Понятие о загрязнении окружающей среды

 

Сейчас наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники: теплоэлектростанции; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов

 

 

Существуют 3 основных источника  образования газообразных загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники.

Рассмотрим основные вредные примеси антропогенного происхождения.

- Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

- Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.

- Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.

- Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основные источники: предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.

- Окислы азота. Основные источники: предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота 20 млн. т. в год.

 

- Соединения фтора. Основные источники: предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фторводорода или пыли фторида натрия и кальция.

Соединения характеризуются  токсическим эффектом.

- Соединения хлора. Основные источники: химические предприятия, производящие соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений

Аэрозольное загрязнение  атмосферы. Аэрозоли - это твердые  или жидкие частицы, находящиеся  во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.

Основными источниками  искусственных аэрозольных загрязнений  воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.

Фотохимический туман (смог). Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь  газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Такие условия создаются  чаще в июне-сентябре и реже зимой. Такие смоги - нередкое явление над  Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Биологическое загрязнение  окружающей среды может быть случайным или вызванным деятельностью человека. Оно проявляется через проникновение в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства чуждых растений, животных и микроорганизмов. Особенно сильно загрязняют среду предприятия, производящие антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки, кормовой белок, биоконцентраты и др., т.е. предприятия промышленного биосинтеза, в выбросах которых присутствуют живые клетки микроорганизмов.

Из трех сфер обитания жизни на Земле  воздуха, воды и  почты – наиболее подвержена биологическому загрязнению гидросфера. Биогенное загрязнение воды вызывает усиленное развитие фитопланктона, приводящее к тому, что вода начинает «цвести». Под «цветением» воды понимают интенсивное развитие водорослей, в результате чего микроскопические организмы из-за своей массовости становятся видимыми и придают воде различную окраску.

К основным причинам «цветения» воды относятся резкое сокращение скорости течения воды, перемешивания и, как  следствие, образование застойных  зон. На интенсивность развития водорослей

большое влияние оказывает  температура воды. Перенасыщение  водоемов питательными веществами (азотом, фосфором, органическими соединениями) представляет собой третью причину  интенсификации роста водорослей. Источниками  биогенных элементов являются удобрения, вносимые в почву, воды канализации, поступления из затопленных почв, наконец, многолетние донные отложения. Сине-зеленые водоросли чрезвычайно стойки, на любую экологическую катастрофу они откликаются первыми, изменяя характер своего развития и приспосабливаясь к новым условиям

В следствии большой  концентрации органических соединений создается неблагоприятная санитарно-эпидемиологическая обстановка, поскольку они служат питательной средой для развития и сохранения патогенной микрофлоры. Следовательно, чрезмерное развитие водорослей в водоеме вызывает комплекс негативных последствий. В результате вода из полноценного и доброкачественного природного продукта превращается в опасную для всего живого жидкость. Особо серьезные последствия возникают там, где к биологическому загрязнению добавляются химическое и тепловое

 

 

7. Классификация загрязнителей окружающей среды и их краткая характеристика.

 

 

Вещества, ухудшающие качество окружающей среды, называются загрязнителями.

Загрязнителями окружающей среды являются любые инородные поступления (материальные, энергетические), не свойственные данной среде. Это могут быть различные вещества: тепловая энергия, электромагнитные колебания, энергия вибраций, звука, радиации, которые поступают в среду в количествах, достаточных для того, чтобы оказать вредное воздействие на биоту

Поступление в среду различных  загрязнителей называется загрязнением природной окружающей среды. Любая  деятельность человека сопровождается большим или меньшим загрязнением окружающей среды.

Глобальными источниками загрязнения  окружающей природной среды являются производственная и бытовая деятельность человека, а также природные явления, приводящие к возникновению чрезвычайных ситуаций.

Вещества загрязнители имеют несколько классификаций  по разным признакам. По агрегатному  состоянию загрязнители делятся  на: газообразные (угарный, углекислый, сернистый газы и т.д.), жидкие (сточные  воды, содержащие в растворенном состоянии  соли тяжелых металлов, метанол, бензол и т.д.) и твердые (пустая порода после добычи каменного угля, зола после сжигания твердого топлива при работе ТЭЦ, хлорид кальция при производстве соды и т.д.).

