Химическое загрязнение среды промышленностью

Реферат

На всех стадияхсвоего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилосьвысокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резкоусилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее исейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расходневозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает изэкономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все большевмешиваться в хозяйство биосферы — той части нашей планеты, в которойсуществует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающемуантропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболеесущественных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию напланете.

Наиболеемасштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственнымией веществами химической природы. Среди них — газообразные и аэрозольныезагрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накоплениеуглекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будетусиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температурына планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мировогоокеана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности.Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо-и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значениехимического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущаяк распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можноприписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы,происходящие в биосфере.

2.Химическое загрязнение биосферы.

Свой реферат яначну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной изважнейших составляющих биосферы — атмосферы. Человек загрязняет атмосферу ужетысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовалсявесь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешалдыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища.Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченныестены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, иболюди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природнуюсреду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшойтерритории, как это было в классической древности, не сопровождалось ещесерьезными последствиями.

15 стр., 7051 слов

Энергетика – источник жизни и загрязнения биосферы

... В целом энерговооруженность человека возросла в тысячи раз, возникла энергетическая цивилизация – цивилизация ... на значительном расстоянии и вызывающего наименьшее загрязнение окружающей среды в местах ... и топливо в металлургии и химической промышленности (коксу­ющиеся угли). Районообразующая ... долю потребления растительной продукции биосферы. Потребление продуктов биосферы совместно с использованием ...

Так было вплотьдо начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитиепромышленности «одарило» нас такими производственными процессами,последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возниклигорода-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великихизобретений и завоеваний человека.

В основномсуществуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность,бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общемзагрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчасобщепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.Источники загрязнений — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасываютв воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенноцветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород,хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результатесжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта,сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнителиразделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные,являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферусернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парамиводы и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида саммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результатехимических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющимивеществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловыеэлектростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки,потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

а) Оксидуглерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух онпопадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросамипромышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим ссоставными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, исозданию парникового эффекта.

б) Сернистыйангидрид. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива илипереработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год).

Часть соединений серывыделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только вСША общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65% от общемирового выброса.

в) Серныйангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктомреакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, которыйподкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадениеаэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечаетсяпри низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений,произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бываютгусто усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседаниякапель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и чернойметаллургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионовтонн серного ангидрида.

г) Сероводороди сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другимисоединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия поизготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические,нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии сдругими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Оксилыазота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотныеудобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения,вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу,составляет 20 млн.т. в год.

е) Соединенияфтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия,эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие веществапоступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фтороводорода или пылифторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом.Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединенияхлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих солянуюкислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт,хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора ипаров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и ихконцентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработкеего на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов иядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количествосоединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов,смоляных веществ и цианистого водорода.

Аэрозольноезагрязнение атмосферы. Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиесяво взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаевособенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. Ватмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы илидымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействиитвердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размераэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступаетоколо 1 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большоеколичество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельностилюдей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН.Т/ГОД

1. Сжигание каменного угля

93,600

2. Выплавка чугуна

20,210

3. Выплавка меди (без очистки)

6,230

4. Выплавка цинка

0,180

5. Выплавка олова (без очистки)

0,004

6. Выплавка свинца

0,130

7. Производство цемента

53,370

Основнымиисточниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которыепотребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические,цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этихисточников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего вих составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксидыметаллов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы,висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а такжеасбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающейалифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется присжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза нанефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях.Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы -искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышныхпород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятийперерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служатмассовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва(250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс.куб.м.условного оксида углерода и более 150 т. пыли. Производство цемента и другихстроительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическаяобработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газоввсегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. Катмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные,включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям,окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителямипосле возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуютсяперекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидамиазота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условияхмогут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольныхпримесей в приземном слое воздуха.

Обычно этопроисходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источникамигазопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодноговоздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает переноспримесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоеминверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной изпричин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимическийтуман (смог).

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесьгазов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В составосновных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленныеорганические соединения перекисной природы, называемые в совокупностифотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимическихреакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрацииоксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечнойрадиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое примощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветреннаяпогода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокойконцентрации реагирующих веществ.

Такие условиясоздаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погодесолнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованиемоксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярнымкислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, долженсновапревращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но этогоне происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов,которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул иизбыток озона. В результате продолжащейся диссоциации новые массы диоксидаазота расщеппляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическаяреакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этотпроцесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию солефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме иобразуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являютсяисточником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционнойспосбностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем,Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своемуфизиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны длядыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременнойсмерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Проблемаконтролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленнымипредприятиями (ПДК).

Приоритет в области разработки предельно допустимыхконцентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК — такие концентрации, которые начеловека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают ихработоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

Обобщение всейинформации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО (ГлавнойГеофизической Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значениявоздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовойпредельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда былипревышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК.Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДКдлительного действия — среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуханесколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощьюкомплексного показателя — индекса загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для этогонормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различныхвеществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентрацийсернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрацииосновных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (оксилы азота исеры), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ).

