Загрязнения атмосферного воздуха при эксплуатации автомобильных дорог

 Основные  прикладные задачи, которые экология  должна решать в настоящее  время, следующие:

• прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;
• улучшение качества окружающей природной среды;
• сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

 Оптимизация  инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений  для обеспечения экологически  безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районов.

 Следует  осознать, что человек для природы  всего лишь один из многочисленных  порожденных ею видов живых  существ. Когда-то его не было…  война, которую человек фактически  ведет с природой, - заранее проигранная  война: кто бы ни победил  в ней – человек обречен.  Выход из создавшегося положения  – мирное сосуществование человеческого  общества и природы, при котором должна быть разумно перестроена жизнь и отдельного человека, и обществом в целом.

 Все это определяет стратегическую задачу экологии: на основе познания законов природы, используя все достижения научно технического прогресса, создать научную базу для гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы и разработать практические рекомендации, направленные на оздоровление и поддержания надлежащего качества природной среды, без чего невозможно нормальное существования всего ныне живущего на Земле и жизни как таковой в перспективе.

 Таким  образом, экология становится  одной из важнейших наук будущего  и «возможно, само существование  человека на нашей планете  будет зависеть от ее прогресса».

11.Живое вещество биосферы.

Живые организмы  в основном состоят из воды и органического  вещества и, таким образом, состав живых  организмов определяют химические элементы, которые образуют на поверхности  Земли пары и газы: кислород, углерод, азот. При этом в любом организме  обязательно присутствуют элементы, которые при полном разрушении организма (испарении воды и сгорании органического  вещества до углекислого газа) образуют минеральный остаток в виде золы. Исходным источником минеральных веществ  является земная кора. Сумма зольных  элементов – это сложный итог взаимодействия живого вещества с земной корой. Поэтому изучение зольных  элементов так же важно, как и  определение главных элементов  в организме.

 Определение  не только среднего состава  всего живого вещества, но даже  состава любого организма представляет  собой весьма сложную задачу. Первая трудность возникает из-за  того, что основным компонентом  живых организмов является вода, содержание которой в организмах  колеблется в широких пределах. Так, в планктоне содержится  более 99% воды, в стволах деревьев – около 60%. С целью исключения влияния сильно варьирующих количеств воды и приведения данных о содержании химических элементов к выражению, удобному для сравнения, рассчитывают содержание элементов на абсолютно сухое органическое вещество (высушенное до постоянной массы при температуре 102 – 105 оС). В этом случае получают значения содержания элементов не в реальных живых организмах, а в их условной сухой биомассе.

 Сухое  органическое вещество содержит  в качестве главных компонентов  углерод (несколько менее половины  по массе), кислород, водород и  азот. Если сухое органическое  вещество сжечь, то эти четыре  главных элемента будут удалены,  и в итоге останется зола  – сумма так называемых минеральных  веществ, которые входят в состав  организма. Исследуя золу, можно  более точно выяснить соотношение  всех остальных химических элементов  (их несколько десятков), которые  входят в состав органов и  тканей живого организма. Знание  относительного содержания химических  элементов в золе наземных  растений позволяет сравнить  его с концентрацией этих элементов  в минеральном субстрате, на  котором они произрастают и  из которого получают зольные  элементы.

 Таким  образом, существуют три варианта  выражения химического состава  любого биологического объекта  и живого вещества в целом.  Каждый из вариантов используется  при решении определенных задач.  Относительное содержание химических  элементов можно рассчитать, во-первых, на живое («сырое») вещество  организмов, во-вторых, на их сухую  биомассу и, в-третьих, на золу (на сумму минеральных веществ).

 В  настоящее время установлено,  что на долю высших растений  приходится основная часть массы  живого вещества суши и планеты  в целом. Таким образом, состав  растительности суши определяет  состав всего живого вещества  планеты. Подсчитано, что в живой  (сырой) биомассе Мировой суши  содержится 60 % воды, 38 % органического  вещества, 2 % зольных элементов. При  пересчете на абсолютно сухую  биомассу это составляет 95 % органического вещества и 5 % зольных элементов. В случае сырого вещества 99,8% составляют 4 элемента: С, О, Н, N. В сухом веществе эти же элементы составляют 96,9%. Основные компоненты золы: Ca (35,1%), K (25,7%), S (11,2%), Mg (7,5%), Si (7,0), Cl (4,7). Кларки главных химических элементов всего живого вещества суши приведены в табл. 1.

 Таблица  1 – Относительное содержание  химических элементов в живом  веществе Мировой суши, % (цитировано  по В.В. Добровольскому, 1998)

21. Источники загрязнения природных вод. Санитарно-гигиенические нормативы качества поверхностных вод. Методы очистки сточных вод.

Загрязнение природных вод – это снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления  в них вредных веществ.

 Загрязнение  водоемов происходит как естественным, так и искусственным путем.  Загрязнения поступают с дождевыми  водами, смываются с берегов, а  также образуются в процессе  развития и отмирания животных  и растительных организмов, находящихся  в водоеме.

Естественное загрязнение природных вод возникает в результате природных процессов, без какого либо участия или влияния человека.

 Однако  гораздо больший урон гидросфере  наносит антропогенное загрязнение  природных вод.

