Проблемы загрязнения окружающей среды
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-14411.zip (26kb [zip], Скачиваний: 79) скачать |
Содержание.
Введение…………………………………………………………………………3
1.Химическое загрязнение атмосферы ……………………………………..…..4
а) Аэрозольное загрязнение ……………………………………………………7
б) Фотохимический туман (смог)……………………………………………...9
в) Проблемы контролирования выброса загрязняющих веществ
промышленными предприятиями (ПДК)………………………………….10
2. Химическое загрязнение природных вод …………………………………..12
а) Неорганическое загрязнение……………………………………………….12
б) Органическое загрязнение …………………………………………………13
3. Проблемы загрязнения Мирового океана
(на примере ряда органических загрязнений)………………………………16
а) Нефть и нефтепродукты …………………………………………………..16
б) Пестициды………………………………………………………………….17
в) Синтетические поверхностно – активные вещества …………………….19
г) Соединения с концерогенными свойствами ……………………………..19
д) Тяжелые металлы ………………………………………………………….20
е) Сброс отходов в море с целью захоронения (дампинг) …………………21
ж) Тепловое загрязнение ……………………………………………………..23
4. Загрязнение почвы ……………………………………………………………24
а) Пестициды как загрязняющий фактор……………………………………24
б) Кислые атмосферные выпады на сушу ……………………..……………25
5. Заключение ……………………………………………………………………27
6. Приложение……………………………………………………………………28
Библиография …………………………………………………………………31
Введение.
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасноевмешательствочеловека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства,оно сталомногообразнее исейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.Расход невозобновимыхвидовсырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики. так на них строятся города и заводы.Человеку приходится все больше вмешиватьсявхозяйство биосферы- той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее времяподвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболеесущественных процессов, любойиз которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.
Наиболее масштабнымизначительным являетсяхимическое загрязнение среды несвойственнымиейвеществами химической природы. Срединих - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения.Прогрессирует и накопление углекислогогаза в атмосфере.Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденциювсторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мировогоокеана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 11/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызватьсущественныенарушения газо -и водообмена между гидросферой и атмосферой.
2.Химическое загрязнение атмосферы.
Свой реферат я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы.Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями. однакопоследствияупотребления огня,которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться стем. чтодыммешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее,чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры.Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы,ибо людиобитали тогда небольшими группами занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточениелюдейна сравнительно небольшой территории, как это было в классической Древности,не сопровождалось ещесерьезнымипоследствиями.
Так было вплоть до начала девятнадцатоговека.Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами,последствия которых вначале человекеще не мог себе представить.Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя.Всеэто результат великих изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три основных источниказагрязнения 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 промышленноепроизводство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасываютв воздух окислыазота,сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;химические и цементные заводы. Вредные газы попадают ввоздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загряз-нители разделяют на первичные,поступающие непосредственнов атмосферу, ивторичные, являющиесярезультатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется досерного ангидрида,который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. Привзаимодействии серного ангидридасаммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических,фотохимических. физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы,образуютсядругие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесямипирогенного происхожденияявляются 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. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн. т.Оксид углерода является соединением,активно реагирующим с составными частями атмосферыиспособствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.
б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серо-содержащего топлива илипереработкисернистых руд( до70 млн. т. в год).Часть соединенийсеры выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количествовыброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 85 процентов от общемирового выброса.
в) Серныйангидрид.Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции являетсяаэрозольили раствор сернойкислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокойвлажности воздуха.От таких предприятий,обычно бываютгусто усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель сернойкислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан гидрида.
г) Сероводород и сероуглерод.Поступают в атмосферураздельно иливместе с другими соединениями серы.Основными источниками выброса являются предприятияпоизготовлению искусственного волокна,сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
д) Оксидыазота.Основными источниками выброса являются предприятия, производящие; азотные удобрения,азотную кислоту и нитраты,анилиновые красители,нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу. составляет 20 млн. т. в гол.
е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются пред-приятия по производству алюминия,эмалей, стекла, керамики. стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают ватмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическимэффектом. Производныефтораявляются сильными инсектицидами.
ж) Соединенияхлора.Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящихсолянуюкислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду.В атмосфере встречаются как примесьмолекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.В металлургической промышленности привыплавкечугуна иприпереработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелыхметаллов и ядовитых газов. Так, в расчете на I т. предельного чугуна выделяется кроме 2,7 кг сернистого газа и 4,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы,свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.
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.Ватмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительнаячастьаэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. кмпылевидных частиц искусственного происхождения.Большоеколичество пылевых частиц образуется также в ходепроизводственной деятельности людей.Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены в таблице 1 .
