Ochrona środowiska- kolokwium

1. Który wydział w polskich hutach zintegrowanych ma największy udział w emisji zanieczyszczeń pyłowo- gazowych? Scharakteryzuj ten wydział (podaj cel) i wymień powstające tam zanieczyszczenia pyłowo gazowe.

W polskich hutach zintegrowanych największy udział w emisji zanieczyszczeń pyłowo- gazowych ma wydział spiekalni emitujący 60- 65% ogólnej liczby zanieczyszczeń.

Proces zachodzący w spiekalni polega na przygotowaniu rud, tak by mogły one być użyte w procesach zachodzących w wielkim piecu. Przygotowanie to polega na spieczeniu ich, w procesie spiekania ziarna rud zostają nadtopione i spieczone, efektem jest powstały spiek który służy jako wsad do wielkiego pieca.

Zanieczyszczenia jakie powstają na wydziale spiekalni to: dwutlenek węgla, tlenek węgla, tlenek azotu (IV), tlenek siarki (IV), pyły zwierające metale ciężkie, dioksyny, furany.

2. Wymień zanieczyszczenia jakie niesie z sobą gaz wielkopiecowy. W jaki sposób wykorzystuje się ten gaz.

Gaz wielkopiecowy powstaje podczas pracy wielkiego pieca. Zanieczyszczenia jakie zawiera ten gaz to: tlenki żelaza, metale ciężkie, węgiel, tlenki węgla, wodór, opary cynku, związki siarki, amoniak, związki cyjanku, węglowodory, węglowodory aromatyczne.

Jednak mimo wielości zanieczyszczeń zawartych w gazie wielkopiecowym emisje do atmosfery są niewielkie ponieważ, jest on oczyszczany a następnie w całości używany jako źródło energii, a konkretnie służy do opalania nagrzewnic wielkopiecowych.

3. Jaki odpad przemysłu metalurgii miedzi (etap przeróbki wstępnej- wzbogacanie rud miedzi) powstaje w największej ilości. Scharakteryzuj ten odpad.

Wzbogacanie rud miedzi odbywa się najczęściej poprzez proces flotacji dlatego odpadem powstającym w największej ilości, podczas wzbogacania rud miedzi są właśnie odpady poflotacyjne.

Odpady poflotacyjne jest to w bardzo dużym stopniu rozdrobniona skała płonna, w skład której wchodzą głównie krzemionka (głównie w postaci kwarcu), minerały węglanowe (dolomit i kalcyt) oraz minerały ilaste. Również w skład szlamów poflotacyjnych wchodzą odczynniki spieniające (np. etylowy ksantogenian sodu) oraz odczynniki zbierające (np. Bikanol – eter butylowy glikoli etylenowych)

4. Podaj definicję odpadu niebezpiecznego, wymień i opisz podstawowe cechy wyróżniające ten odpad spośród innych.

Odpadami niebezpiecznymi są substancje które posiadają którąkolwiek z właściwości powodującą że odpady są niebezpieczne lista A (np. odpady medyczne i weterynaryjne, środki pirotechniczne i inne materiały wybuchowe, oleje mineralne i substancje oleiste ), lub jeśli substancja zawiera składnik posiadający właściwość kwalifikującą go do odpadu niebezpiecznego czyli lista B (np. szlamy z płuczek, pyły lub proszki metaliczne, popioły lub żużle).

Właściwości decydujące o zakwalifikowaniu odpadu jako niebezpiecznego

1. wybuchowe,

2. utleniające,

3. wysoce łatwopalne lub łatwopalne,

4. drażniące,

5. szkodliwe,

6. toksyczne,

7. rakotwórcze,

8. żrące,

9. zakaźne,

10. działające szkodliwie na rozrodczość,

11. mutagenne,

12. substancje które w kontakcie z wodą, powietrzem lub kwasem uwalniają toksyczne lub wysoce toksyczne gazy,

13. substancje, które po zakończeniu procesu unieszkodliwiana, mogą w dowolny sposób, wydzielić inną substancję, która ma jakąkolwiek spośród wymienionych cech,

14. ekotoksyczne,

5. Wymień stosowane metody unieszkodliwiana odpadów niebezpiecznych i podaj przykłady.

Do stosowanych metod unieszkodliwiana należą:

• składowanie, którego przykładem jest zatłaczanie głębinowe, przechowywanie w specjalnych pojemnikach (wykonane z metalu zalane betonem).

