intensitatea zgomotului i recomand utilizarea de cti sau
buoane antifonice.
În marile orae sursele de zgomot sunt reprezentate de transporturi.
În acest sens, zgomotul este direct proporional cu intensitatea
traficului i cu viteza autovehiculelor. Pe lâng transportul
terestru mai trebuie luat în considerare i aviaia supersonic.
În faa flagelului zgomot, se impun urmtoarele msuri:
disciplina personal i colectiv la locul de munc;
msuri tehnice care privesc ecranarea sursei de zgomot;
utilizarea de materiale de construcii izolante din punct de vedere
fonic pentru construirea locuinelor, etc.
2.4.5. Poluarea radioactiv.
Poluarea radioactiv a mediului a cptat o importan deosebit odat cu
prepararea i utilizarea pe scar larg a substanelor radioactive.
Acestea emit radiaii ionizate care pot deveni extrem de periculoase
pentru orice vietate dac nu se iau anumite msuri de protecie.
Iradierea Terrei cu raze cosmice depinde i de câmpul magnetic
terestru care joac rol selector i chiar depozitar al particulelor
din razele cosmice. Din faptul c viaa pe Pmânt
continu s se dezvolte deducem c radiaia cosmic nu a întrecut
limitele de suportabilitate
ale organismelor vii.
Odat cu trecerea aviaiei la altitudini mari, în atmosfer, acolo
unde ecranul atmosferic nu mai poate atenua fluxul de raze cosmice,
pericolul de iradiere apare mai grav i este cu atât mai mare în
timpul furtunilor magnetice.
În afar de componenta magnetic a radiaiilor omul mai este expus i
la componenta tehnic cauzat de prezena în scoara Pmântului a
numeroase elemente radioactive.
Doza total de iradiere la care este expus omul din fondul natural
de radiaii depinde de organism, de altitudine i parcularitile
solului. O mul este supus iradierii i prin investigaii medicale,
este vorba de radioscopii, radiografii i tratamente
radiologice.
O mare importan în creterea fondului terestru de radiaii o au i
experienele cu
bombe nucleare, în emisfera nordic înregistrându-se cele mai multe
experiene.
Efectul biochimic al radiaiilor se crede a fi rezultatul formrii de
radicali liberi de
OH i H obinui din coliziunea particulelor ionizante sau a ionilor
indui cu molecule de
ap. Radicalii liberi reacioneaz cu macro-moleculele organice sau
între ei, pentru a forma H2O2 (ap oxigenat), un puternic agent
oxidant. Un alt tip de radical liber, HO2 este format prin
interaciunea dintre radicalul H cu oxigen celular.
Interaciunea acestor radicali liberi i a H2O2 cu celule organice
(acizi nucleici,
proteine, lipide i carbohidrai), duce la o gam larg de
“stricciuni”: ruperi ale catenei de
ADN, aberaii cromozomiale, mutaii i în final la moartea
celulei.
Unele organe sunt mult mai sensibile la radiaie decât altele. În
general cele mai
radiosenzitive sunt acelea care se înmulesc foarte repede. De
aceea, când întregul corp este expus radiaiilor, trebuie avut în
calcul factorul de risc/mas pe fiecare organ în parte.
Energia nuclear.
Baza teoretic a unui reactor nuclear este o reacie în lan care se
declaneaz când un neuron interacioneaz cu izotopul 235U. Fiecare
coliziune produce o explozie a atomului de uraniu, care se
dezintegreaz într-un numr de produse cu mas atomic mai mic. Urmarea
sunt radiaiile , i i unul sau mai muli neuroni cu o energie imens.
Neuronii reacioneaz cu ali atomi de 235U i se produce o reacie în
lan. Cantitatea de energie eliberat la fiecare coliziune este de
200 MeV.
Sursele pentru combustibilul nuclear sunt dou zcminte de uraniu:
bioxidul de uraniu (blenda neagr) i urano-vanadatul de potasiu (K2O
2U2O V2O5 3H2O, carnotit). În S UA, jumtate din zcminte se gsesc în
mine de adâncime, iar restul este ob inut prin mineritul de
suprafa.
Un alt pericol pentru mediu este splarea marii cantiti de minereu
radioactiv.
Splarea este un pericol pentru izvoare i apele de adâncime.
Cea mai mare problem a industriei energiei nucleare este îns
eliminarea
comb ustibilului folosit. Aproape 1/3 din combustibilul nuclear ce
se afl în folosire este înlocuit în fiecare an. Pe ntru un reactor
de 1000 MW, acesta se ridic la 33 tone de material foarte
radioactiv care va fi un pericol pentru mediu i pentru sntate în
urmtorii 10.000 de ani.
2.5. DEEURILE INDUSTRIALE
Sunt reprezentate de produsele secundare rezultate din procesele
industriale de producie, care nu au o utilizare direct, necesitând
prelucrri ulterioare pentru reintroducerea lor în circuitele
productive sau pentru depozitare fr riscuri de poluare.
Orice segment industrial este productor de deeuri industriale
într-o msur mai mare sau mai mic. Dimensionarea sau eliminarea
acestor deeuri se poate realiza prin:
regândirea proceselor tehnologice productoare de deeuri i
înlocuirea lor cu
tehnologii ecologice;
înlocuirea materiilor prime care pot fi surse directe de poluare
sau devin poluante în procesul de prelucrare;
înlocuirea produselor care sunt obinute din materii prime poluante
sau prin
procedee poluante;
educarea populaiei prin contientizarea faptului c de fiecare
individ depinde
viitorul curat al planetei, oricât de mic contribuie ar aduce
fiecare în acest
sens;
respectarea legislaiei în domeniu i impunerea aplicrii în toate
domeniile de
activitate a „tehnologiilor de proces curate”.
