Инженерная экология

УДК [628.5+504.5](075.8)
ББК 20.1я73
 
И62

А в т о р ы : И.С. Бракович, И.М. Золотарева, С.П. Кундас, В.Д. Сизов,  
Б.М. Хрусталев

Р е ц е н з е н т ы: кафедра промышленной экологии БГТУ (доцент кафедры промышленной 
экологии кандидат технических наук, доцент В.Н. Марцуль); главный 
научный сотрудник ГНУ «Институт природопользования НАН Беларуси» доктор 
технических наук, профессор, академик НАН Беларуси И.И. Лиштван

Инженерная экология : учебное пособие / И. С. Бракович 
[и др.] ; под ред. Б. М. Хрусталева. – Минск : Вышэйшая школа, 
2020. – 223 с. :  ил.
ISBN 978-985-06-3258-6.

Рассмотрены вопросы состояния атмосферы, гидросферы и литосферы, 
влияния на них промышленного производства, сельского хозяйства, транспорта, 
изложены основные методы очистки выбросов в атмосферный воздух, сточных 
вод, обращения с отходами, приведены основные нормативы качества окружающей 
среды, материалы по  составу выбросов загрязняющих веществ, оценке 
воздействия на окружающую среду и дан перечень терминов и определений.
Для студентов учреждений высшего образования, обучающихся по специальностям 
технического профиля, магистрантов, аспирантов, а также 
практических и научных работников, занимающихся вопросами охраны окружающей 
среды. Будет полезно учащимся учреждений среднего спе циального 
образования.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее 
части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

УДК [628.5+504.5](075.8)
ББК 20.1я73

ISBN 978-985-06-3258-6 
© Оформление. УП «Издательство
 
 
“Вышэйшая школа”», 2020

И62

СпиСок Сокращений

АПК – агропромышленный комплекс
БОВ – боевые отравляющие вещества
БП – бензпирен (бенз(а)пирен)
ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения
ВСВ – временно согласованный выброс
ВЭУ – ветроэнергетические установки
геоТЭС – геотермальная электростанция
ГХБ – гексахлорбензол
ДДТ – дихлодифенил-трихлорэтан
ИКАВ – индекс качества атмосферного воздуха
ЛОС – летучие органические соединения
НДВ – норматив допустимого выброса
НМЛОС – неметановые летучие органические соединения
НПЗ – нефтеперерабатывающие заводы
НСМОС – Национальная система мониторинга окружающей среды
ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия
ОВОС – оценка воздействия на окружающую среду
ОЖЦ – оценка жизненного цикла
ООН – Организация Объединенных Наций
ПАУ – полициклические ароматические углеводороды
ПДК – предельно допустимые концентрации
ПДЭН – предельно допустимая экологическая нагрузка
ПХБ – полихлорированные бифенилы
ПХДД – полихлордибензодиоксины
ПХДФ – полихлордибензофураны
ПХД – полихлорированные дифенилы
РКИК – Рамочная конвенция об изменении климата
СДЯВ – сильнодействующие ядовитые вещества
СОЗ – стойкие органические загрязнители
СЗЗ – санитарно-защитная зона
ТКО – твердые коммунальные отходы
ТНПА – технические нормативные правовые акты
ТЭЦ – теплоэлектроцентрали
ЦУР – цели устойчивого развития
ЧАЭС – Чернобыльская атомная электростанция
HCN – цианистая (синильная) кислота