• przekształcenia termiczne, przykładem jest tutaj piroliza, spalanie.

• Fizyko-chemiczne, przykładem jest neutralizacja, strącanie, kompleksowanie

• Biologiczne, przykładem jest fermentacja, rozkład tlenowy (jednak szkodliwość substancji musi być niewielka)

6. Podaj definicję odpadu komunalnego i podaj źródła jego powstania.

Odpady komunalne to odpady powstające w gospodarstwach domowych, a także odpady nie zawierające odpadów niebezpiecznych, pochodzące od innych wytwórców odpadów, które ze względu na swój charakter są podobne do odpadów powstających w gospodarstwach domowych.

Źródła powstania odpadów komunalnych:

• gospodarstwa domowe

• obiekty infrastruktury (handel, usługi, szkolnictwo, obiekty rekreacyjne, itd.)

7. Dokonaj podziału zanieczyszczeń wód i podaj przykłady.

Zanieczyszczenia wody dzielimy na:

• fizyczne (koloidy żelaza i glinu, kurz, pyły )

• chemiczne (detergenty, metale ciężkie, węglowodory aromatyczne)

• bakteriologiczne (wirusy, bakterie, np. bakterie duru brzusznego)

• radioaktywne (pierwiastki promieniotwórcze, ścieki z laboratoriów, spływy z terenów po wybuchu bomby atomowej)

8. Dokonaj podziału metod dezynfekcji i podaj przykłady.

Metody dezynfekcji dzielimy na:

• fizyczne (gotowanie i pasteryzacja, dezynfekcja za pomocą promieniowania ultrafioletowego, dezynfekcja ultradźwiękami)

• chemiczne (ozonowanie, chlorowanie)

9. Dokonaj podziału oczyszczalni ścieków, w zależności od rodzaju ścieków.

Oczyszczalnie ścieków dzielimy na:

• oczyszczalnie mechaniczne

• oczyszczalnie fizyczno chemiczne lub biologiczne

10. Wymień i opisz kolejne etapy (urządzenia) oczyszczania ścieków w oczyszczalni mechanicznej.

Kraty, służą one do zatrzymywania ciał stałych których wymiary są większe niż 10 mm dla najgęstszych krat. Substancjami zatrzymywanymi są szmaty papiery gałęzie liście itp. Kraty instaluje się w celu ochrony innych urządzeń przed zniszczeniem.

Sita, służą one do zatrzymywania zanieczyszczeń, których wymiary wynoszą około 5 mm. Są to między innymi włókna papieru włosów itp.

Piaskowniki, w urządzeniach tych z ścieków usuwane są substancje mineralne pochodzenia mineralnego , które mają wymiary większe niż 0,2 mm, warunkiem by te zanieczyszczenia dało się usunąć w tym uradzeniu jest to że zanieczyszczenia te muszą być ciężkie, do przykładów usuwanych zanieczyszczeń należą piasek, popiół, żużel, gruz, drobny złom metalowy oraz szklany.

Odtłuszczacze, są to urządzenia, w których z ścieków usuwane są zanieczyszczenia lżejsze od wody, którymi najczęściej są tłuszcze oraz oleje.

Osadniki, w urządzeniach tych zachodzi proces sedymentacji, zanieczyszczenia łatwo opadające które mają gęstość większą od gęstości wody opadają na dno zbiornika skąd są usuwane, a sklarowane ścieki zostają odprowadzone do dalszych urządzeń.

11. Opisz proces oczyszczania biologicznego ścieków przy zastosowaniu osadu czynnego.

Metoda osadu czynnego polega na wykorzystaniu do oczyszczania ścieków mikroorganizmów, które żyją w warunkach tlenowych. Ścieki są najpierw napowietrzane, dzięki temu tworzą się tam optymalne środki do życia dla mikroorganizmów. Mikroorganizmy zawarte w ściekach tworzą kłaczki, kłaczki z kolei tworzą osad czynny. Mikroorganizmy zawarte w osadzie czynnym oczyszczają ścieki, poprzez adsorpcje zanieczyszczeń i procesy metaboliczne które w nich zachodzą.

