|на тему: |Загрязнение окружающей среды и его формы |
Киев - 2000
Содержание
Содержание 2
Вступление 3
1. Химическое загрязнение биосферы. 4
2. Химическое загрязнение природных вод. 6
3. Проблема загрязнения Мирового океана (на примере ряда
органических соединений) 8
4. Загрязнение почвы 11
Заключение 12
Список использованной литературы 13
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- и
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 воздух
оксиды 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 в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются
предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара,
коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются
предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты,
анилиновые красители, нитросоединения, 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 неизвнстного
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 иличень
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.
Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ)
относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение
воды. Они входят в состав синтетических моющих средств ( СМС) , широко
применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ
попадают в материковые воды и морскую среду. Наиболее распространенными
среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах
промышленности связано с использованием их в таких процессах, как
флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий,
получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин,
борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в
составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества - это
химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность
и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение
процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в
организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к
ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального
развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим
канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические
углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические
углеводороды (ПАУ). Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей
среде - это пиролиз органических веществ при сжигании различных
материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь,
мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных
загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных
производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание
соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое.
Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для
морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть
переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. Около половины
годового промышленного производства этого металла различными путями
попадает в океан. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к
ртутному отравлению прибрежного населения. Свинец - типичный рассеянный
элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных
породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец,
свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной
деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками,
с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами
двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в
океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг). Многие страны,
имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных
материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных
работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора,
твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов.
Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ,
поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит
возможность морской среды к переработке большого количества органических и
неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не
беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера,
временная дань общества несовершенству технологии. Сброс материалов
дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к
гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и
ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий
питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.
Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и
прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых
сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами.
Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры
воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Растворимость кислорода
уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом
температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих
органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и
всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно сделать вывод , что эффекты
антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и
популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих
веществ приводит к упрощению экосистемы.
4. Загрязнение почвы
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы
Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы,
происходящие в биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического
вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный
покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и
нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет
разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.
Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение
пестицидами.
Пестициды как загрязняющий фактор. Открытие пестицидов - химических
средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней -
одно из важнейших достижений современной науки. Однако в результате
длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине почти
повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития
резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов,
естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами.
Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов)
негативно влияет на качество почвы. Очень важно создавать и применять
только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой
неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и
внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в
целом ещё не решена.
Кислые атмосферные выпады на сушу. Одна из острейших глобальных
проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей
кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв
не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво;
они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не
только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность
с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и
вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают
в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией
колоссальных количеств оксидов серы, азота, углерода. Эти оксиды,
поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, 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. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое
увеличила поступление в атмосферу оксидов серы, азота, сероводорода и
оксида углерода.
Заключение
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.
Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих
пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением
цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимися
затруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие
масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и
продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к
окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим
надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о
взаимодействии важных экологических факторов, если разработаем новые
методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
Список использованной литературы
1. Закон України "Про охорону навколишнього середовища", 26.06.91.
2. Закон України "Про пестициди та агрохімікати", 30.06.95.