ВВеДение

Человечество всегда умело определять главную опасность для 
своего существования. В настоящее время первоочередным является 
девиз: сохраним жизнь и себя на планете, здоровье и генофонд 
всего живого. Людей сплачивает необходимость отстаивания своих 
законных прав на естественные первичные продукты, из которых 
строится плоть живого: чистые воздух, вода, продукты питания. 
Но предсказания некоторых ученых неутешительны: еще два-три 
десятилетия нынешних темпов загрязнения биосферы продуктами 
жизнедеятельности – и негативные изменения будут необратимы. 
Естественно, что такие заключения – сигнал опасности для жителей 
планеты.
В данном контексте укрупненно рассматриваются истоки экологической 
проблемы в историческом аспекте. С давних пор человеческий 
ум замечает в природе удивительную целесообразность, 
направленность действия превращать вред в пользу с точки зрения 
сохранения и развития жизни на Земле. 
Ко времени своего появления человек уже имел несметные богатства, 
необходимые для активной жизнедеятельности. Но, чтобы 
заполучить их для удовлетворения возрастающих во времени потребностей, 
ему необходимо было постоянно развиваться, совершенствовать 
производство. Своевременно было подмечено, что земные блага 
даются наиболее легко, если вести себя как завоеватель, т.е. брать, 
ничего не возвращая взамен. Недаром термин «победа над природой» 
стал классическим. Направленность технических решений диктовали 
в основном экономические подсчеты, которые показывали, что 
самая большая прибыль получается, если производство осуществлять 
по разомкнутому циклу, т.е. использовать окружающую среду 
как источник сырья и одновременно как свалку для отходов. Если 
же в таком промышленном раю и досаждали негативные моменты, 
например с чистотой воздушного бассейна, то на пути загрязняющих 
веществ ставились очистные устройства, благо энергия была 
дешевой, а ее запасы в недрах представлялись неограниченными. 
Основам создания технологий с разомкнутыми циклами производства 
обучались поколения инженеров.
Антигуманное отношение к природе при безграничных потребностях 
и чрезмерной гонке вооружений поставило под угрозу само 
существование жизни на Земле. В этой связи новое мышление в 
Беларуси, закладывающее основы справедливых взаимо отношений 
во всех областях деятельности, в том числе и по отношению к 
природе, представляется необходимым для защиты окружающей 
среды.

В таком аспекте разум человека выступает как защитный механизм 
природы. Он подсказывает: природа – достояние общечеловеческое, 
а собственнические, региональные, национальные и всякие 
другие частные критерии при ее оценке неприемлемы. Обратимся 
к статистике. Она показывает, что если взять атмосферный воздух, 
без которого человек не может прожить и пяти минут, то в балансе 
его загрязнений доля промышленности составляет порядка 30 %, 
транспорта – 70 %. Цифры показательны в том смысле, что на их 
фоне вырастает фигура номер один в вопросах загрязнения и охраны 
среды обитания – инженер, деятельность которого оценивают по 
высокопроизводительной, малоэнерго- и маломатериалоемкой экологически 
чистой продукции. Настало время, когда экологическая 
чистота продукции должна выйти на первый план.
Нынешняя ситуация настоятельно требует наличия квалифицированных 
специалистов по защите окружающей среды, в частности 
атмосферного воздуха, и в области ресурсосбережения, обладающих 
широким спектром практических знаний в рамках каждой из существующих 
специальностей с учетом ее воздействия на окружающую 
среду.
Одной из отличительных особенностей специальности 1-70 04 02 
«Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» 
является ее природоохранная направленность в части сохранения 
чистоты атмосферного воздуха. Загрязняющие вещества (пыль, различные 
газы, пары), содержащиеся в газовых выбросах из промышленного 
оборудования, которые не удалось устранить на различных 
стадиях технологических процессов, в обязательном порядке должны 
быть учтены при проектировании систем вентиляции и обезврежены 
при их эксплуатации. Другими словами, специалист по вентиляции 
должен устранить все несовершенства технологических процессов 
в части образования вредных выделений. Вопросы использования 
уловленных в очистных устройствах продуктов также решаются специалистами, 
проектирующими системы вентиляции. Таким образом, 
инженер, проектирующий промышленную вентиляцию, находится 
на последнем, важнейшем рубеже защиты атмосферного воздуха от 
загрязнения вредными выбросами.
В соответствии с указанными особенностями студентам читается 
обобщающая природоохранную тематику дисцип лина – «Инженерная 
экология». В результате ее изучения выпускник специальности 
«Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна» 
должен знать основные положения экологии, которые формируют 
природоохранное мышление; принципы рационального природопользования; 
нормативную документацию; пути совершенствования 
технологических процессов, уменьшающие и устраняющие отрицательное 
воздействие промышленного производства на окружающую 

среду; инженерные основы создания ресурсосберегающих производств.