TEMA NR.3
FACTORII DE MEDIU. TEHNICI DE PREVENIRE I PROTECIE AI
ACESTORA
3.1. FACTORUL DE MEDIU – AERUL
Înveliul de aer care înconjoar Pmântul este numit Atmosfer.
Atmosfera este
alctuit din mai multe straturi aezate în urmtoarea ordine de la
suprafaa Pmântului:
Troposfera - este stratul care vine în contact cu suprafaa
Pmântului, are o grosime medie de 12 m (6 – 8 m la poli i 16 – 18 m
la Ecuator), temperatura scade pe vertical în medie cu 6,5oC pe km,
presiunea scade în medie pe vertical de la 760 la 190 mm coloan de
Hg;
Stratosfera - are o grosime medie de 23 km (msurat de la limita
superioar a troposferei), temperatura este constant la –56,5oC,
presiunea scade de la 190 mm Hg la 9 mm Hg;
Mezosfera - are o grosime medie de 45 km (msurat de la limita
superioar a stratosferei), temperatura este variabil pe vertical
(de la –56,5oC la –95oC la straturile superioare), presiunea scade
de la 9 la 0,015 mm coloan de Hg;
Termosfera - se extinde pân la 1000 km (msurai de la suprafaa
Pmântului), temperatura ajunge pân la 2000oC, presiunea este foarte
redus (sub 0,001 mm Hg);
Exosfera - ajunge pân la înlimea de 3000 km (msurai de la suprafaa
Pmân tului),
densitatea aerului este foarte redus (vid aproape complet),
temperatura fiind de –273oC.
Stratul care influeneaz direct i indirect viaa pe Pmânt este
troposfera. Aici au loc
majoritatea fenomenelor meteorologice i se fac simite influenele
activitilor de pe scoara terestr.
În troposfer sunt concentrate 80% din masa atmosferei i 90% din
cantitatea vaporilor de ap. Troposfera mai conine microorganisme,
pulberi de diferite mrimi i proveniene, particule radioactive,
etc.
3.1.1. COMPOZIIA AERULUI
Aerul reprezint un amestec de gaze, unele permanente i în cantiti
constante, altele cu caracter periodic sau aleatoriu i cantiti
variabile. P rincipalele gaze permanente care intr în compoziia
aerului sunt: azot – 78,09%, oxigen – 20,93%, bioxid de carbon –
0,03 –
0,04%, alte gaze (heliu, neon, kripton, xenon, radon, ozon) –
0,01%. Aerul mai conine
vapori de ap, pulberi, diferite microorganisme.
Aerul este indispensabil vieuitoarelor aerobe, iar constana sa în
oxigen se datoreaz în primul rând fotosintezei (proces natural în
care plantele verzi i unele microorganisme
sintetizeaz substanele organice sub influena luminii solare, din ap
cu sruri minerale i
bioxid de carbon din aer).
Oxigenul este un element permanent din compoziia aerului, constant
din punct de vedere cantitativ (variaiile nu depesc 0,5%) i
indispensabil vieii.
Scderea accentuat a procentului de oxigen din aer duce la apariia
unor boli grave la animale i om, iar la concentraii de 7-8% se
produce moartea.
Azotul este un element permanent i constant din compoziia aerului.
Este un gaz inert, fr aciune fiziologic i are rolul de a anula
aciunea nociv a oxigenului pur prin diluarea acestuia.
Bioxidul de carbon la conce ntraii normale din aer (0,03–0,04 )% nu
influeneaz organismele. Este un gaz mai greu decât aerul, incolor i
fr miros. Concentraia bioxidului de carbon în aer crete în zonele
industriale sau aglomerate i se datoreaz emisiilor în atmosfer a
gazelor de la diverse procese tehnologice, a celor de eapament de
la autovehicule care funcioneaz cu combustibili lichizi. La
concentraii mari de bioxid de carbon (8–10)% în aerul inspirat de
animale i om se produce oprirea respiraiei (moartea).
Ozonul reprezint forma alotropic a oxigenului i se formeaz prin
ataarea unui
atom de oxigen la molecula de oxigen sub aciunea descrcrilor
electrice din atmosfer, a radiaiilor cosmice etc. O zonul apare în
pturile superioare ale atmosferei i coboar spre sol, fiind întâlnit
în special deasupra pdurilor, a apelor, câmpiilor i la munte.
Gazele rare care intr în compoziia normal a aerului nu au cunoscut
o aciune nociv asupra organismelor.
Vaporii de ap au mai multe surse de provenien: din evaporarea de la
suprafaa întinderilor de ap, din procesele respiratorii ale florei
i faunei i din anumite procese industriale.
Pulberile din aer, denumite i praf atmosferic, au diferite
dimensiuni i formeaz cu aerul un amestec eterogen de tipul gaz –
solid (G–S ), în care faza continu (mediul de dispersie) este
aerul, iar faza discontinu (dispersat) este reprezentat de
particulele solide (F ig. 3.1).
Fig. 3.1. Diametrul diferitelor tipuri de particule din aer.
Distribuia pulberilor în atmosfer nu este uniform, aceasta depinde
atât de însuirile particulelor (form, dimensiune, natur, structur i
încrctur electric), cât i de însuirile mediului de dispersie –
aerul (umiditate, temperatur, prezena curenilor de aer).
Aciunea pulberilor asupra organismelor animalelor i omului depinde
de dimensiunile i compoziia chimic, precum i de reacia
respectivelor organisme. Aciunile principale ale pulberilor pot fi
de natur toxic, alergic, cancerigen, iritant, infectant, provocând
diferite boli numite în general conioze.