12. Wymień i zdefiniuj poznane zanieczyszczenia środowiska

Zanieczyszczenia środowiska dzielimy na:

• Atmosfery

• Hydrosfery

• Litosfery

  • Odpady

  • Gleba

• Hałas

13. Opisz zjawisko eutrofizacji i wymień zanieczyszczenia powodujące to zjawisko.

Eutrofizacja to proces w którym woda jest wzbogacana biogenami, powodują one przyspieszony wzrost glonów oraz wyższych form życia roślinnego, co w końcu prowadzi do zarastania zbiornika wodnego i zamianie go w torfowisko.

Związkami wywołującymi eutrofizację są:

• związki azotu zawarte w pestycydach,

• związki fosforu zawarte w detergentach,

• tlenki azotu pochodzące z kwaśnych opadów,

14. Podaj podział odpadów wg pochodzenia oraz definicje tych odpadów zgodnie z ustawą.

Odpady- wszystkie substancje stałe a także nie będące ściekami substancje ciekłe, powstałe wskutek działalności gospodarczej lub bytowania człowieka i nieprzydatne w danym miejscu lub czasie. Których posiadacz zamierza się pozbyć lub do ich pozbycia się jest obowiązany.

Odpady dzielimy na:

• odpady przemysłowe- są to produkty uboczne powstające w wyniku działalności gospodarczej.

• odpady komunalne

• odpady niebezpieczne

15. Wymień zanieczyszczenia gazowe na wydziale stalowniczym, spiekalniczym huty.

Zanieczyszczenia gazowe na wydziale stalowniczym:

• tlenki metali

• tlenek węgla

• tlenki siarki

• tlenki azotu

• pyły

• dioksyny,

• furany

• węglowodory aromatyczne

Zanieczyszczenia gazowe na wydziale spiekalniczym:

• dwutlenek węgla

• tlenek węgla

• tlenek azotu (IV)

• tlenek siarki (IV)

• pyły

  • metale ciężkie

  • tlenki żelaza

  • tlenki siarki

  • tlenki azotu

  • chlorowodór

  • związki fluoru

16. Wymień zanieczyszczenia atmosfery i zdefiniuj je.

Zanieczyszczenia atmosfery to wszelkie substancje wywierające negatywny wpływ na ludzi, zwierzęta, rośliny, materiały, których uwolnienie do atmosfery powoduje że jej skałd ulega odchyleniu od jej składu średniego.

Zanieczyszczeniami atmosfery są:

• tlenek siarki (IV)- jest produktem ubocznym procesów przemysłowych, a zwłaszcza spalania węgla kamiennego i brunatnego. Jest gazem bezbarwnym silnie toksycznym o duszącym zapachu, wolno rozprzestrzenia się w atmosferze, ze względu na dużą masę włąsciwą 2,93$\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

• związki azotu- powstają w procesie spalania, przebiegających w wysokich temperaturach, mają duży wpływ na powstawanie kwaśnych deszczy.

• tlenek węgla (II)- powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla lub związków węgla. Głównym źródłem SA spaliny pojazdów mechanicznych, przemysł, elektrociepłownie, koksownie, gazownie, paleniska domowe. Jest gazem silnie toksycznym, jest niebezpieczny ze względu na brak smaku, zapachu i barwy.

• tlenek węgla (IV)- powstaje podczas spalania pali, oraz oddychania organizmów, nie stanowi zagrożenia dopóki nie nastąpi naruszenie równowagi biologicznej poprzez nadmierną emisję, pełni rolę naturalnej izolacji termicznej, jest budulcem substancji organicznej roślin,

• fluor

• pyły- faza stała układu dwufazowego ciało stałe- gaz lub gaz – ciało stałe, jeżeli stopień rozdrobnienia fazy stałej jest tak duży że w nieruchomym powietrzu o ciśnieniu 760 mm Hg i temperaturze 20^oC ziarna ciała stałego, na które działa tylko siła ciążenia, po bardzo krótkim okresie przyspieszenia, wskutek oporu przepływu ośrodka, będą opadały ze stałą prędkością mniejszą niż 500 cm/s lub będą wykonywały ruchy Browna.