В результате изучения дисциплин студент должен получить навыки 
правильной оценки и прогнозирования возможных последствий 
воздействия производства на окружающую среду, человека, живые 
организмы; научиться выбирать из ряда возможных вариантов технологий 
оптимальные с точки зрения охраны окружающей среды; 
осуществлять экологическую экспертизу проектов строительства и 
реконструируемых предприятий, технологических схем.
Совершенствование техники очи стки загрязняющих веществ, содержащихся 
как в выбросах в атмосферный воздух, так и в сбросах 
в водные объекты, идет быстрыми темпами, поэтому при изучении 
природоохранных дисциплин особое внимание уделяется самостоятельной 
работе студентов. 
Цель преподавания дисциплины «Инженерная экология». Цель 
 заключается в том, чтобы дать теоретические знания и практические 
навыки объективной оценки качества окружающей среды по комплексу 
различных показателей с использованием расчетных инженерных 
методов от степени воздействия конкретных промышленных 
объектов при условии обеспечения на последних оптимальных производственных 
показателей. 
Объект исследования в инженерной экологии. Объектом являются 
системы, образовавшиеся и длительное время функционирующие в 
результате взаимодействия конкретного вида общественного производства 
с окружающей его природной средой. При этом теоретические 
и методические положения инженерно-экологических 
исследований и их реализация будут одинаковыми для всех видов 
общественного производства, взаимодействующих с природной 
средой. Наиболее характерной и информативной системой, образовавшейся 
в процессе промышленного производства как объекта 
исследования в инженерной экологии, являются природно-промышленные 
системы.
Задачи инженерной экологии. Задачи состоят в обеспечении соответствия 
экологическим требованиям технологических процессов и 
самой техники на промышленных объектах.
Программа дисциплины «Инженерная экология» базируется на 
естественнонаучных дисциплинах: математике, физике, химии, информатике, 
основах экологии; общепрофессиональных дисциплинах: 
технической термодинамике, тепломассообмене; спе циальных дисциплинах: 
строительной теплофизике, отоплении, теплоснабжении.
Основные задачи. Основные задачи заключаются в том, чтобы 
сформировать у студентов знания и умения, необходимые для того, 
чтобы: 

•• осуществлять анализ по нормативным документам санитарно-
гигиенических и физико-химических свойств вредных компонентов, 
содержащихся в вы бросах и отходах, попадающих в окружающую 
среду от промышленных и других объектов, исходя как из условий 
санитарии, так и пожаро- и взрывобезопасности;
•• рассчитывать качественный и количественный состав выделений 
загрязняющих веществ в окружающую среду от технологического 
оборудования различных отраслей промышленности, 
транспорта, при сжигании топлива;
•• производить расчеты рассеивания вредных компонентов в атмосфере 
с определением концентраций в заданных точках;
•• прогнозировать возможные негативные последствия с учетом 
ужесточения требований к охране окружающей среды и риска техногенных 
катастроф, которые могут произойти;
•• рассчитывать экономический ущерб от загрязнения окружающей 
среды конкретным промышленным объектом и экономическую 
эффективность от природоохранных мероприятий;
•• составлять экологический паспорт предприятия и осуществлять 
анализ его составных частей по всем показателям.
Методы (технологии) обучения. Основными методами (технологиями) 
обучения, отвечающими целям изучения дисциплины, 
являются:
•• элементы проблемного обучения (проблемное изложение, 
вариативное изложение, частично-поисковый метод), реализуемые 
на лекционных занятиях;
•• элементы учебно-исследовательской деятельности, развитие 
творческого подхода, реализуемые на практических занятиях, а также 
при самостоятельной работе;
•• проектные технологии, используемые при выполнении курсовых 
проектов.
Организация самостоятельной работы студентов. При изучении 
дисциплины используются следующие формы самостоятельной 
работы студентов:
•• контролируемая самостоятельная работа в виде решения индивидуальных 
задач в аудитории во время проведения практических 
занятий под контролем преподавателя в соответствии с расписанием;
•• подготовка курсовых проектов по индивидуальным заданиям.
Завершающая стадия обучения – дипломное проектирование – 
рассматривается как одна из форм индивидуальной работы студентов, 
позволяющая им на базе приобретенных знаний раскрыть свои 
творческие возможности.
Диагностика компетенций студента. Оценка уровня знаний студента 
производится по десятибалльной шкале.