Основными источникамиискусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляютугольвысокой зольности, обогатительные фабрики,металлургические. цементные, магнезитовые и сажевые заводы.Аэрозольныечастицы от этих источниковотличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всегових составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода,реже - оксиды металлов: желеэа, 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 иароматические углеводороды, соли кислот.Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов,в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих. нефтехимических и других подобных предриятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязненияявляютсяпромышленные отвалы- искусственныенасыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышныхпород, образуемыхпри добыче полезныхископаемых или же из отходов предприятийперерабатываюшейпромышленности,ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.Так, в результате одного среднего по массе взрыва ( 250-300 тонн взрывчатыхвеществ ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м условного оксида углерода и более 150 т. пыли.Производство цементаи других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.Основные технологическиепроцессы этих производств- измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные,включающие от 1 до 3 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц.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 надисточниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым. чтопрепятствует воздушныхмасс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются пол слоем инверсии,содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образованияранее неизвестного в природе фотохимического тумане..
Фотохимический туман (смог).
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входятозон, оксиды азотаи серы, многочисленные органические соединения перекисной природы,называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях:наличии в атмосфере высокой концентрацииоксидов азота,углеводородов и других загрязнителей. интенсивной солнечной радиации ибезветриеили очень слабогообмена воздуха в приземной слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрацииреагирующихвеществ. Такие условиясоздаются чащев июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиациявызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода.Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.Казалось бы,последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться вмолекулярныйкислород, а оксид азота - в диоксид.Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинамивыхлопных газов,которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксидаазота расщепляются и дают дополнительные количестве озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами.В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные дляфотохимического туманаоксиданты.Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. 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.
Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществпромышленными предприятиями (ПДК).
Приоритет вобласти разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СНГ. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого иликосвенного воздействия,не ухудшают их работоспособности, самочувствия, атакжесанитарно-бытовыхусловий жизнилюдей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО - ГлавнойГеофизическойОбсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентрацийсравнивают смаксимальной разовойпредельно допустимой концентрацией и определяют число случаев,когда были превышеныПДК.а такжево сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение конц-ентрации за месяц или за год сравнивается с ПДКдлительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами,наблюдаемые в атмосфере города, оценивается спомощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощьюнесложныхрасчетов приводятквеличине концентраций сернистого ангидрида,а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основныхзагрязняющихвеществ были наибольшимив Норильске (оксиды азота и серы), Фрунзе ( пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющимивеществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные? концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависимот вида промышленности,развитой в городе.Если в крупном городе размешены предприятия нескольких отраслей промышленности,то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха,однако проблема снижениявыбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
3. Химическое загрязнение природных вод.
Всякий водоемили 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 ибытовая деятельность человека.Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственные ой веществ - загрязнителей. ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в волную среду,классифицируютпо- разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, Физическое и биологические загрязнения.Химическое загрязнение представляетсобой изменениеестественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической ( минеральные соли,кислоты, щелочи, глинистые частицы),так и органической природы ( нефть и нефтепродукты, органические остатки,поверхностно активныевещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение.
Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных иморских 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. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном,а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффектнекоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице 2 .
Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания. обуславливающие широкий диапазон рН промышленныхстоков (1,0-_11,00) и способных изменять рН водной среды до значений 5,О или выше 8,0тогда как рыба в преснойи морской воде может существовать только в интервале рН5,0 - 8,5. Среди основных источниковзагрязнения гидросферыминеральными веществами н биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн. т.солей. К 2000 году возможно увеличение их кассы до 12 млн. т ./год. Отходы, содержащие ртуть,свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем,подавляяразвитие фитопланктона. Отходы,содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях зализов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплениемметиловойртути иее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известностьприобрела болезнь Миномата,впервые обнаруженную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу. выловленную в заливе Миномата,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 имеютнетолько минеральные. биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органическоговеществаоценивается в300-380 млн.т./год. 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 суспензийзатрудняют 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. Значительным объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточные водах предоставлена втаблице 3 .
В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде. органические отходы могут стать средой для патогенных организмов.Вода, -загрязненная органическими отходамистановится практически непригодной для питья и других надобностей. 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.Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
4. 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 состоит преимущественно из насыщенных алифатических 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 выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.
б) Циклопарафины – ( 30 – 60% от общего состава) насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклического и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.
в) Ароматические углеводороды – ( 20 – 40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилола),затем бициклические (нафталин), полуциклические(пирен).
