Инженерные методы охраны окружающей среды от техногенных загрязнений

Химические  процессы, протекающие с изменением физических свойств и химического состава исходных веществ, характеризуются превращением одних веществ в другие, изменением их поверхностных и межфазных свойств. К этим процессам можно отнести процессы катализа, нейтрализации, окисления и восстановления. Движущей силой химических процессов является разность химических (термодинамических) потенциалов.

Физико-химические процессы характеризуются взаимосвязанной совокупностью химических и физических процессов. К физико-химическим процессам разделения, основой которых являются физико-химические превращения веществ, можно отнести коагуляцию и флокуляцию, флотацию, ионный обмен, обратный осмос и ультрафильтрацию, дезодорацию и дегазацию, электрохимические методы, в частности, электрическую очистку газов. Движущей силой этих процессов является разность физических и термодинамических потенциалов разделяемых компонентов на границах фаз.

 

К тепловым процессам, основой которых является изменение теплового состояния взаимодействующих сред, относят нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсацию. Движущей силой этих процессов является разность температур (термических потенциалов) взаимодействующих сред.

Биохимические процессы, в основе которых лежат каталитические ферментативные реакции биохимического превращения веществ в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, характеризуются протеканием биохимических реакций и синтезом веществ на уровне живой клетки. Движущей силой этих процессов является энергетический уровень (потенциал) живых организмов.

Указанная классификация не является жесткой  и неизменной. В реальной действительности многие процессы осложнены протеканием  смежно-параллельных процессов. Например, массообменные и химические процессы часто сопровождаются тепловыми  процессами. Так, ректификацию, сушку  и кристаллизацию можно отнести  к комбинированным тепло-массообменным  процессам. Процессы абсорбции, адсорбции  часто сопровождаются химическими  превращениями. Химические процессы нейтрализации  и окисления можно одновременно рассматривать как массообменные  процессы. Биохимические процессы сопровождаются одновременно тепло- и массообменном, а физико-химические процессы - массообменными процессами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Принципы нормирования вредных веществ в атмосфере, гидросфере, литосфере

Жизнь начинается с дыхания и  заканчивается с его прекращением. Человек может отказаться от приёма недоброкачественной пищи, не пить загрязнённую воду, но не дышать он не может. Стремительный рост численности  человечества и его научно-технической  вооружённости в корне изменили ситуацию на Земле. Современная цивилизация  осуществляет невиданное воздействие  на природу. Загрязнение природной  среды промышленными выбросами  оказывает вредное воздействие  на людей, животных, растения, почву, здания, сооружения, снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает  число дней с туманами и т. д.

В наше время во всём мире атмосферный  воздух загрязняется вредными веществами. К сожалению, человек сам создаёт  себе то, что его убивает. Например, автомобиль, его выхлопные газы содержат свинец и другие, вредные для здоровья человека вещества.

2.1. Атмосфера

Строение атмосферы:

Атмосфера — газообразная оболочка Земли. К ней относятся: атмосферный воздух; газы, растворенные в поверхностных и подземных водах; газовая составляющая почв, а также газы, выделяющиеся из горного массива, которые прямо или косвенно влияют на жизнедеятельность живых организмов. Атмосфера распространяется над Землей до 2 000 км; это от радиуса Земли.

 

 

Функции атмосферы:

• Регулирование климата Земли.
• Поглощение солнечной радиации.
• Пропускает тепловое излучение Солнца.
• Сохраняет тепло.
• Является средой распространения звука.

Загрязнение атмосферы – это изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. Вещества-загрязнители бывают трех видов: газы, аэрозоли и пыль. К аэрозолям относятся диспергированные твердые частицы, выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном состоянии.

К основным загрязнителям  атмосферы относятся:

• углекислый газ,
• оксид углерода,
• диоксиды серы и азота
• газовые составляющие, способные оказывать влияние на температурный режим тропосферы: диоксид азота, хлорфторуглероды (фреоны), метан и тропосферный озон.

Источники загрязнений – это  теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы  и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные  газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют  на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. В результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

 

 

 

2.2Гидросфера

Гидросфера представляет собой всю водную оболочку Земли. Она включает в себя океаны, моря, реки, озера и даже влажность воздуха. Девяносто семь процентов воды земли находятся в океанах. Оставшиеся три процента — пресная вода; три четверти пресной воды пребывает в твердом состоянии в форме льда.

Загрязнение гидросферы происходит за счёт сброса в водоёмы и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых  сточных вод. Например, в водоёмы  Российской Федерации в 1989 году было сброшено более 30 куб. км сточных вод, из них 27,8% - без очистки, а 60,5% - недостаточно очищенными из-за нестабильной и плохой работы очистных сооружений.

