Загрязнение окружающей среды и его формы

Загрязнение окружающей среды и его формы.

 

План 

 

     Вступление

                   1. Химическое загрязнение атмосферы

                         а) Основные загрязняющие вещества

                         б) Аэрозольное загрязнение

                        в) Фотохимический туман (смог)

     2. Химическое загрязнение  природных вод

                         а) Неорганическое загрязнение

                         б) Органическое загрязнение

                   3. Загрязнение Мирового океана

                         а) Нефть

                         б) Пестициды

                         в) СПАВ

                         г) Канцерогены

                         д) Тяжелые металлы

                         е) Сброс отходов в море (дампинг)

                         ж) Тепловое загрязнение

                   4. Загрязнение почвы

                         а) Пестициды, как загрязняющий фактор

                         б) Кислотные дожди

                    Заключение

        

Вступление 

Наиболее масштабным  и  значительным  является  химическое загрязнение среды несвойственными  ей  веществами  химической природы. Среди  них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения.  Прогрессирует и накопление углекислого  газа в атмосфере.  Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную  тенденцию  в  сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового  океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже  1/5  его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать  существенные нарушения  газо водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического  загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.  В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

 

1. Химическое загрязнение  биосферы.

В основном существуют три основных  источника  загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство.

  Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в  воздухоксилы  азота,  сероводород,  хлор, фтор,  аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути

  и мышьяка;  химические и  цементные заводы. Вредные газы  попа дают 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.. Основным источником пирогенного загрязнения  на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70%  ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными   примесями  пирогенного  происхождения  являются следующие:

   а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий.

   б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд

в) 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. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу  десятки миллионов тонн  серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или  вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по  изготовлению  искусственного волокна,  сахара коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. 

д) Оксилы  азота.  Основными  источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты,  анилиновые красители,  нитро соединения, вискозный шелк, целлулоид. 

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия,  эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в  атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим  эффектом.

ж) Соединения  хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих  соляную  кислоту,  хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. 

 

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. Большое  количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей.

     Основными источниками   искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС,  которые потребляют  уголь  высокой зольности, обогатительные фабрики,  металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения  являются  промышленные отвалы  -  искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. 

При некоторых погодных условиях могут  образовываться особо большие скопления  вредных газообразных и аэрозольных  примесей в приземном слое воздуха.

  Обычно это происходит в  тех случаях, когда в слое  воздуха непосредственно над   источниками газопылевой эмиссии  существует инверсия - расположения  слоя более холодного воздуха  под теплым, что  препятствует  воздушных  масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,  содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

 

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. 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.

 

2. Химическое загрязнение  природных вод.

Всякий водоем  или водный источник связан с окружающей его внешней  средой.  На него оказывают влияние  условия формирования поверхностного или подземного водного стока,  разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт,  хозяйственная  и  бытовая деятельность человека.  Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ -  загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду,  классифицируют  по  разному,  в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое,

физическое и биологические  загрязнения, как неорганической (минеральные  соли,  кислоты, щелочи, глинистые  частицы),  так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические  остатки,  поверхностноактивные  вещества, пестициды).

 

Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими  (минеральными)   загрязнителями пресных и  морских  вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.  Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон  рН промышленных  стоков ( 11,0 - 11,0).  Среди основных источников  загрязнения гидросферы  минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем,  подавляя  развитие фитопланктона. Отходы,  содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек.  Дальнейшая ее миграция сопровождается  накоплением  метиловой  ртути  и  ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность  приобрела болезнь Минамата,  впервые обнаруженную японскими учеными у людей,  употреблявших в пищу рыбу,  выловленную в заливе Минамата,  в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

 

Органическое загрязнение.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют  не  только  минеральные, биогенные  элементы,  но и  органические остатки.  Сточные воды,  содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,  пагубно влияют на состояние водоемов.  Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,  такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.  Наличие суспензий  затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.  Одним из основных санитарных требований,  предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества  кислорода.  Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно  активные вещества -  жиры,   масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между  водой и атмосферой,  что снижает степень насыщенности воды кислородом.  Значительный объем  органических  веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми  стоками.

Количество в мировом  стоке загрязняющих веществ, млн.т./год:

1. Нефтепродукты                          26,563

2. Фенолы                                  0,460

3. Отходы производств

   синтетических волокон             5,500

4. Растительные органические остатки      0,170

5. Всего                                  33,273

     В связи с быстрыми  темпами урбанизации и несколько   замедленным строительством очистных  сооружений или их неудовлетворительной  эксплуатацией водные бассейны  и почва загрязняются бытовыми  отходами.  Бытовые отходы опасны  не  только тем, что  являются  источником  некоторых  болезней  человека (брюшной тиф,  дизентерия, холера), но и тем, что требуют для  своего разложения много кислорода. 

 

3. Проблема   загрязнения   Мирового   океана (на примере ряда органических соединений)

Нефть и нефтепродукты

Нефть представляет  собой  вязкую  маслянистую  жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую  слабой  флуоресценцией.

     Нефть и нефтепродукты  являются наиболее  распространенными  загрязняющими веществами в Мировом  океане. К началу  80-ых  годов в океан ежегодно поступало около 10,23%  мировой добычи нефти. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.  Аварийные ситуации, слив за  борт  танкерами промывочных и балластных вод,  - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.

     Нефтяная пленка изменяет  состав  спектра  и  интенсивность  проникновения в воду света.  Пропускание света тонкими пленками  сырой нефти составляет  1-10%  (280  нм),  60-70%  (400нм). Пленка толщиной   130-40 мкм  полностью поглощает инфракрасное излучение.  Смешиваясь  с  водой,  нефть   образует эмульсию двух типов: прямую  "нефть в воде"  и обратную  "вода в нефти" . При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

 

Пестициды

     Пестициды составляют  группу  искусственно  созданных   веществ, используемых для борьбы  с вредителями и болезнями  растений. Пестициды делятся на  следующие группы:   инсектициды - для борьбы  с вредными насекомыми,   фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений,   гербициды  -  против сорных растений.  Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и  подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.