Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева
__________________________________________________________________
"УТВЕРЖДАЮ"
Ректор РХТУ им.Д.И.Менделеева
_______________ Колесников В.А..
"_____" ________________2006 г.
Программа
курса “Техногенные системы и экологический риск”
для студентов 5 курса всех химико-технологических и биотехнологических
специальностей, студентов 4 курса специальностей
013400 «Природопользование», 020300 «Социология» и
033300 «Безопасность жизнедеятельности» РХТУ им.Д.И.Менделеева
Программа одобрена
Методической секцией
Ученого Совета РХТУ им. Д.И. Менделеева
"_____"_________________ 2006г.
Председатель
Жилин В.Ф.
Москва - 2006
Программа составлена
чл.-корр.РАН, проф., д.х.н.,
заведующей кафедрой проблем устойчивого развития
Тарасовой Н.П.,
проф., д.т.н.
Зайцевым В.А.,
проф., д.х.н.,
Сметанников Ю.В.,
доц., к.х.н..
Додоновой А.А.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Курс “Техногенные системы и экологический риск” предназначен для студентов 5 курса всех
химико-технологических и биотехнологических специальностей, студентов 4 курса
специальностей
013400
«Природопользование»,
020300
«Социология»
и
033300
«Безопасность жизнедеятельности» РХТУ им.Д.И.Менделеева.
Курс
«Анализ
техногенного
риска»
предлагает
системный
подход
к
проблемам
промышленной безопасности и охраны окружающей среды от промышленных загрязнений.
При изучении данного курса студенты:
•
изучают основные понятия опасностей и рисков химических производств;
•
получают знания в области химической токсикологии;
•
изучают методы оценки антропогенного воздействия на состояние окружающей
среды;
•
приобретают навыки анализа ситуаций, связанных с риском.
Наряду с химическим воздействием рассматривается воздействие электромагнитных
излучений различных энергий, воздействия ионизирующих излучений на человека и
окружающую среду. Обсуждаются особенности ядерного топливного цикла, проблемы
отработавшего ядерного топлива и захоронения радиоактивных отходов. Вводятся понятия
стохастических и нестохастических последствий воздействия излучений на человека и
окружающую среду.
Важное место в курсе занимают методики оценки эколого-экономической эффективности
природоохранных мероприятий и нормирования нагрузки на биосферу.
Курс читается для студентов 5 курса в 10 семестре, для студентов 4 курса специальностей
«Природопользование», «Социология» и «Безопасность жизнедеятельности» - в 8 семестре.
При чтении курса предполагается использование базовых знаний студентов, полученных при
изучении
курсов
«Математика»,
«Физика»,
«Общая
и
неорганическая
химия»,
«Органическая химия», «Проблемы устойчивого развития».
Объем курса - 72 часа, из них лекции - 36 часов, курсовая работа и самостоятельная
подготовка - 36 часов (2-0-2).
Форма итогового контроля для студентов 5 курса – зачет, для студентов 4 курса
специальностей «Природопользование», «Социология» и «Безопасность жизнедеятельности»
- экзамен.
Основные разделы курса
N пп Наименование раздела
1. Введение
2. Основные опасности и риски химических, нефтехимических
и биотехнологических производств и примеры их реализации
3. Регламентирование основных химических опасностей
4. Воздействие загрязнений антропогенного происхождения на
состояние окружающей среды
5. Основы химической токсикологии.
6. Излучение и его воздействие на окружающую среду
7. Экологический мониторинг и нормирование нагрузки на
биосферу
8. Оценка ущерба от загрязнения окружающей среды
промышленными предприятиями и эколого-экономическая
эффективность природоохранных мероприятий
9. Количественные методы оценки опасностей аварийных
ситуаций
10. Принципы организации малоотходных, безотходных и
чистых производств и ТПК
11. Природоохранительное законодательство
Курсовая работа
Всего
Лекции Самостоятел
ьная работа
4
4
2
2
4
2
4
4
2
4
3
4
3
4
4
4
4
2
1
2
1
8
36
36
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
1. Введение
Цели, задачи и предмет курса. Связь с предметами общеинженерного цикла и специальными
дисциплинами. Статистические данные о промышленных авариях и антропогенных
воздействиях в России и за рубежом. Место и роль промышленной безопасности в
образовании инженера химика-технолога. Вторая половина ХХ века - появление глобальной
проблемы промышленной безопасности.