Compuii gazoi din aer care au aciune nociv sunt: amoniacul (NH3),
hidrogenul sulfurat (H2S) i oxidul de carbon (CO).
3.1.2. POLUAREA AERULUI
În general sursele de poluare se împart în: surse mobile i surse
staionare. Acestea la rândul lor se pot clasifica dup mai multe
criterii. Indiferent de criteriul de clasificare cea mai periculoas
poluare este cea provenit din sursele accidentale. Dac poluarea
provenit din
alte surse poate fi anticipat, controlat i limitat, poluarea
accidental, indiferent de tipul
factorului de poluare (fizic, chimic sau biologic) poate produce
dezastre ecologice.
Sursele mobile de poluare sunt constituite din emisiile în aer a
motoarelor ce
echipeaz autovehiculele terestre, aeriene, navale.
Sursele staionare de poluare sunt reprezentate de unitile
productoare de energie,
diferite instalaii productoare de substane chimice, uniti care
utilizeaz substane chimice
volatile etc.
3.1.3. PROCEDEE I INSTALAII PENTRU PRO TECIA AERULUI
Sursele de poluare evacueaz în atmosfer substane care nu intr în
compoziia normal a aerului. În atmosfer are loc un proces natural
de autoepurare, care depinde de factorii meteorologici.
Autoepurarea, în cele mai multe cazuri, nu poate neutraliza sau
diminua efectele nocive pe care substanele poluante le au asupra
omului, animalelor i vegetaiei.
Procedeele de purificare se pot grupa în dou mari grupe:
procedee fizice de purificare, care au la baz principiile curgerii
fluidelor polifazice a
cror faze se pot separa în câmp gravitaional, centrifugal sau
electrostatic, sonic, pe
diferite materiale filtrante etc.
procedee chimice de purificare care se bazeaz pe reaciile chimice
pe care substanele
poluante le pot realiza cu alte substane chimice, rezultând produi
care nu sunt nocivi omului, animalelor i vegetaiei (procedee
catalitice).
La alegerea procedeului de epurare trebuie s se in seama de
particularitile fiecrui
proces generator de substane poluante, de propriet ile substanelor
poluante sau a fazelor
amestecului eterogen.
Principalele tehnologii i echipamente de reducere , neutralizare i
recirculare a efectelor noxelor ce rezult din procesele industriale
specifice industriei constructoare de maini.
Separarea prin sedimentare
La amestecurile eterogene gazoase cu faz solid dispersat, de
obicei, faza gazoas este aerul, iar faza solid este constituit din
particule solide de diferite dimensiuni. Separarea acestor
amestecuri în câmp gravitaional prin sedimentare se realizeaz în
camere de desprfuire (camere de sedimentare), care pot fi: simple,
cu icane, cu rafturi, cu lanuri etc.
Camera simpl de desprfuire (Fig. 3.2) este o încpere de lungime
mare i înlime mic, astfel încât s asigure depunerea tuturor
particulelor din aer. Alimentarea amestecului G-S se realizeaz
printr-o conduct plasat la o înlime destul de mic, pentru ca viteza
amestecului în camer s fie mic (0,2 – 0,4 m/s). Evacuarea aerului
curat se face pe la partea superioar, iar particulele solide se
colecteaz la partea inferioar a camerei, de unde sunt evacuate
periodic.
F ig. 3.2. Camer simpl de desprfuire
Camera de desprfuire cu icane (F ig. 3.3) realizeaz reducerea
vitezei amestecului prin montarea în încperea 1 a unor perei-icane
2 sau a unor icane suplimentare 3, care, prin schimbarea sensului
de circulaie a amestecului, duc la reducerea presiunii
acestuia.
Fig. 3.3. Camere de
desprfuire cu icane
Camera de desprfuire cu lanuri (F ig. 3.4) este format din încperea
1, prevzut cu racordurile de alimentare a amestecului i de evacuare
a aerului curat. În interiorul camerei se monteaz lanurile 3 (sau
icane verticale), de care se lovesc particule solide, care pierd
din energie i se depun.
Fig. 3.4. Camer de desprfuire cu lanuri
Camerele de desprfuire sunt utilizate pentru separarea particulelor
solide mari, cu diametrul d > 0,2 mm i au eficiena de separare
cuprins între (40–70)%, dar prezint urmtoarele dezavantaje: ocup un
volum mare (de la 1 m3 pân la 20 – 30 m3), iar evacuarea fazei
solide (depuse) se face manual discontinuu.
Separarea prin inerie
Se realizeaz prin schimbarea brusc a direciei amestecului eterogen
G-S (la 180o). În acest caz particulele solide, având o inerie mai
mare ca cea a aerului (gazului) îi urmeaz traiectoria, viteza se
reduce i se depun la partea inferioar a separatorului.
Aceste separatoare sunt folosite la separarea fazelor unui amestec
G-S în cazul
instalaiilor pneumatice de transport.
Separarea prin inerie i impact se realizeaz prin schimbarea brusc a
direciei amestecului G-S prin amplasarea în cale a unui obstacol.
Aerul (gazul) ocolete obstacolul, pe când particulele solide, care
au densitate mai mare i implicit inerie mai mare, se ciocnesc de
obstacol i ricoeaz dup o direcie care face cu normala în punctul de
impact un unghi egal cu cel de inciden. Pentru mrirea randamentului
de separare, icanele pot fi acoperite cu diferite materiale
adezive.
Separatoarele cu jaluzele (F ig. 3.5) funcioneaz pe principiul
ineriei i ocului. Particulele se lovesc de jaluzelele dispuse
oblic, ricoeaz spre partea inferioar a separatorului de unde sunt
evacuate de curentul inferior de gaz.