Большое значение для  экологии имеет классификация загрязнителей  по токсичности (ядовитости). По этому признаку различают 4 класса веществ-загрязнителей:

1 класс - чрезвычайно  опасные. К этому классу относят  ртуть, ее соединения, гексахлоран,  бензапирен, диоксины, соединения серебра  и хрома. При воздействии этих  веществ на организм человека возникают раковые заболевания, нарушается нервная деятельность, и возникают другие заболевания, возможен летальный (смертельный) исход

2 класс – высокотоксичные  загрязнители. К ним относят сероводород,  бензол, оксиды азота, кислородные  соединения хлора, соединения меди и никеля. Это сильные яды, провоцируют раковые заболевания, вызывают общие отравления, экзему, нервный паралич и т.д.

3 класс -  умеренно  опасные. Это уксусная кислота,  фенол, диоксид свинца, уксусный  и муравьиный альдегид. При их воздействии на организм нарушается работа отдельных органов, особенно опасны в больших количествах.

4класс – малоопасные.  К ним относятся аммиаки, угарный  и углекислый газы, хлориды цинка,  алюминия, марганца и других. В  больших количествах вызывает  отравление организма.

 

 

8. Естественные и антропогенные источники загрязнения атмосферы и их влияние на окружающую среду.

 

В настоящее время  загрязнение атмосферы - самый острый вопрос современной экологической ситуации планеты Земля. Загрязнения атмосферы могут носить как природный, так и антропогенный характер. Влиять на природные загрязнения атмосферы человек не может. Регулировать величину загрязнения в результате антропогенной деятельности человечество не только может, но и должно.

Следует помнить, что  в атмосферу попадают как материальные загрязнители (вещества различных агрегатных состояний - газы, жидкости и твердые вещества), так и энергетические загрязнители - звуковые шумы, вибрация излучения тепловой и электромагнитной энергии, различные виды радиации.

Различают два типа загрязнения  атмосферы: загазовывание и запыление (не учитывая энергетических загрязнений).

Загазовывание связано  с поступлением в атмосферу газообразных загрязнителей. В атмосферном воздухе  присутствуют тысячи газообразных загрязняющих веществ, которые оказывают негативное влияние на окружающую природную среду и человека.

Наиболее распространенные многотоннажные (около 10 млн. тонн) загрязнители сравнительно немногочисленны. Выделяют пять наиболее распространенных групп  загрязняющих веществ (3В). Это:

1. Твердые частицы (пыль, дым, сажа).

2. Оксиды углерода (СО, СО2).

3. Оксиды серы (SO2 SO3l) и H2S.

4. Оксиды азота (NO и NO2).

5. Углеводороды (СНХ).

На долю вышеназванных 3В приходится 90-98 % всех атмосферных  выбросов в городах и промышленных центрах.

Запыление связано с  поступлением в атмосферу мелкодисперсных  частиц твердых веществ. Запыление  вызывается извержениями вулканов, пылевыми бурями, попаданием пылеватых частиц, образующихся при производстве цемента, муки, кормовых дрожжей и т.д.

Запыление приводит к  понижению уровня поступления тепловой энергии и солнечной радиации, вызывает появление заболеваний  верхних дыхательных путей и  т.д.

Загрязнение атмосферы  от промышленных и транспортных источников определяется многими факторами:

1. Величиной выброса (чем больше выброс в 1 ед. времени, тем больше загрязненность воздуха).

2.    Направлением и скоростью ветра (чем больше скорость ветра, тем   быстрее   происходит   рассеяние   и   тем   меньше   концентрация загрязнителей в воздухе)

3.    Градиентом температур - разностью температуры на 1 единицу высоты (чем выше градиент, тем сильнее вертикальные потоки воздуха, тем больше угол раскрытия дымового факела и больше перемешивание загрязнения с воздухом).

4.   Влажностью воздуха (существует прямая зависимость между концентрацией  дыма  и   относительной   влажностью, т.к. частицы загрязнения - это ядра конденсации для водяных паров, спускающиеся к низу).

5.   Расстоянием от источника выброса.

6. Высотой выброса (чем выше труба, тем меньше концентрация золы и сажи в воздухе у земли)

 

9. Источники загрязнения окружающей среды при добыче и обогащении минеральных ресурсов.

 

Основными компонентами производства являются:

1. Переменные компоненты (сырье, продукты, энергия, отходы, вода, воздух);

2. Постоянные компоненты (аппаратура, здания, устройства управления, сооружения, персонал).

Сырье подразделяют:

• По запасам возобновляемые (вода, растительность, животные) и не возобновляемые (природные ископаемые);

• По агрегатному состоянию;

• По составу (органические или неорганические).

Побочный продукт образуется в результате переработки сырья, но не является целью данного производства.

На 1 человека приходится 40 тонн в год отходов.

Получение минеральных  ресурсов

Извлечения сырья из природы, обработка и удаление примесей, производство продукции, эксплуатация, утилизация отходов, повторное использование.