Степень загрязнения воздухаосновными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости отпромышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерныдля городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнениевоздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой вгороде. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслейпромышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однакопроблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остаетсянерешенной.

3.Химическое загрязнение природных вод.

Всякий водоемили водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказываютвлияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока,разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальноестроительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствиемэтих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ейвеществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие вводную среду, классифицируют по разному, в зависимости от подходов, критериев изадач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химическихсвойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей какнеорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так иорганической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки,поверхностноактивные вещества, пестициды).

Неорганическоезагрязнение. Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных иморских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные дляобитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома,меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческойдеятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются попищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффектнекоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен втаблице:

Вещество

Планктон

Ракообразные

Моллюски

Рыбы

1. Медь

+++

+++

+++

+++

2. Цинк

+

++

++

++

3. Свинец

+

+

+++

4. Ртуть

++++

+++

+++

+++

5. Кадмий

++

++

++++

6. Хлор

+++

++

+++

7. Роданид

++

+

++++

8. Цианид

+++

++

++++

9. Фтор

+

++

10. Сульфид

++

+

+++

Степеньтоксичности (примечание):

  • отсутствует

+ — оченьслабая

++ — слабая

+++ — сильная

++++ — оченьсильная

Кромеперечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды можноотнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон рНпромышленных стоков (1,0 — 11,0) и способных изменять рН водной среды дозначений 5,0 или выше 8,0 , тогда как рыба в пресной и морской воде можетсуществовать только в интервале рН 5,0 — 8,5. Среди основных источниковзагрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следуетупомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемыхземель ежегодно вымывается около 6 млн.т. солей. К 2000 году возможноувеличение их массы до 12 млн.т./год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медьлокализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выноситсядалеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижаетпервичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы,содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуарияхрек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и еевключением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известностьприобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в которыйбесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическоезагрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большоезначение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенныеэлементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического веществаоценивается в 300 — 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензииорганического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубновлияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживаютразвитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов,участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовыватьсявредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которыепривогдят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют такжепроникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним изосновных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, являетсясодержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказываютвсе загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержаниякислорода в воде. Поверхностно активные вещества — жиры, масла, смазочныематериалы — образуют на поверхности воды пленку, которая препятствуетгазообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности водыкислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых несвойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными ибытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается вовсех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органическихвеществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже:

Загрязняющие вещества

Количество в мировом стоке,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 сбыстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистныхсооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почвазагрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах сзамедленным течением или непроточных (водохранилища, озера).

Разлагаясь вводной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов.Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригоднойдля питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, чтоявляются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия,холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Еслибытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, тосодержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого дляжизни морских и пресноводных организмов.

4. Проблемазагрязнения Мирового океана (на примере ряда органических соединений).

Нефть инефтепродукты. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющуютемно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоитпреимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов.Основные компоненты нефти — углеводороды (до 98%) — подразделяются на 4 класса:

а) Парафины (алкены)- (до 90% от общего состава) — устойчивые вещества, молекулы которых выраженыпрямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладаютмаксимальной летучестью и растворимостью в воде.

б)Циклопарафины — ( 30 — 60% от общего состава) — насыщенные циклическиесоединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана внефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Этисоединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

в) Ароматическиеуглеводороды — (20 — 40% от общего состава) — ненасыщенные циклическиесоединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чемциклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в видеодинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин),полуциклические (пирен).

г) Олефины(алкены) — (до 10% от общего состава) — ненасыщенные нециклические соединения содним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющейпрямую или разветвленную цепь.

Нефть инефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами вМировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн.т.нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны сее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борттанкерами промывочных и балластных вод, — все это обуславливает присутствиепостоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962-79 годыв результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т. нефти. Запоследние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000 скважин в Мировомокеане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважиноборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн.т. нефти.Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.

Объемзагрязнений из этого источника составляет 2,0 млн.т./год. Со стокамипромышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т. нефти. Попадая в морскую среду,нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. Поцвету пленки можно определить ее толщину:

Внешний вид

Толщина, мкм

Количество нефти, л/ кв.км

1. Едва заметна

0,038

44

2. Серебристый отблеск

0,076

88

3. Следы окраски

0,152

176

4. Ярко окрашенные разводы

0,305

352

5. Тускло окрашенные

1,016

1170

6. Темно окрашенные

2,032

2310

Нефтяная пленкаизменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропусканиесвета тонкими пленками сырой нефти составляет 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм).

