|
|
Скачати 1.31 Mb.
|
|
Основні напрямки знищення відходів міст Основні напрямки знищення відходів міст:
У більшості міст світу переважає вивіз відходів на звалища, де зберігається багато відходів, проте складування відходів на міських звалищах є найбільш екологічно недосконалим способом порятунку від них, так як стічні води звалищ токсичні і забруднюють ґрунтові води та ріки, окрім того йде забруднення атмосфери газоподібними речовинами, що утворюються при розкладанні звалених матеріалів. Знищення міських твердих відходів спалюванням - найчастіше сміття спалюють у великих об’ємах на звалищах відкритим способом - дає накопичення великої кількості попелу, який вміщує велику кількість токсичних речовин, що веде до утворення газоподібних викидів при спалюванні, особливо пластмасового сміття, з частим виділенням діоксинів Проблеми складування відходів гостро постає через низьку швидкість їхнього розкладання. Папір руйнується через 2-10 років, консервні банки майже за 100 років, поліетиленові матеріали – за 200 років, пластмаса за 500 років, а скло для повного розпаду вимагає 1000 років. Екобіотехнологія безпечного Довкілля Сучасні біотехнологія проникають у практично всі альтернативні галузі промисловості, безальтернативну біотехнологічну галузь і особливо перспективними є у системі захисту довкілля та при забезпеченні екологічної чистоти виробництв, що зумовлюється вимогою збереження довкілля та раціонального використання природних ресурсів при зменшенні техногенного навантаження на біосферу. Природоохоронні технології (Nature protection technologies - Enviromenmental biotechnology) сьогодні швидко поширюються у світовому просторі. У багатьох країнах сформована та активно діє розгалужена система підготовки фахівців для біотехнологічної сфери, зростає кількість біотехнопарків та біотнехнополісів, в тому числі некомерційних установ – університетів, наукових центрів, науково дослідницьких інститутів, трансферних компаній тощо, зокрема у США – понад 300, у Великобританії – понад 200. Існуючі технології потребують жорсткіших технологій утилізації побічних продуктів виробництв. Навіть процеси, що відбуваються у живій природі і є циклічними та добре збалансованими, при техногенних катастрофах потребують втручання нових технологій, основаних за екологічними принципами з використанням живих організмів при зведенні до мінімуму негативного впливу на довкілля, а, власне, екобіотехнології, покликані забезпечити екологічність технологічних процесів, кінцевих продуктів та відходів виробництв з метою збереження функціональної стійкості біосфери та гармонійного розвитку ноосфери. біотехнологічні методи захисту довкілля Лекція 6. Напрями екобіотехнологічного захисту довкілля. Біологічні методи промислової мікробіології в екобіотехнології. Біологічні методи очищення та контролю стоків. Біопроцеси та типи біоочищувачів забруднення. біотехнологічні методи захисту довкілля Світовий досвід свідчить про те, що доцільним і екологічно безпечним методом захисту навколишнього середовища є біотехнологічний. Він передбачає застосування процесів, що ґрунтуються на використанні мікроорганізмів для утилізації різноманітних відходів промисловості й сільського господарства; рекультивації земель, забруднених різними токсичними сполуками; очищення стічних вод. Біотехнологія є ефективним природним шляхом боротьби з забруднювачами-полютантами ґрунту, води і повітря, оскільки ґрунтується на методах живої природи, що використовують її специфічні механізми деструкції і утилізації токсикантів. При цьому на основі сучасних досягнень біологічних, технічних, медичних наук максимально використовують потенційні можливості мікроорганізмів, клітин рослин і тварин. Біотехнологія в багатьох країнах світу вирішує проблеми екологічно чистої енергетики за рахунок утилізації відходів сільського господарства і лісопереробної галузі. З урахуванням важливості проблеми мирного і взаємовигідного співіснування природи і людини у провідних країнах світу відпрацьовані і діють національні програми з біотехнології, що фінансуються державою і приватними компаніями. При переробці зеленої біомаси та деревини гідролізні заводи на основі одержаних викидів (лігніну, активного мулу) і твердих відходів переробки рослинної продукції виробляють біодобрива. Для виробництва кормових дріжджів, етанолу використовується гідроліз рослинних відходів (природних полісахаридів), що забезпечує одержання пентоз і гексоз, які споживаються мікробними біоконверсантами. Відпрацьовано технології одержання білкових кормових продуктів на основі біоконверсії відходів сільськогосподарського виробництва за допомогою спеціально підібраних штамів мікроорганізмів і їх сумішей. Під їх дією проходить біоконверсія вуглеводовмісних компонентів у кормовий білок із вмістом 40—50 % сирого протеїну, комплексом незамінних амінокислот, вітамінів. Повне відновлення екосистеми, знищеної в результаті антропогенної діяльності практично неможливе, проте принципово можливим є відтворення екосистеми шляхом обґрунтованої оптимізації екосистемних процесів при застосуванні біотехнологічних методів. Напрями екобіотехнологічного захисту довкілля