Основными источниками загрязнения  водоёмов служат предприятия чёрной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной, лёгкой промышленности.

Загрязнение воды может  оказывать вредное воздействие  на здоровье людей двумя путями:

• возможно заражение человека микробами, вирусными или паразитарными возбудителями заболеваний (в результате потребления недостаточно обеззараженной питьевой воды или других форм контакта с водой);
• возможно попадание в организм химических или радиоактивных веществ в связи с загрязнением питьевого водоисточника сточными водами, а также при аварийных ситуациях.

 

 

Функции гидросферы:

• среда обитания организмов,
• поддержание постоянной средней температуры на планете,
• поддержание постоянства состава атмосферы;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Литосфера

Литосфера - твердая каменистая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли, расположенную выше астеносферы. Мощность литосферы составляет от 50 до 200 км. Верхняя часть литосферы состоит из осадочных горных пород. Под ними лежат гранитный и базальтовые слои. На поверхности литосферы находится почва.

В настоящее время выделяется четыре основных свойства (функции) литосферы, влияющие на биоту и определяющие существование жизни на Земле:

• Ресурсная экологическая функция литосферы определяет роль минеральных, органических и органоминеральных ресурсов и геологического пространства литосферы для жизни и деятельности биоты как в качестве биогеоценоза, так и социальной структуры.
• Геодинамическая экологическая функция литосферы отражает свойства литосферы, влияющие на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные процессы и явления.
• Геохимическая экологическая функция литосферы отражает свойства геохимических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения, влияющие на состояние биоты в целом, включая человека.
• Геофизическая экологическая функция литосферы отражает свойства геофизических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения, влияющие на состояние биоты, включая человека.

Биота (от греч. biotē — жизнь), исторически сложившаяся совокупность растений и животных, объединённых общей областью распространения.

 

 

Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом:

 а) жилые дома и коммунально-бытовые  предприятия( в составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п.);

 б) промышленные предприятия(в твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения);

 в) транспорт(при работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями);

 г) сельское хозяйство (загрязнение  почвы в сельском хозяйстве  происходит вследствие внесения  огромных количеств минеральных  удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть).

 

Санитарный контроль загрязнения  почвы в условиях городов осуществляется санэпидемслужбой. Под её контролем находятся также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.

2.4 Экономическая оценка ущерба от загрязнений

Экономическая оценка ущерба от загрязнения  окружающей среды предполагает денежную оценку негативных изменений в широком  спектре последствий:

• социальными ущербами;
• экологическими ущербами;
• экономическими ущербами.

Экономическая оценка ущерба от загрязнения  окружающей природной среды складывается из следующих затрат: дополнительных затрат общества в связи с изменениями  в окружающей природной среде; затрат на возвращение природной среды  в прежнее состояние; дополнительных затрат будущего общества в связи  с безвозвратным изъятием части  дефицитных ресурсов. При оценке ущерба окружающей природной среде учитываются  затраты на снижение загрязнений; затраты  на восстановление окружающей среды; дополнительные затраты из-за изменения качества окружающей среды; затраты на компенсацию  риска для здоровья людей; затраты  на дополнительный природный ресурс для обезвреживания потока загрязнителей.

Экономическая оценка ущербов, причиняемых  загрязнением окружающей среды, осуществляется по видам загрязнений: от загрязнения  атмосферного воздуха, загрязнения  водоемов, загрязнения земель, загрязнения  природы физическими факторами, определяется ущерб, наносимый биоресурсам. Учеными разработаны методики определения  всех видов ущерба от загрязнения  природной среды.

 

 

 

3.Заключение.

 Логика развития жизни на  Земле определяет деятельность  человека как главный фактор, причем биосфера может существовать  без человека, но человек не  может существовать без биосферы. Фактором существования биосферы  является чистая вода. Следующие  поколения не простят нам то, что мы лишили их возможности  наслаждаться первозданной природой. Сохранить гармонию человека  и природы – основная задача, которая стоит перед настоящим  поколением. Это требует изменения  многих ранее сложившихся представлений  о соизмерении человеческих ценностей.  Необходимо развитие у каждого  человека «экологического сознания»,  которое будет определять выбор  вариантов технологий, строительства  предприятий и использования  природных ресурсов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

 

1.Гумилев Л.Н. Этногинез и биосфера  Земли.-1990

2.Экологический энциклопедический  словарь 1990

3. Родионов А.И., Клушин  В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. – М.: Химия, 1989.

4. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. 1990

5. Буркова И.И. Основы общей  экологии и охрана окружающей  среды. 

1977.

6. Охрана окружающей среды. Под  ред. С.В. Белова. — М., 1991.

~ ~