Пленка толщиной30-40 мкм полностью полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь сводой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую — «нефть в воде»- иобратную — «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капелькаминефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащихповерхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образуетвязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности,переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды.Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых дляборьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующиегруппы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды- для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды — против сорныхрастений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многимполезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давноуже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим(экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ ужевошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем.Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большогоколичества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чащедругих встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов.Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические,фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получаются путемхлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К нимотносятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатическихи ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможныехлорированные производные хлородиена (элдрин).

Эти вещества имеют периодполураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. Вводной среде часто встречаются полихлорбифенилы — производные ДДТ безалифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей,трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающуюсреду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходахна свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они сатмосферными осадками выпадают во все районах Земнего шара. Так в пробах снега,взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 — 1,2 кг./л.

Синтетическиеповерхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группевеществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в составсинтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности.Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМСсодержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряддобавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующиевещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированнаясода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы иструктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде.Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На ихдолю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ всточных водах промышленнрсти связано с использованием их в таких процессах, какфлотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий,получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьбас коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составепестицидов.

Соединения сканцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества — это химически однородныесоединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызыватьканцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) илимутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия онимогут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушениюиндивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам,обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатическиеуглеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматическиеуглеводороды (ПАУ).

Максимальное количество ПАУ в современных данных осадкахМирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено втентонически активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию.Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде — это пиролизорганических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.

Тяжелыеметаллы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий,цинк, медь, мышьяк,) относятсяк числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широкоприменяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря наочистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленныхсточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океанчерез атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. Привыветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс.т.ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причемзначительная часть — антропогенного происхождения. Около половины годовогопромышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путямипопадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрацияртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактериипереводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктовнеоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 годунасчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходыпредприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качествекатализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточныеводы предриятий поступали в залив Минамата. Свиней — типичный рассеянныйэлемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горныхпородах,почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинейактивно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельностичеловека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пыльюпромышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания.Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речнымистоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30)т. свинца в год.

Сброс отходов вморе с целю захоронения (дампинг).

Многие страны, имеющие выход к морю,производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частностигрунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходовпромышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химическихвеществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всеймассы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием длядампинга в море служит возможность морской среды к переработке большогоколичества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды.Однако эта способность не беспредельна.

Поэтому дампинграссматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенствутехнологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразныеорганические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднемсодержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота;0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия. Вовремя сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющихвеществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируетсячастицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышаесямутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстромурасходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению,растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлениюсероводорода.

Присутствиебольшого количества органических веществ создает в грунтах устойчивуювосстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащихсероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов вразной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностныхпленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награницевоздух — вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могутаккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическоевоздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышеннаямутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формыбентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста засчет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой составданного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в моререшающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамикизагрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сбросав море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составематериального сброса.

Тепловоезагрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морскихакваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями инекоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаяхобуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия.Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км. Болееустойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным идонным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление еговозрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается активность аэробныхбактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразиефитопланктона и всей флоры водорослей.

На основанииобобщения материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействияна водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическомуровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упроще ниюэкосистемы.

5.Загрязнение почвы.

Почвенныйпокров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именнопочвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшеезначение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различныххимических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функциибиологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений.Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционированиебиосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучениеглобального биохимического значения почвенного покрова, его современногосостояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видовантропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды какзагрязняющий фактор. Открытие пестицидов — химических средств защиты растений иживотных от различных вредителей и болезней — одно из важнейших достиженийсовременной науки. Сегодня в мире на 1 га. наносится 300 кг. химическихсредств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельскомхозяйствем медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместноотличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных расвредителей и распространению «новых» вредных организмов, естественныевраги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действиепестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомыхвредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаруженарезистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстнойрезистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одногопрепарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. Собщебиологических позиций резистентность можно рассматривать как сменупопуляций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штаммутого же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано сгенетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов.Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов)негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьбапестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими ибиологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты снебольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этомделе уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большойскоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

Кислыеатмосферные выпады на сушу. Одна из острейших глобальных проблем современностии обозримого будущего — это проблема возрастающей кислотности атмосферныхосадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но ихестественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаина них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных води верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками водыраспространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкислениегрунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственнойдеятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксиловсеры, азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферу переносятся на большиерасстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой,серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде»кислых дождей» на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами,водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев, нефти,углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственнаядеятельность человека почти вдвое увеличила поступление в атмосферу оксиловсеры, азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось наповышении кислотности атмосферных осадков, наземных и грунтовых вод. Длярешения этой проблемы необходимо увеличить объём систематическихпредставительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на большихтерриториях.

6.Заключение

Охрана природы- задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим обопасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным,но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справитьсясо всеми выявившимися затруднениями.

Однаковоздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы вкорне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия.Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будетвозможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современномсостоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологическихфакторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда,наносимого Природе Человеком.

Списоклитературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/himicheskoe-zagryaznenie-sredyi-promyishlennostyu/

Для подготовкиданной работы были использованы материалы с сайта http://www.altai.fio.ru/