Fig. 3.5. Schema separatorului cu jaluzele (a): 1 – conduct de
alimentare a amestecului;
2 – conduct de evacuare a depunerilor solide într-un curent de aer
inferior; 3 – co de
evacuare a aerului purificat; b – procesul de separare pe
jaluzele.
Separarea în câmp centrifugal
Operaia de separare a unui amestec eterogen sub influena forei
centrifuge se numete centrifugare, iar utilajele care realizeaz
separarea se numesc centrifuge.
Centrifugarea se produce în câmpul forelor centrifuge care este
mult mai puternic
decât câmpul gravitaional (sedimentarea) sau decât câmpul de
presiune (filtrarea).
Prin centrifugare se poate realiza: accelerarea sedimentrii i a
filtrrii, desecarea
materialelor solide (uscarea prin eliminarea înaintat a lichidului,
limpezirea lichidelor cu
procent mic de faz solid).
Centrifugele pot avea tamburul antrenat în micare de rotaie sau
poate fi fix, când amestecul este alimentat tangenial cu vitez
mare.
Centrifugele cu tambur antrenat realizeaz separarea amestecurilor
dup principiul
sedimentrii, când tamburul nu este perforat i pe principiul
filtrrii când tamburul este perforat.
Centrifugele fr elemente în micare realizeaz separarea fazelor
amestecului, centrifugând amestecul cu vitez mare, tangenial într-o
camer de separare. Aceste aparate poart denumirea de cicloane
pentru separarea amestecurilor cu mediu de dispersie gazos.
Ciclonul (F ig. 3.6) funcioneaz pe baza câmpului de fore centrifuge
creat datorit energiei cinetice a mediului de dispers ie gazos. În
câmpul de fore centrifuge din ciclon separarea este mai mare de
5…..2.500 ori fa de separarea în câmp gravitaional
Un ciclon este format dintr-o manta cilindric vertical, continuat
în partea inferioar cu o manta conic. Amestecul este alimentat cu o
vitez mare (10–70) m/s pe la partea
superioar a ciclonului, printr-un racord de intrare amplasat
tangenial sau axial, astfel profilat încât s imprime amestecului o
micare de rotaie elicoidal descendent, ctre partea conic a
aparatului.
Particulele solide, datorit greutii lor, se depun, iar gazul
purificat urc în tubul central de evacuare. Separarea amestecurilor
se bazeaz pe mrimea acceleraiei centrifuge a
particulelor solide dirijate (prin construcia special a gurii de
alimentare) spre partea de jos a ciclonului. În zona în care tubul
central 5 se termin, datorit creterii brute a seciunii, viteza
amestecului scade foarte mult. Particulele solide fiind grele cad i
alunec pe peretele conic spre ecluz, iar gazul se ridic prin tub,
prsind ciclonul.
În ciclon curentul de gaz care se rotete se comport ca o sit cu
ochiuri de o anumit
dimensiune.
a-ciclon cu intrare tangenial; b- ciclon cu intrare axial;
1 – racord de intrare a amestecului G-S; 2 – manta cilindric; 3 –
manta conic;
4 – ecluz pentru evacuarea
pentru ieirea gazului purificat; 6 – pies profilat pentru
producerea micrii elicoidale a amestecului.
Randamentul separrii amestecurilor G-S în câmp centrifugal în
dispozitive statice (cicloane) poate fi mrit prin: folosirea mai
multor cicloane cu diametre mai mici, montate în baterii numite
multicicloane; folosirea unor spirale pentru mrirea câmpului
centrifugal, sau a unor rozete .
Separarea amestecurilor eterogene G-S se poate face i în
separatoare centrifugale
aezate orizontal. Alimentarea amestecului i evacuarea gazului pur
se face axial. Separatorul centrifugal axial poate lucra i în
poziie vertical, dar cu o diversitate corespunztoare a conductelor
prin care sunt transportate cele dou faze separate.
Separarea prin filtrare
Operaia prin care faza solid dispersat într- un mediu gazos este
reinut pe un anumit material poart numele de filtrare , iar utila
jele care separ amestecurile eterogene prin reinerea fazei disperse
pe materiale filtrante se numesc filtre.
În general, filtrarea este un proces hidrodinamic de curgere a unui
amestec fluid printr-
un mediu poros. C urgerea se realizeaz datorit unei fo re motrice
creat de diferena de presiune aplicat între cele dou pri separate
de mediul poros.
Diferena de presiune poate fi realizat de pompe centrifuge, pompe
cu piston, pompe de vid, sau folosind presiunea hidrostatic a
coloanei de suspensie ce urmeaz a fi filtrat.
Operaia de filtrare se folosete fie pentru obinerea fazei
dispersate (solid, lichid sau
gazoas) dac prezint importan, fie pentru epurarea mediului de
dispersie (gazos), fie pentru obinerea ambelor faze, când acestea
pre zint importan.
Operaia de filtrare înlocuiete operaia de sedimentare în cazurile
când particulele solide sedimenteaz foarte greu (diferenele între
densitile celor dou faze sunt foarte mici).
Viteza de filtrare este direct proporional cu diferena de presiune
ce se afl între cele
dou pri separate de materialul filtrant i este invers proporional
cu gradul de colmatare a materialului filtrant, respectiv cu
rezistena opus de porii materialului filtrant i ai precipitatului
depus pe acesta. Deci, rezistena la filtrare reprezint suma
rezistenelor materialului filtrant i a stratului de faz dispersat
depus.
Materialele din care sunt realizate suporturile filtrante pentru
separarea amestecurilor
G-S, se aleg în funcie de natura mediului de dispersie i a fazei
dispersate. Acestea pot fi: straturi de nisip, straturi fibroase
din azbest, vat de sticl, bumbac, lân, fibre sintetice, site
metalice sau din fire de pr, plci poroase din cuar, amot, sticl,
grafit.