Для оценки достижений студента рекомендуется использовать 
следующий диагностический инструментарий:
•• защиту практических работ;
•• защиту курсовых проектов;
•• сдачу экзаменов.
Содержание дисциплины. Содержание дисциплины включает в 
себя девять пунктов.
1. Введение в инженерную экологию. Содержание, цели, задачи и 
основные понятия предмета. Историческое и современное содержание 
охраны природы. Особенности охраны окружающей среды 
в ХХI в. Место дисциплины «Инженерная экология» в подготовке 
инженера по специальности «Теплогазоснабжение, вентиляция и 
охрана воздушного бассейна» на современном этапе научно-технического 
прогресса.
2. Нормирование качества окружающей среды. Санитарно-гигиенические 
и физико-химические свойства загрязнителей окружающей 
среды. Их классификация по токсичности. Вещества, обладающие 
суммацией вредного воздействия. Пожаро- и взрывобезопас-
ность вредных компонентов в выбросах и отходах.
Критерии качества окружающей среды. Предельно допустимые 
концентрации (ПДК). ПДК загрязняющих веществ в воздухе рабочей 
зоны, промышленных площадок, населенных мест. Принципы 
установления ПДК. Роль ПДК в охране окружающей среды. 
Приведенные ПДК и массовый выброс для веществ, обладающих 
суммацией вредного воздействия. Определение доминирующего 
загрязняющего вещества по нормативным параметрам из ряда различных 
компонентов.
Норматив допустимого выброса (НДВ) загрязняющих веществ в 
атмосферу. Правила разработки норм ДВ. Порядок введения норм 
ДВ в действие. Временно согласованный выброс (ВСВ). Расчет допустимых 
концентраций вредных веществ в технологических выбросах. 
Расчет категории воздействия предприятия на атмосферный воздух. 
Проект организации санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия. 
Критерии качества потребляемой воды. Критерии загрязнения 
сточных вод. Комплексный анализ состояния окружающей среды. 
Понятие предельно допустимой экологической нагрузки (ПДЭН) и 
принципы ее расчета.
3. Инженерные методы расчетов качественного и количественного 
состава выбросов от промышленных объектов в окружающую среду. 
Основные антропогенные источники загрязнения окружающей 
среды: промышленность, транспорт, отопительно-производственные 
котельные, сельское хозяйство, бытовая сфера.
Классификация источников выбросов и их характеристики: организованные 
и неорганизованные, точечные и линейные, непре-