Исторический анализ развития химической промышленности с точки зрения проблемы
промышленной безопасности: становление, первые упоминания об опасностях, эпоха угля,
связывание азота, эпоха нефти, современное состояние химической и нефтехимической
промышленности, укрупнение производственных установок. Научно-технический прогресс
как источник потенциальных опасностей (производство взрывоопасных материалов, средств
защиты растений; генная инженерия и т.д.).
2. Основные опасности и риски химических, нефтехимических и биотехнологических
производств и примеры их реализации
Основные понятия промышленной безопасности: риск, индивидуальный риск, социальный
риск, экологический риск, рискующие, химическая опасность. Классификация химических
опасностей. Классификация опасностей по общим эффектам воздействия на окружающую
среду, по времени реализации, по числу пораженных, по уровню риска, по специфичности
опасности, по источнику поражения, по масштабам последствий (локальных, региональных,
глобальных). Индивидуальные и групповые опасности, стационарные и нестационарные
опасности, сконцентрированные и рассеянные опасности.
Крупномасштабные пожары. Примеры (Описание аварии 20 октября 1944 года в Кливлинде
(США). Описание аварии 19 ноября 1984 года в Сан-Хуан-Иксуатепек (Мексика)).
Взрывы. Примеры (Описание аварии 1 июня 1974 года в Фликсборо (Великобритания).
Описание аварии 29 июня 1989 года под Уфой (Россия)).
Токсические выбросы. Примеры (Хлор. Применение хлора в качестве боевого отравляющего
вещества 22 апреля 1915 года близ Ипра (Бельгия). Аммиак. Оксид углерода. Диоксины.
Описание аварии 10 июля 1972 года в Севезо (Италия)). Метилизоцианат. Описание аварии
3 декабря 1984 года в Бхопале (Индия).
Другие опасности: воздействие низких температур, асфиксия, повышенное содержание
кислорода, коррозионно-активные вещества.
Технологии двойного назначения. Конвенция о запрещении химического оружия.
3. Регламентирование основных химических опасностей
Восприятие риска общественностью. Концепции "нулевого" и "допустимого" рисков.
Фоновые значения риска. Пороговые уровни риска.
4. Воздействие загрязнений антропогенного происхождения на состояние окружающей
среды
Рейтинговая оценка загрязнителей окружающей среды. Их источники и стоки.
Трансформация загрязнений в биосфере. Фотохимические процессы в стратосфере. Озон.
Нулевой цикл озона. Физико-химические процессы в тропосфере. Атмосферный цикл
соединений азота. Фотохимический смог. Окисление соединений серы. Дисперсные частицы
в атмосфере. Парниковый эффект. Гидрологический цикл. Основные виды природных вод.
Карбонатные системы и рН природных вод. Процессы дыхания и разложения в водоемах.
Окислителъно-восстановительные
потенциалы
природных
водоемов.
Процессы
комплексообразования в гидросфере. Процессы самоочищения. Накопление загрязнителей в
аквоэкосистемах. Образование почвенного слоя. Азот, фосфор и сера в почвенных
процессах. Химическое загрязнение почв.
5. Основы химической токсикологии
Основные типы вредных веществ. Воздействие на человека и объекты окружающей среды.
Системы токсикологических характеристик. Переход от пороговых характеристик к
предельно-допустимым
концентрациям.
Временно–допустимые
концентрации.
Комбинированное, комплексное и совместное воздействие различных факторов внешней
среды на биологический объект. Кумуляция. Сенсибилизация. Привыкание. Аддитивность,
синергизм и антагонизм при совместном действии внешних факторов окружающей среды.
Понятия биологической и химической потребности кислорода. Расчетные методы
определения токсикологических характеристик веществ.
6. Излучение и его воздействие на окружающую среду
Ионизирующее и неионизируюшее излучение. Природные и антропогенные источники
излучений. Особенности воздействия неионизирующих излучений на человека и
окружающую среду. Особенности воздействия ионизирующих излучений на человека и
окружающую среду. Единицы измерения дозовых нагрузок (поглощенная, эквивалентная,
эффективная эквивалентная, коллективная эффективная эквивалентная, полная коллективная
эффективная эквивалентная дозы). Особенности ядерного топливного цикла, проблема
захоронения радиоактивных отходов. Стохастические и нестохастические эффекты
воздействия излучений на человека и окружающую среду, методы оценки последствий
воздействия ионизирующих излучений.