Искусственное (антропогенное) загрязнение водоемов является, главным образом, результатом  спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения  в зависимости от их объема и состава  могут оказывать на него различное  влияние:

1. изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы);
2. появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне);
3. изменяется химический состав воды (изменяется реакция, содержание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.);
4. уменьшается в воде содержание растворенного кисдорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ;
5. изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.

Санитарно-гигиенические  нормативы  качества поверхностных вод.

     Согласно  Правилам охраны поверхностных  вод  от загрязнения сточными  водами, все  водные объекты,  относятся к двум категориям: первая — источники  хозяйственно-питьевого  водоснабжения, а также водоснабжения  предприятий  пищевой промышленности; вторая —  объекты для спорта, купания и  отдыха населения.      Водные объекты рыбохозяйственного использования также делятся на две категории. К первой относятся водные объекты, в которых сохраняются и воспроизводятся ценные виды рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду и загрязнениям, ко второй категории — водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.  ПДК того или иного вещества в водоеме устанавливается по тому признаку вредного действия (влияние на здоровье населения, на органолептическое или общесанитарное состояние водоема), который характеризуется меньшей пороговой концентрацией. Поскольку этот признак вредности определяет характер наиболее вероятного неблагополучного действия наименьших концентраций вещества, он получил название лимитирующего признака вредности (ЛПВ). Лимитирующий признак вредности должен всегда сопровождать предельно допустимую концентрацию, характеризуя ее с основной качественной стороны.   Требования к качеству вод в водоемах, которые используются для рыбохозяйственных целей, в большинстве случаев более жестки, нежели таковые для водных объектов хозяйственно-бытового назначения. Это связано с тем, что при переходе вредных веществ по пищевой цепи гидробионтов происходит их биологическое накопление до опасных для жизни качеств. В силу этого рыбохозяйственные ПДК для ряда моющих веществ в три раза ниже санитарных норм, нефтепродукты - в шесть раз, а тяжелых металлов (например, цинка) - даже в 100 раз.    Важно соблюдать принцип гигиенического нормирования при одновременном присутствии в воде нескольких вредных веществ. Согласно этому принципу, вещества одного ЛПВ проявляют аддитивное действие. Это означает, что общее воздействие двух или нескольких веществ одного ЛПВ (содержащихся в предельно допустимой концентрации каждое) будет таким же, как если бы какое-нибудь из них, присутствуя в воде в единственном числе, содержалось в двух или нескольких ПДК. Данное положение в Правилах охраны поверхностных вод зафиксировано в следующей форме: при поступлении в водоем нескольких веществ с одинаковым ЛПВ сумма отношений этих концентраций каждого из веществ в расчетном створе к соответствующим ПДК не должна превышать единицы, т.е. Вышеперечисленные состав и свойства воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования должны соответствовать нормативным требованиям в створе, расположенном на водотоках в одном километре выше близлежащего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.д.).

В реках  и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленнобытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод - обработка сточных  вод с целью разрушения или  удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнениясложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

 Методы  очистки сточных вод можно  разделить на механические, химические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

 Сущность  механического метода состоит  в том, что из сточных вод  путем отстаивания и фильтрации  удаляются механические примеси.  Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

 Химический  метод заключается в том, что  в сточные воды добавляют различные  химические реагенты, которые вступают  в реакцию с загрязнителями  и осаждают их в виде нерастворимых  осадков. Химической очисткой  достигается уменьшение нерастворимых  примесей до 95% и растворимых до 25%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод  удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

 Загрязненные  сточные воды очищают также  с помощью ультразвука, озона,  ионообменных смол и высокого  давления, хорошо зарекомендовала  себя очистка путем хлорирования.

 Среди  методов очистки сточных вод  большую роль должен сыграть  биологический метод, основанный  на использовании закономерностей  биохимического и физиологического  самоочищения рек и других  водоемов. Есть несколько типов  биологических устройств по очистке  сточных вод: биофильтры, биологические  пруды и аэротенки.

 В  биофильтрах сточные воды пропускаются  через слой крупнозернистого  материала, покрытого тонкой бактериальной  пленкой. Благодаря этой пленке  интенсивно протекают процессы  биологического окисления. Именно  она служит действующим началом  в биофильтрах. 

 В  биологических прудах в очистке  сточных вод принимают участие  все организмы, населяющие водоем.

 Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

 Сточные  воды перед биологической очисткой  подвергают механической, а после  нее для удаления болезнетворных  бактерий и химической очистке,  хлорированию жидким хлором или  хлорной известью. Для дезинфекции  используют также другие физико-химические  приемы (ультразвук, электролиз, озонирование  и др.)

 Биологический  метод дает большие результаты  при очистке коммунально-бытовых  стоков. Он применяется также  и при очистке отходов предприятий  нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной  промышленности, производстве искусственного  волокна.

Список литературы

Ажгиревич А.И. Экология. под ред. проф. В.В. Денисова. – М.:ИКЦ «МарТ», 2006. – 768 с.

Данилова  В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции  современного естествознания: Учебн. пособие для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2000.

Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. – изд.12-е, и перераб, - Ростов н/Д: Феникс, 2007 – 602 с.