17. Opisz zjawisko kwaśnych deszczy, smogu oraz efektu cieplarnianego, podaj zanieczyszczenia powodujące te zjawiska oraz 3 przykłady wpływu tych zjawisk na środowisko.

Kwaśne deszcze

Są to opady deszczu, śniegu lub mgły o pH poniżej 5,65, spowodowany przez zanieczyszczenia powietrza takie jak: tlenki siarki i tlenki azotu.

Wyróżniamy dwa rodzaje depozycję suchą oraz depozycję mokrą. Depozycja sucha występuje wtedy gdy zanieczyszczenia są transportowane bezpośrednio na ziemię jako pyły lub gazy w pobliżu miejsc ich powstawania. Natomiast w depozycji mokrej związki siarki i azotu łączą się z wodą w chmurach i mogą być transportowane na odległości do 1000 km.

Kwaśne deszcze powodują: zakwaszanie gleby i wód, niszczenie kamiennych budowli, szybszą korozję elementów metalowych.

Smog

Jest to zjawisko powstające w wyniku połączenia się dymu z mgłą lub parą wodną. Zjawisko to zachodzi tylko przy ściśle określonych warunkach takich jak brak wiatru oraz duża wilgotność powietrza. Smog powstaje tylko na obszarach o dużej emisji zanieczyszczeń. W zjawisku tym bardzo ważną rolę odgrywa zjawisko inwersji termicznej, polega ono na tym że warstwy powietrza cieplejszego zalegają nad warstwami powietrza zimniejszego, efektem tego jest brak cyrkulacji powietrza i zaleganie zanieczyszczeń w warstwie powietrza chłodniejszego.

Wyróżniamy dwa typy smogu:

• smog londyński, głównymi zanieczyszczeniami go wywołującymi są pyły, tlenek węgla oraz dwutlenek siarki. Tworzy się w zimie przy temperaturach od -3 do +5^oC, oraz przy wilgotności powietrza 85%, musi występować mgła. Smog tego typu szkodzi przede wszystkim ze względu na aerozole kwasu siarkowego które się tworzą, szkodliwie działają na układ krążenia, natomiast u roślin niszczy aparaty szparkowe i zakłóca proces fotosyntezy.

• smog fotochemiczny (Los Angeles), głównymi zanieczyszczeniami wchodzącymi w skład smogu są: ozon troposferyczny, tlenek azotu, dwutlenek azotu, tlenek węgla. Występuje od lipca do października, gdy temperatury osiągają 24-35^oC, tworzy się gdy występuje duże nasłonecznienie. W przypadku tego typu zanieczyszczenia reagują ze sobą tworząc bardzo silnie toksyczne związki głównie wolne rodniki, zawierać może również związki mutagenne oraz rakotwórcze. Powoduje wzrost zachorowalności oraz zaburzeń zdrowotnych u ludzi, Smog tego typu działa również szkodliwie na rośliny, z powodu dużego stężenia ozonu dochodzącego do 10 ppm, natomiast stężenie ozonu nieszkodliwe dal człowieka wynosi 0,1 ppm.

Efekt cieplarniany (szklarniowy)

Jest to zjawisko, zmian klimatu, a dokładniej jego ocieplania się, spowodowane zatrzymywaniem energii pochodzącej od Słońca przez tzw gazy cieplarniane. Słońe za pomocą fal przekazuje energię na powierzchnię Ziemi, ta jednak dużą część energii, z powrotem oddaje, lecz zostaje ona zatrzymana przez gazy cieplarniane. W ten sposób temperatura na powierzchni Ziemi ulega podwyższeniu.

Zanieczyszczenia które mają wpływ na efekt cieplarniany:

• tlenek węgla (IV)

• freony

• metan

• tlenek azotu (I)

• ozon

• halony

• para wodna

Negatywnymi skutkami wynikającymi z występowania tego zjawiska są:

• topnienie lodowców,

• podniesienie poziomu mórz, co w konsekwencji spowodować może zalanie niektórych terenów,

• częstsze występowanie huraganów i powodzi.