Principalii parametri care se urmresc în timpul operaiei de
filtrare sunt: gradul de separare, rezistena materialului filtrant
i debitul de alimentare.
Filtrele cu pânz pot fi: cilindrice, plane (F ig.3.7), cu pânze în
serpentin, etc.
Fig. 3.7. Schema filtrului cu pânz.
a) cilindric;
b) plan.
Cele mai folosite sunt filtrele cu saci, formate dintr- un numr
mare de saci de form cilindric, care au la captul superior un
dispozitiv de scuturare, sau sunt prevzute cu instalaii de curire
cu jet de aer. Sacii sunt grupai în dou seciuni, care se afl pe
rând în faza de filtrare sau în faza de curire. În faza de filtrare
amestecul format din gaz i particule
solide, suflat de un ventilator, intr în saci, gazul trece prin
saci, în timp ce particulele solide
sunt reinute de materialul sacilor sau, dac sunt mai grele, se
depun la baza sacilor.
Materialul filtrant poate fi bumbac pentru temperaturi ale
amestecului de pân la 70 –
80oC; lân pân la 80 – 90oC; fibre din materiale plastice, pân la
140 – 285oC i site metalice
pentru temperaturi ale amestecului de pân la 530oC.
Separarea prin inerie se realizeaz prin schimbarea direciei de
curgere a amestecului. Particulele solide nu pot schimba la fel de
rapid direcia de curgere precum gazul (aerul) i se ciocnesc de
suprafaa filtrant (de fibrele acesteia) i între ele.
Separarea prin sedimentare se realizeaz la viteze mici ale
amestecului, particulele mari i grele se depun pe suprafaa
filtrant.
Separarea prin difuziune se realizeaz datorit partic ulelor prin
stratul de la
suprafaa fibrei materialului filtrant, datorit micrii moleculare
browniene.
Separarea prin fore electrostatice. La micarea aerului prin
materialul filtrant apare
un fenomen electrostatic în special la materialele realizate din
fibre sintetice. Experimental s-a
constatat c la viteze ale frecrii aerului de 1,4 - 1,7 m/s apar
încrcri electrostatice de circa
1200 V (datorit frecrii aerului cu fibrele materialului filtrant).
Particulele solide care trec printr-un material filtrant care
creeaz un astfel de câmp devin dipoli ce se orienteaz i se
deplaseaz în direcia intensitii maxime.
Filtrele electrostatice sunt cele mai recomandate pentru
amestecurile gaz-solid, care conin particule a cror dimensiuni
variaz în intervale mari de valori i pentru amestecuri gazoase cu
temperatur, umiditate i presiune la valori mari sau mici.
Câmpul electrostatic poate fi creat prin montarea unor electrozi de
descrcare în
interiorul filtrului (F ig. 3.8). Aplicând o tensiune înalt la
aceti electrozi, acetia se descarc,
încrcând particule cu sarcin negativ. Aceste particule sunt atrase
de electrozii de colectare, care sunt încrcai pozitiv i sunt montai
pe pereii filtrului sau la baza acestuia. Evacuarea particulelor
din filtru se face prin scuturare mecanic.
Fig. 3.8. Schema filtrului electrostatic:
1 – electrozi de descrcare
gazului curat; 5 – racord de alimentare a amestecului;
6 – electrozi colectori
Separarea umed
Separarea umed a fazei solide dintr- un mediu de dispersie gazos se
bazeaz pe aceleai principii ca i separarea uscat (sedime ntare,
filtrare, centrifugare) cu deosebirea c prin acest procedeu se
mrete: greutatea particulelor prin umezirea lor, dimensiunile prin
aglomerarea mai multor particule (aderente din cauza
umezirii).
Instalaiile de epurare a gazelor, care folosesc principiul separrii
umede, sunt ma i
complicate i necesit cheltuieli de întreinere i exploatare mult mai
mari decât la instalaiile
de separare uscat. Aceste instalaii au în componen echipamente de
transport, pulverizare i
colectare a apei, echipamente de evacuare a noroiului rezultat din
antrenarea particulelor
solide în ap, generatoare de cea sau spum, etc.
Avantajele separrii umede constau în:
se pot epura gaze cu temperaturi ridicate, prin acest procedeu
rezultând i o reducere a
temperaturii gazului curat evacuat;
la evac uarea fazei depuse fcându-se sub form de ap impurificat sau
noroi, nu se mai degaj praf;
debitul de alimentare a amestecului de separat este constant;
transportul fazei depuse se face prin mijloace mecanice (instalaii
de transport prin conducte i po mpe, transportoare elicoidale sau
cu raclei, etc.);
realizeaz i reinerea particulelor radioactive.
Dezavantajele rezult din faptul c aceste instalaii fiind mai
complexe necesit o supraveghere automatizat a funcionrii.
Separarea prin splare
Separarea prin splare se realizeaz în turnuri de splare denumite
scrubere. Cel mai
simplu scruber (F ig. 3.9) este format dintr-un cilindru vertical
1, terminat la partea inferioar
printr-un con 2, prevzut cu racordul 3 prin care se evacueaz
noroiul.
Amestecul de separat este alimentat pe la partea inferioar a
cilindrului prin racordul
4, parcurgând ascendent cilindrul. Lichidul de splare (apa) este
pulverizat prin duul 5 (sau o pies profilat pentru pulverizarea
apei), circulând în contracurent cu gazul. Gradul de separare este
redus (60 – 75%).