рывные, периодические, мгновенные, стационарные и мобильные. 
Особенности технологических процессов различных производств с 
точки зрения выделения вредных веществ в окру жающую среду. Методы 
расчета выброса загрязняющих веществ технологическим оборудованием 
промышленных предприятий по удельным показателям 
и расчетным методам. Расчеты выбросов загрязняющих веществ в 
атмосферу при сжигании топлива и от транспортных средств. Расчеты 
выделений загрязняющих веществ по укрупненным показателям.
4. Методы определения уровня загрязнения атмосферного воздуха 
загрязняющими компонентами газовых выбросов. Распространение загрязнителей 
в атмосфере. Влияние климатических условий, рельефа 
местности и архитектурно-планировочных решений на распространение 
загрязнителей. Рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере. 
Методы исследований. Распространение в воздухе загрязняющих 
веществ от стационарных источников. Инженерные методы расчета 
полей концентраций загрязняющих веществ. Расчет оптимальный 
высоты выброса. Использование ЭВМ для оценки загрязнения атмосферы 
технологическими и вентиляционными выбросами.
5. Экологическая экспертиза, паспортизация и сертификация 
промышленных объектов. Общие положения экологической экспертизы. 
Цели и объекты экологической экспертизы. Субъекты экспертизы. 
Принципы экологической экспертизы. Состав экспертного 
заключения. Организация экологической экспертизы в нашей стране 
и за рубежом. Экологический паспорт промышленного предприятия. 
Структура и содержание. Порядок составления и утверждения 
экологического паспорта промышленного объекта. Цели, задачи и 
место экологической сертификации в инженерной экологии.
6. Анализ риска технологий и основы пожаро- и взрывобезопасности 
при очистке и обезвреживании газовых выбросов. Анализ риска производства 
как современное направ ление в экологической экспертизе. 
Оценка риска технологий и управление риском. Пределы взрывае-
мости горючих компонентов в смеси с воздухом. Расчет взрывобезопасных 
концентраций вредностей в газовых выбросах. Инженерные 
методы обеспечения взрывобезопасности оборудования при очистке 
вен тиляционных выбросов. Флегматизация взрывчатых смесей. 
Отложения горючих компонентов в системах вентиляции и методы 
борьбы с ними. Самовозгорание отложений в системах вентиляции. 
Огнепреградители и их применение в системах очистки газовых выбросов. 
Взрывные клапаны в системах очистки газовых выбросов. 
Методология выбора мест их установки и расчета. Стадии управления 
и действий в чрезвычайных ситуациях.
7. Инженерные методы создания экологически чистых производств. 
Пути снижения загрязнений окружающей среды промышленными 
выбросами. Технологические мероприятия. Санитарно-технические 

мероприятия. Архитектурно-планировочные мероприятия. Методы 
и средства очистки газовых выбросов в атмосферу от пылей и газов. 
Утилизация теплоты вентиляционных и технологических газовых 
выбросов. Анализ традиционных технических решений. Понятия 
малоотходного производства и безотходного производства. Оценка 
безотходности производства. Основные принципы создания 
безотходных производств. Практические примеры осуществления 
малоотходных энергосберегающих производств в сис темах теплогазоснабжения 
и вентиляции. Методы их расчета. Особенности изобретательской 
работы в области охраны окружающей среды.
8. Экологический контроль и мониторинг природно-технических 
геосистем. Методы определения концентраций твердых примесей 
в воздухе. Отбор проб в газоходах и атмосфере. Определение содержания 
в воздухе загрязняющих паров и газов. Методы анализа. 
Расчет концентраций определяемых веществ. Контроль загрязнения 
атмосферы. Правила выбора контрольных точек. Периодичность отбора 
проб контролируемых ингредиентов. Контроль метеоусловий. 
Контроль фактических выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. 
Выбор места отбора проб для анализа. Паспортизация газоочистных 
установок. Контроль за загрязнением водоемов. Контроль 
за эф фективностью очистки сточных вод. Мониторинг природно-
технических геосистем. Цели, структура и задачи национальной и 
глобальной системы мониторинга окружающей среды.
9. Экономическая оценка ущерба, наносимого загрязнением окружающей 
среды. Понятие ущерба и методы его оценки. Определение 
экономической эффективности природоохранных мероприятий. 
Законодательные и нормативные документы.