Dziura ozonowa

Jest to zjawisko zmniejszania się ilości ozonu w stratosferze, związane z zanieczyszczeniami powietrza związkami, które powodują rozpad cząsteczek ozonu. Gdy ozon zostanie całkowicie rozłożony pod wpływem innych związków to powtaje właśnie dziura ozonowa.

Związki powodujące powstawanie dziury ozonowej:

• freony

• halony

• chlorek metylu

• chlorek węgla (IV)

• tlenki azotu

Ozon w stratosferze zatrzymuje promieniowanie ultrafioletowe, dlatego konsekwencją dziury ozonowej jest docieranie promieniowania ultrafioletowego do powierchni ziemi.

Skutki dziury ozonowej:

• większość roślin jest podatna na promieniowane ultrafioletowe, dlatego następuje zmniejszenie ich ilości,

• zmniejszenie ilości planktonu, co ma wpływ na zmniejszenie ilości osobników dalszych ogniw łańcucha troficznego, głównie ryb,

• Uszkadza system odpornościowy organizmu człowieka,

• Występują mutacje genetyczne,

18. W jakim celu stosujemy wskaźniki jakości wód, podaj rodzaje i przykłady tych wskaźników.

Wskaźniki jakości wód stosuje się aby ocenić ilość oraz jakość zanieczyszczeń zawartych w wodzie.

Rodzaje wskaźników:

• wskaźniki fizyczne (temperatura, barwa, mętność, zapach, przeźroczystość)

• wskaźniki chemiczne (odczyn pH, twardość, chemiczne zapotrzebowanie na tlen, biochemiczne zapotrzebowanie na tlen)

• wskaźniki biologiczne (miano coli, indeks saprobowości, polski indeks biotyczny)

19. Wymień metody postępowania z odpadami.

Metody postępowania z odpadami:

• Unieszkodliwianie:

  • Spalanie

  • Piroliza

  • Składowanie

• Utylizacja:

  • Kompostowanie

  • Odzysk termiczny

  • Recykling

  • Odzysk

20. Wymień zanieczyszczenia hydrosfery krótko scharakteryzuj minimum 3.

Zanieczyszczenia hydrosfery dzielimy na:

• Fizyczne

  • Kurz

  • Pyły

  • Koloidy

• Chemiczne

  • Detergenty- są to związki które zmniejszają napięcie powierzchniowe wody, działają toksycznie i nie ulegają biodegradacji

  • Pestycydy- są to środki używane do zwalczania szkodników i chorób roślin i zwierząt hodowlanych, ze względu na działanie do którego służą są silnymi truciznami, i stosunkowo łatwo dostają się do wód, poprzez spływy z pól.

  • Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

  • Węglowodory aromatyczne

  • Fenole

  • Metale ciężkie- są niezwykle toksyczne dla organizmów wodnych w stosunku do człowieka powodują trwałe uszkodzenia narządów.

• Bakteriologiczne

  • drobnoustroje

  • wirusy

  • Bakterie

• Radiologiczne

  • pierwiastki radioaktywne

  • spływy z terenów skażonych promieniotwórczo

  • ścieki z laboratoriów

21. Podaj definicję ścieków i ich podział oraz metody ich oczyszczania według kolejności występowania.

Ścieki to mieszanina zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych, gazowych, radioaktywnych oraz ciepła, usuwanych z terenów miast i zakładów.

Ścieki dzielimy na:

• Ścieki bytowe

• Ścieki przemysłowe

• Ścieki opadowe

Metody oczyszczania według kolejności występowania to:

• Mechaniczne

• Biologiczne lub chemiczne

• Doczyszczanie z podwyższonym usuwaniem biogenów

22. Podaj definicję hałasu i minimum 4 przykłady negatywnego oddziaływania hałasu na środowisko.

Dźwięki z zakresu częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz

Przykłady negatywnego oddziaływania hałasu na środowisko:

• Może szkodzić kałamarnicom, ośmiornicom i mątwom.

• Stany lękowe,

• Zmiana siedlisk,

• Zmniejszenie liczby składanych jaj,

• Spadek mleczności krów.

• Nerwice

• Uszkodzenia słuchu

• Utrata wartości rekreacyjnych terenu