Біологічні методи промислової мікробіології в екобіотехнології Для вирішення екологічних проблем найчастіше вдаються до використання біологічних методів. Методи біологічних досліджень включають різні методики та способи визначення:
Особливо ефективним для контролю зовнішнього середовища є використання принципів складової частини біотехнології - промислової мікробіології, оскільки експериментальні експрес методи з застосуванням біооб’єктів мають певні переваги над іншими методами. Переваги біологічних методів:
Промислова біотехнологія та біоіндустрія в цілому вважається екологічно безпечною галуззю з майже безвідходними виробництвами. Проте дотримання біобезпеки біотехнологій та моніторинг біотехнологічних виробництв є профілактичними мірами запобігання впливу потенційних технологічних повітряних та водних викидів, що можуть містити живі та мертві (непатогенні) клітини продуцентів біопродуктів, на кругообіг речовин у навколишньому середовищі, а також можливі впливи (індивідуальна алергічна надчутливість, сенсибілізація) клітин чи їх метаболітів на здоров’я обслуговуючого персоналу та навколишнього населення. Біологічні методи очищення та контролю стоків Охорона і раціональне використання водних ресурсів - одна з ланок комплексної світової проблеми охорони природи. В природних водоймах та ґрунті проходить біологічне самоочищення, проте стічні води агропромислового комплексу та стоки життєдіяльності людини необхідно піддавати також примусовому очищенню До 1992 р у світі було розроблено 27 технологій очисного лікування довкілля, з яких 6 основані на біотехнологічних методах, що передбачають застосування промислових мікроорганізмів, здатних усунути різноманітні забруднення (особливо забруднення органічними сполуками та нафто добувними та переробними шламами та розливами). Загальні умови здійснення біологічного очищення Біологічне очищення є основою зовні простого та примітивного, але насправді складного процесу перетворення органічних речовин в забруднених токсично-промислових чи побутових стічних вод на чисту екологічно безпечну та біологічно повноцінну воду. Біологічні процеси відбуваються у воді на всіх етапах її утворення та проходження через очисні споруди. Біологічне очищення стічних вод може здійснюватися:
Фізико-хімічний аналіз стоків та водойм дозволяє контролювати та виявляти окремі речовини, а також проводити дослідження популяційних ефектів циркулюючих забруднень в різних екосистемах, здійснювати визначення організмів-індикаторів забруднення довкілля за допомогою основних методик біоекологічного аналізу організмів, популяцій та біоценозів. Штучне культивування мікроорганізмів (детоксикантів, деструкторів чи деградантів забруднень стічних вод) в спеціально створених для них сприятливих зовнішніх умовах (склад живильного середовища, надлишок розчиненого кисню, температура) різко прискорює біологічне очищення стічних вод, хоч і вимагає додаткових витрат. Біопроцеси та типи біоочищувачів забруднення Внаслідок зростання антропогенної діяльності збільшилась кількість ксенобіотиків у природному середовищі, що призвело до забруднення екосистем. Відомо, що мікробні асоціації різних екосистем характеризуються здатністю розкладати і утилізувати багато полютантів шляхом біотрансформації, біоконверсії чи біорозкладу. Саме тому екологічна біотехнологія застосовує різноманітні види мікроорганізмів. Для вибору найкращих біоочищувачів здійснюють різні технології отримання продуцентів біоочищення. З відомих у природі понад 100 тис. видів мікроорганізмів у біотехнології використовують лише декілька сотень, що належать до бактерій, актиноміцетів, дріжджів і цвілей. Біотрансформація відходів вермикультурою та асоціаціями мікроорганізмів також дає успішні результати. Альтернативою безвідходним пропонується біотрансформація відходів вермикультурою та мікроорганізмами (США, 40-і роки, Европа, Азія , 80-і роки). Біотехнологічні технології очищення довкілля характеризуються малими есплуатаційними витратами, простотою обслуговування, надійністю очищення, зумовленого практично повним (до оксидів вуглецю, води) руйнуванням органічних речовин з використанням біоагентів очищення. Процеси біоочищення:
Типи біоочищувачів забруднення стоків:
Лекція 7. Селекція штамів - деструкторів забруднювачів. Фототрофи в системі моніторингу забруднення водойм. Біотестування хімічних речовин (забруднювачів) Біотестування проводиться для обґрунтування гігієнічних та екологічних регламентів і індивідуальних профілактичних засобів у виробництві та побуті. Біоіндикація забруднень Для встановлення чистоти води, окрім фізико-хімічного, важливе значення має біологічне тестування (біоіндикація), особливо для оцінки ефективності доочистки та наявності мутагенно активних сполук. Для біоіндикації можна застосовувати різноманітні тест-системи, в тому числі тест-мікроорганізми та рослинні тест-системи. Мікроорганізми активно розвиваються на рівні висоти 0 – 1 м від поверхні, а поодинокі можуть сягати висоти 11 км. В ґрунтах мікроорганізми сягають глибини 5 м, та найбільш активно розвивають при концентрації біомаси 100 тис кл/см3 у верхньому шарі ґрунту 5-10 см. Зокрема, до канцерогенного впливу бензпірену на організми в ґрунтах найбільш чутливими є ґрунтові гриби, актиноміцети та спорові бактерії, що знижують наростання біомаси. Серед прісноводних та морських гідробіонтів найкраще акумулюють бензпірен мідії, мезопланктон, бактерії (Trichodesmium, Oscillatoria, Nostos, Mycoplana, Pseudomonas, Vibrio, Spirillum) та деякі водорості (Asterionella, Fragilogia, Navicula, Gonyaulax, Gymnodinium). Забруднення водних екосистем промисловими, побутовими та нафтовими стічними водами можна виявляти за допомогою найбільш чутливих до поліциклічних ароматичних вуглеводнів деяких популяцій риб. Фітоіндикатором забруднення атмосферного повітря бензпіреном пропонується хвоя сосни. Розроблені також спеціальні методичні рекомендації, що регламентують умови та методи дослідження бластомогенних речовин, в тому числі біотестування на наявність біомаркерів в живому організмі. При цьому слід враховувати, що в організмі різних видів тварин швидкість і характер біоперетворень під дією мутагенів та онкогенів істотно відрізняються. Селекція штамів - деструкторів забруднювачів Реакції біодеградації залежать від умов навколишнього середовища, що можуть змінюватись або бути постійними, тому мікроорганізми та їх асоціації повинні бути захищенні від таких змін, що можна досягнути селекцією та мутацією мікроорганізмів (з 1974), а також клонуванням з rec-ДНК. Селекція штамів - деструкторів забруднювачів:
Біологічним шляхом можуть бути розкладені багато складних органічних речовин та деякі неорганічні (аміак, нітрити, нітрати, сульфати тощо), проте багато речовин біологічним шляхом окисляються або дуже повільно або не піддаються розкладу (вуглеводи, складні ефіри, „жорсткі” поверхнево активні речовини, барвники тощо ) Ефективність методів екологічної біотехнології обумовлена еволюційною здатністю мікробних асоціацій екосистем утилізувати і розкладати полютанти. Відомо, що у разі повторного потрапляння речовини в екосистему період її розкладання зменшується внаслідок адаптації мікробної асоціації. Склад останньої еволюціонує в бік збільшення вмісту мікрофлори, здатної розкладати цю речовину. Наявність нової речовини реконструює мікроорганізми шляхом зміни і передачі генетичної інформації так, що останні набувають здатності утилізувати новий субстрат. Встановлено, що речовини антропогенного походження, що раніше не розкладались, можуть бути утилізовані, якщо вони структурно схожі на речовини, які утилізуються в природних екосистемах мікробними асоціаціями. Деякі мікроорганізми здатні змінити молекулу речовини-полютанта таким чином, що вона потім розкладається під дією інших мікробів. |
|
Конспект лекцій У двох частинах Частина 2 Суми Затверджено на засіданні кафедри фінансів як конспект лекцій з дисципліни «Банківський менеджмент» |
Конспект лекцій з дисципліни «Особливості водопостачання і водовідведення... Конспект лекцій з дисципліни «Особливості водопостачання і водовідведення промислових підприємств» (для студентів 5-6 курсів денної... |
|
Конспект лекцІй з дисципліни “ ПОТЕНЦІАЛ і розвиток ПІДПРИЄМСТВА”... Конспект лекцій з дисципліни “Потенціал і розвиток підприємства” для студентів ІV курсу / Укл доцент кафедри економіки підприємства... |
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ дисципліни «Історія економічних учень» |
|
Опорний конспект з дисципліни „Організація торгівлі” Міністерство... Опорний конспект лекцій з дисципліни „Організація торгівлі” для студентів напряму підготовки 030510 денної форми навчання / Укладач... |
ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ з дисципліни “ ЕКОНОМІКА ПРАЦІ І СОЦІАЛЬНО... Конспект лекцій з дисципліни “Економіка праці і соціально-трудові відносини” для студентів ІІІ курсу. Павлоград: ЗПІЕУ, 2007 |
|
Конспект лекцій розроблений у відповідності до листа Міністерства... Короп Ігор Володимирович, Ревтюк Євген Антонович, Петренко Віктор Павлович – Інтелектуальна власність /Конспект лекцій для студентів... |
Конспект лекцій Частина II Суми Стратегічний маркетинг : конспект лекцій / укладачі: В. В. Божкова, Ю. М. Мельник, Л. Ю. Сагер. – Суми : Сумський державний університет,... |
|
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання Проектний аналіз : конспект лекцій / укладачі: О. І. Карпіщенко, О. О. Карпіщенко. – Суми : Сумський державний університет, 2012.... |
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ з дисципліни «ЕКОНОМІЧНИЙ АНАЛІЗ» Сутність методу економічного аналізу, його характеристика та методологічна основа |