Pentru mrirea gradului de separare se folosesc scrubere
centrifugale de tip ciclon la care amestecul de separat este
alimentat tangenial la partea inferioar a cilindrului (F ig.
3.10). amestecul alimenta t prin racordul 1, se deplaseaz dup o
traiectorie elicoidal ascendent, particulele iau contact cu apa
pulverizat de pulverizatorul 2 i sunt aruncate (datorit forei
centrifuge) ctre peretele cilindrului 3, de unde sunt captate de
curentul de ap care circul descendent i evacuate prin racordul 4.
Pulverizatorul de ap este prevzut la partea de sus cu un disc 5
pentru dirijarea gazului. Desfurarea curentului de gaz curat se
face printr- un rotor cu palete 6.
Fig. 3.9. Schema unui scruber simplu. Fig. 3.10. Schema unui
scruber centrifugal.
Procedeul separrii umede mecanice îmbuntete contactul dintre
amestecul gaz- solid i lichidul de umezire (care are rolul de a mri
greutatea prin pulverizarea foarte fin a lichidului i realizarea
unei turbulene accentuate). Aparatele care folosesc acest procedeu
sunt numite dezintegratoare, i funcioneaz ca un ventilator.
Filtrarea ume d
Este un procedeu des folosit deoarece instalaiile care lucreaz pe
principiul filtrrii umede sunt mai puin vo luminoase (decât
scruberele) i au un consum mic de energie fa de dezintegratoare.
Dispozitivele care realizeaz filtrarea umed se numesc filtre umede
i pot folosi ca lichide de umezire sau captare a particulelor
solide, apa, uleiul i alte lichide.
În figura 3.11 este prezentat schematic principiul de lucru al unui
filtru umed care
folosete ca lichid uleiul. Consumul de lichid este 0,5 l/m3 de gaz,
iar gradul de curire atinge
80 – 95%.
- ansamblul material filtrant-suport trebuie demontat periodic
pentru curire;
- uleiul trebuie supus periodic unei operaii de curire pentru
eliminarea
particulelor antrenate.
1 – carcasa filtrului;
Separarea prin spumare
Acest procedeu se bazeaz pe fenomenul de spumare a unui film
orizonta l de lichid care este traversat de gazul ce trebuie
purificat. Spumarea lichidului se realizeaz la viteze mari ale
gazului (0,7 – 3,5 m/s), rezultând un strat de spum de (40 – 100)
mm. Separatoarele cu spum (F ig. 3.12) au o construcie simpl. Prin
aces t procedeu sunt reinute particulele solide grosiere mai mari
de 5 m, asigurând un randament de separare de 99%. Particulele sunt
reinute în spum formând un noroi care este evacuat din
separator.
Fig. 3.12. Schema separatorului cu spum:
1 – manta; 2 – grtar cu grosimea de 4-6
mm i ochiuri cu grosimea de 2-8 mm;
3 – prag de distribuie; 4 – deversor;
5 – racord ap; 6 – racord alimentare gaz impur; 7 – racord evacuare
gaz curat;
8 – racord evacuare noroi; 9 – racord evacuare ap; 10 – spum format
pe grtar.
Separarea în climat de microcea
Acest procedeu constituie prima etap într-un proces de separare i
anume de mrirea greutii particulelor în cea i de mrirea
dimensiunilor prin aglomerarea particulelor. Dup aceast etap,
epurarea se realizeaz prin procedee obinuite de separare.
Fig. 3.13. Schema separatorului de tip aerojet Venturi:
1 – racord de alimentare a gazului brut; 2 – generator de micocea
secundar; 3 – racord
alimentare cu gaz comprimat (7 bar); 4 – racord de alimentare cu ap
a generatorului;
5 – electrod pentru sarcin negativ de microcea; 6 – microcea; 7 –
generator tangenial
de microcea; 8 – racord de evacuare a gazului epurat; 9 – ciclon de
separare; 10 – ecluz pentru evacuarea impuritilor.
Procedeul prevede crearea climatului de microcea i amestecarea
acesteia cu gazul
impurificat. Acest tip de separare se poate realiza în separatoare
de tip aerojet Venturi (F ig.
3.13). Gazul impurificat alimentat cu vitez mare (100 m/s) se
amestec cu microceaa creat
de generatorul 2 rezultând o turbulen accentuat. Generatorul 2
ejecteaz în tubul Venturi microceaa creat din gazul alimentat prin
racordul 3 la presiunea de 7 bar i lichidul alimentat prin racordul
4. Procesul de aglomerare a particulelor solide i de mrire a
greutii lor este amplificat de generatorul tangenial de microcea 8,
amplasat aproape de racordul de alimentare al ciclonului. Separarea
în ciclon se realizeaz uor având în vedere diferenele mari între
densitile celor dou faze (gazoas i particule aglomerate).
Acest procedeu este folosit la epurarea gazelor de la cuptoare, a
celor rezultate din industria chimic, la reinerea prafului de
pigmeni, a pudrelor metalice, a vaporilor de produse explozive
etc.
Separarea electric
Procedeul separrii electrice a particulelor solide i lichide din
gaze are o larg
utilizare la purificrile înaintate (reinerea particulelor foarte
fine de la: arderea piritei, mcinarea solidelor, transportul
pneumatic, fabricarea carbidului i a cimentului, gazele de
cocserie, gazele de ardere, recuperarea acidului sulfuric din gaze
sub form de cea, etc.). Acest procedeu asigur randamente mari de
purificare (90 – 99%).
Principiul de lucru se bazeaz pe anularea proprietii dielectrice a
gazelo r (trecerea
curentului electric prin medii gazoase nu se poate realiza în
condiii normale) prin ionizarea acestora în câmp electric de valori
mari. Gazele ionizate transmit sarcini electrice, creând în spaiul
dintre cei doi electrozi un curent electric e xterior.