7. Экологический мониторинг и нормирование нагрузки на биосферу
Понятие стресса и стрессовые воздействия. Экологический мониторинг. Нагрузка на
экосистему. Допустимая экологическая нагрузка. Экологическое нормирование. Предельно
допустимые и временно согласованные выброс и сброс. Примеры расчетов.
Ранжирование объектов при управлении качеством окружающей среды.
8. Оценка ущерба от загрязнения окружающей среды промышленными предприятиями
и эколого-экономическая эффективность природоохранных мероприятий
Эколого-экономическая система. Характер эколого-экономического взаимодействия
промышленных объектов с окружающей средой. Плата за использование природных
ресурсов. Задачи проведения эколого-экономического анализа. Ущерб от поступления
загрязнителей в окружающую среду. Платежи за размещение загрязнителей в окружающей
среде. Анализ экономической эффективности природоохранных мероприятий.
9. Количественные методы оценки опасностей аварийных ситуаций
Прогнозирование аварийной химической опасности промышленных производств. Метод
"деревьев отказов" для прогнозирования развития аварийных ситуаций.
10. Принципы организации малоотходных, безотходных и чистых производств и
топливно-проышленных комплексов
Понятие мало- и безотходного производства. Основные принципы создания мало- и
безотходных производств и второй закон термодинамики. Сравнительный обзор методов
очистки отходящих газов и сточных вод от приоритетных загрязнителей. Организация
систем водопользования на промышленных предприятиях. Замкнутые газо- и водооборотные
системы. Общие принципы обращения с отходами.
11. Природоохранительное законодательство
Историческая справка. Законодательство по охране окружающей среды и промышленной
безопасности зарубежных стран. Директива Севезо. Трансграничные последствия аварийных
ситуаций. Законы РФ "Об охране окружающей природной среды", "О безопасной
промышленной деятельности в РФ", «Экологическая доктрина РФ» и др. Экологический
паспорт предприятия. Экологический менеджмент и аудит.
Курсовая работа
Курсовая работа выполняется студентами по индивидуальным заданиям и включает две
части - теоретическую и практическую.
В теоретической части студент дает оценку опасности и экологических проблем
производства, осуществляет обоснованный выбор природоохранных мероприятий.
В практической части, в соответствии с полученным индивидуальным заданием, студент
количественно оценивает опасность производства и эффективность природоохранных
мероприятий.
Основная литература
1. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: анализ и оценка. М., Академкнига,
2004 г.-118 с.
2. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической
безопасности г. Калуга, изд-во Н. Бочкаревой, 2000 г. — 800 с.
3. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология Учебное пособие для Вузов. 4-е изд. Спб:
Химия, 1995 — 240 с.
4. Кротов Ю.А.и др. Предельно допустимые концентрации химических веществ в
окружающей среде. С-Пб., ООО «НПО «Профессионал», 2003 г.- 400 с.
5. Тарасова Н. П., Кузнецов В. А.,. Сметанников Ю. В, Малков А. В., Додонова А. А.
Задачи и вопросы по химии окружающей среды. –М., Мир, 2002. -368с.
Дополнительная литература
1.
Тарасова Н.П., Малков А.В., Гусева Т.В. Выполнение раздела дипломной работы
(проекта) «Охрана окружающей среды от промышленных загрязнений»: Учебное
пособие. РХТУ им.Д.И.Менделеева. М., 1997. – 68с.
2.
Кенуорси Л. Как убедить предприятия уменьшить количество промышленных отходов.
Руководство для граждан - М., ИНФОРМ, РХТУ им.Д.И.Менделеева, 1995.
3.
Маршалл В. Основные опасности химических производств - М., Мир, 1989.
4.
Зайцев В.А. Промышленная экология. М., Из-во РХТУ им.Д.И.Менделеева, 1998г. –
140 с.
5.
Зайцев В.А., Крылов Н.А. Промышленная экология. Экономические проблемы
основных производств. М., Из-во РХТУ им.Д.И.Менделеева, 2002 г. – 175 с.