Electrozii pot fi coaxiali la care intensitatea câmpului electric
variaz cu raza i anume: intensitate mare la electrodul central i
intensitate mic la electrodul exterior. Descrcarea prin scântei
între cei doi electrozi constituie efectul Corona. Pe acest
principiu funcioneaz filtrele tubulare (F ig. 3.14).
Electrozii pot fi i paraleli atunci când sunt confecionai din plas
de sârm (electrozi
pentru ionizare) i din tabl ondulat (electrozi pentru sedimentare)
având suprafeele inegale
pentru a forma un câmp electric neuniform (F ig. 3.15 ).
Tensiunea aplicat la electrozi (indiferent de form i aezare) este
meninut constant la o valoare aleas din intervalul (25–70) kV/cm
pentru o distan între electrozi de
100-200 mm.
Filtrul elec tric tubular este format din mai multe elemente
filtrante tubulare montate în paralele formând baterii de filtrare.
Un element filtrant (F ig. 3.14) este compus din electrodul de
depunere 1 sub form de cilindru vertical cu diametrul de 150 – 300
mm i lungimea de 3 –
4 m, în interiorul cruia se afl electrodul central 2 care produce
efectul Corona. Electrodul central este confecionat din sârm cu
diametrul de 1,5 – 2,0 mm, alimentat la o surs de
tensiune prin placa 3 sprijinit pe cadrul 4 prin intermediul
izolatorilor 5 i a elementelor
Fig. 3.14. Schema unui element filtrant electric tubular.
Fig. 3.15. Schema unui filtru electric cu plci
elastice 6. depunerile de pe suprafaa interioar a electrodului 1
sunt scuturate cu dispozitivul cu excentric 7, cad la partea
inferioar a elementului filtrant, de unde sunt evacuate prin ecluza
8. Alimentarea gazului impur se face prin racordurile 9 amplasate
sub electrodul de depunere, iar evacuarea gazului pur se face prin
racordul 10.
Filtrul electric cu plci (F ig. 3.15) are electrozii de depunere 1
sub form de plci cu
înlimea de 4m pentru filtrele verticale sau de 2,5m pentru filtrele
orizontale. Electrozii de ionizare 2 pot fi confecionai din plase
de sârm i sunt alimentai la circuitu l electric prin placa 3.
Scuturarea depunerilor se face printr-un mecanism cu excentric 4.
Alimentarea gazului impur se face prin racordul 5, iar înainte de a
intra în zona de separare, este distribuit uniform de grtarul 6.
Gazul pur este evacuat prin racordul 7, iar depunerile scuturate
prin racordul 8. Ambele tipuri de filtre pot lucra cu amestecuri
uscate sau umede.
Separarea acustic
Separarea prin metode acustice este o prim etap într-un proces de
separare, având drept scop aglomerarea particulelor pentru a le mri
greutatea i dimensiunile, dup care sunt separate prin procedeele
descrise anterior.
Într-un câmp de vibraii sonore, particulele se comport diferit în
funcie de mrimea lor. Particulele foarte fine se înscriu în micare
vibratoare medie a gazului, în timp ce
particulele mari, fiind mai grele, se opun acestei micri.
În aceste condiii apare fenomenul de coagulare ortocinetic prin
care particulele
foarte fine se aglomereaz între ele sau cu particule mari (prin
ocuri i ciocniri).
Undele sonore folosite la aglomerarea particulelor au o frecven
cuprins în intervalul
1 – 100 kHz, iar timpul de aglomerare este de 4 s. La valori mai
mari de 17 kHz, pentru
frecven apare fenomenul de poluare prin vibraii.
Un câmp de vibraii sonore poate fi creat de generatoare acustice
statice sau dinamice
(F ig. 3.16 i 3.17 ).
Un generator static realizeaz câmpul de vibraii sonore prin
destinderea gazului
comprimat într-o duz convergent, rezultând viteze foarte mari
(supersonice). Frecvena
vibraiilor i intensitatea câmpului sonor depind de debitul de gaz i
de caracteristicile geometrice ale generatorului.
Fig. 3.16. Schema unui generato acustic static (fluierul lui
Hartman): 1 – racord alimentare gaz; 2 – duz; 3 – oscilator
coaxial; 4 – carcas; 5 – racord de evacuare a gazului.
Fig. 3.17. Schema unui generator acustic dinamic (aparatul lui
Goniard de la Tour):
1 – stator sub form toroidal cu orificii;
2 – rotor cu acelai numr de orificii;
3 – alimentare gaz; 4 – evacuare gaz;
5 – carcas.
Instalaiile de epurare sonic a gazelor pot funciona i la
temperaturi înalte a gazelor, fiind avantajoase din punct de vedere
al randamentului de separare i al cheltuielilor de investiii.
Separarea chimic
O metod larg rspândit în combaterea polurii în cazul msurilor
secundare (când nu s-au luat msurile primare sau preventive de
combatere a polurii), constând în transformarea chimic a
substanelor nocive sunt realizate în interiorul surselor de poluare
sau în dispozitivele care realizeaz evacuarea substanelor nocive
din sursele de poluare a atmosferei.
Reaciile chimice utilizate în transformarea substanelor nocive în
substane inofensive, sunt de mai multe tipuri. Alegerea unui anumit
tip de reacie depinde de natura
sistemului poluant (umed sau uscat), de tipul substanei poluante
(oxizi de azot, oxizi de sulf, monoxid de carbon, hidrocarburi,
compui halogenai volatili, compui organici cu azot i oxigen în
molecul).
Principalele reacii chimice sunt: reacii de oxidare, reacii de
reducere, reacii de
descompunere, etc.
Transformarea chimic a unei substane nocive presupune o
redistribuire de legturi. Ruperea legturilor vechi (ale substanei
nocive) i formarea legturilor noi (ale substanei
inofensive) se face cu un aport de energie din exterior (tempera
tur, energie electric, energie luminoas, etc.), respectiv prin
reacii necatalitice, electrochimice sau fotochimice. Viteza de
producere a unor astfel de reacii este mic iar energia consumat
este mare.
Reducerea consumului de energie i a timpului ( mrirea vitezei)
pentru reducerea sau anularea pe cale chimic a substanelor nocive,
se poate realiza prin folosirea catalizatorilor,
respectiv prin folosirea reaciilor catalitice i
fotocatalitice.
În procesul de epurare catalitic a gazelor, fenomenul catalitic are
loc în interfaa
solid- fluid. La alegerea catalizatorului solid, trebuie s se in
seama de urmtoarele aspecte:
natura corpului solid, structura suprafeei i structura poroas a
catalizatorului.
Cele mai utilizate sisteme catalitice i procese de epurare a
factorilor de mediu (aer,
ap, sol) sunt sistemele catalitice eterogene i procesele
fotocatalitice.
Alegerea unei anumite instalaii de transformare catalitic a
substanelor poluante din
gaze, depinde de particularitile fiecrei surse de poluare.
3.2. FACTORUL DE MEDIU – APA
La nivelul planetei noastre, 70,8% din suprafaa acesteia este
acoperit cu ap. Cantitatea total de ap este estimat la 1.400
milioane de km3, din care 97,2% reprezint apa din mri i oceane,
2,2% din calotele polare i 0,6% apa de pe continente.
Ca factor de mediu, apa reprezint o importan deosebit fiind, ca i
aerul, un element vital pentru vegetaie, animale i oameni; particip
la producerea fenomenelor atmosferice; determin diferite tipuri de
climat influenând semnificativ biocenoza i biotopul ecosistemelor;
particip la majoritatea transformrilor fizice, chimice i biologice
din sol i aer; este principala verig de legtur între biotop i
biocenoz; este un element esenial în dezvoltarea societii
omeneti.
3.2.1. SURSELE DE AP DIN NATUR
Pentru consumul uman, animal, vegetal, (în cazul culturilor
irigate), industrial, gospodresc, se poate folosi apa provenit din
orice surs, dup ce în prealabil a fost supus unor tratamente
specifice pentru fiecare destinaie. S ursele naturale de ap sunt
reprezentate de: apa subteran, apa de suprafa i apa meteoric.
Rezervele subterane de ap s-au format din apa meteoric care s-a
infiltrat prin
straturile permeabile de sol pân când a fo st oprit de un strat
impermeabil. În funcie de adâncimea la care se gsesc (s-au
acumulat) sursele de ap subteran se împart în surse de adâncime i
surse freatice.
Sursele de ap freatic prezint variaii mari de debit i au proprieti
fizice,
chimice i biologice variabile în timp. S unt folosite pentru
alimentri gospodreti cu ap,
necesitând cheltuieli mici de forare, dar se pot epuiza în timp,
debitul lor depinzând de regimul pluviometric, anotimp, etc.
Sursele de ap de suprafa sunt constituite din apele de adâncime
care ies la
suprafa sub form de izvoare i din acumulrile precipitaiilor
atmosferice.
Apele curgtoare sunt reprezentate de fluvii, râuri, pâraie, toreni,
viituri i
iroaie. Aceste ape au temperatura care variaz între 0 i 28C,
turbiditatea foarte variabil (sub 100 mg sediment/litru la cele de
câmpie), mineralizarea este mai sczut ca la apele subterane (sunt
caracterizate ca ape moi).
Apele curgtoare conin urmtoarele gaze: oxigen, azot, bioxid de
carbon, metan,
hidrogen sulfurat etc. Apele de munte, care au un curs turbulent
conin mai mult oxigen decât
cele de câmpie.
În general apele curgtoare conin cantiti mari de substane
organice,
microorganisme i prezint mari posibiliti de impurificare cu
substane poluante datorit
terenului pe care-l strbat i deversrilor unor ape reziduale.
Apele curgtoare constituie o surs de alimentare cu ap pentru consum
(uman,
animal, vegetal, industrial) dup ce în prealabil au fost tratate
corespunztor destinaiei.
Apele stttoare constituie surse importante de ap. Acestea provin
din
acumulrile de ap în depresiuni naturale formând lacuri, mri i
oceane. Apa mrilor i oceanelor, cu toate c reprezint cea mai mare
parte din cantitatea de ap de pe glob, prezint caracteristici
aparte, pentru care nu sunt utilizate ca atare. Mineralizarea este
de 34 – 35 g/l din care: 27 – 28 g/l reprezint clorura de sodiu i 7
g/l alte cloruri, carbonai i sulfai de calciu i magneziu, sruri de
brom, iod, potasiu etc. În anumite regiuni ale globului, unde
sursele de ap dulce sunt nesemnificative, apa mrilor i oceanelor
poate fi utilizat dup o prelucrare corespunztoare, dar costurile
sunt ridicate.
Apele stagnate au un caracter temporar, fiind rezultatul
acumulrilor de
precipitaii în depresiuni mici. În aceast categorie intr blile i
mlatinile, care nu prezint interes, dar pot deveni surse de poluare
biologic.
Acumulrile artificiale de ap sunt reprezentate de lacurile de
acumulare, formate prin blocarea controlat a cursurilor unor ape
curgtoare. Aceste surse de ap prezint avantaje din punct de vedere
al debitului (mare i relativ