г)олефины (алкены) – ( до 10% от общего состава) ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле. имеющей прямую или разветвленную цепь.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т. нефти, что составляло О,23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянные полей загрязнения на трассах морских путей.В период за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн.т. нефти.За последние 50 лет.начиная с 1964 года.пробурено около 2000 скважин в мировом океанеиз них только в Северном море1000 и 350 промышленных оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется О,1 млн. т. нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2.0 млн. т. /год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн. т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину ( см таблицу 4) .
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 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение.Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм. менее устойчивы и характерны для нефти, содержащей поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохранятся 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 растении. 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. Внастоящее время более 5 млн. т.пестицидов поступает на мировой рынок.Около 1,5 млн. т. этих веществ. уже вошло в состав наземных и морских экосистем эоловым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов,загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основные группы: хлорорганические, фосфорорганические и карбонаты. Хлорорганические инсектициды получают путем хлорирования ароматических игетероцикли-ческих .жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулахкоторых устойчивость алифатических. и .ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные (эллрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров.За последние 40 лет использовано более 1,2 млн. т. полихлорбифенилов в про-изводстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду врезультатесбросов промышленныхсточных вод и сжигания твердых отходов на свалках. Последний источник поставляет ПХБ в атмосферу, откуда онис атмосферными осадками попадают во все районы Земного шара.Такв пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПХБ составило 0,03 - 1,2 кг/л.
Синтетические поверхностно - активные вещества.
Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий 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 морскою среду.СМС содержат полифосфаты натрия,в которых раствореныдетергенты, а также ряд добавочных ингридиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты ( персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионо-активные вещества.На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточные 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 сельскомхозяйстве 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 мутогенные изменения ворганизмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированнию роста,ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, о6ладающимканцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).Максимальное количество ПАУ в современных данных осадки Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества ) обнаружено в тектоническиактивных зонах,подверженным глубинному термическому воздействию.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 материковымстоком и через атмосферу.При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс. т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т, ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла(910 тыс. т./год.) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых. промышленными водами, концентрацияртути в растворе ивзвесях сильно повышается.При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение море- продуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Миномата.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. С континентальной пылью океан получает (20-30) *10 ^3 т свинца в год..
Сброс отходов в море с целью захоронения
(дампинг).
Многие страны,имеющие выход к морю,производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, буровогошлака, 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 вморе 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. В шлаках промышленных производствприсутствуют разнообразныеорганические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества)32-40%органических веществ; 0,58%азота; 0,44%Фосфора;0,155% цинка; 0,085% свинца; О,001%ртути; 0,001% кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения.Одновременно повышается мутность воды.Наличие органическихвеществ часто приводитк быстрому расходованию кислорода в воде и нередко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме,появлению сероводорода, Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную средув которой возникает особый тип иловых вод,содержащих сероводород,аммиак, ионы металлов.Воздействию сбрасываемых материалов разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащихнефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух-вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантовиоказывать токсическое воздействие на них.Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит кгибели от удушья малоподвижные формы бентоса.У выживших рыб,моллюсков и ракообразныхсокращается скоростьростаза счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампингаопределениединамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всехзагрязняющих веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение.
Тепловое загрязнениеповерхностиводоемов и прибрежных морских акваторий возникаетврезультате сбросанагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброснагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемахна 6-8градусов Цельсия. Площадьпятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км.Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается,а потреблениеего возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий,разлагающих органическоевещество. Усиливается видовоеразнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей,
На основании обобщения материала можно сделать вывод,что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоиценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы.
5. Загрязнение почвы.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли.Именно почвеннаяоболочкаопределяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различныххимическихэлементов, а также энергии. Почвенный покров выполняетфункциибиологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено,то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова,его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды как загрязняющий фактор.
Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных отразличных вредителейи болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Сегоднявмире на1 га наносится 300 кг химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйством медицине ( борьбас переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение их эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами.Вто же время действие пестицидов стало проявляться в глобальные масштабах.Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3%или 5 тыс.видов.У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции,заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одногопрепарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов.С общебиологических позиций резистентность можнорассматривать как сменупопуляций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же видавследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическимиперестройкамиорганизмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов,инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. Всвязис этим усиленноизучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическимии биологическими способами. Оченьважно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностьюжизни,измеряемой неделями или месяцами.В этом деле уже достигнуты определенные успехи, ивнедряются препараты с большойскоростью 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 знаютзасух,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 распространяетсянавесь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количествоксидов серы, азота, углерода. Эти оксиды, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются врастворы 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 поступлениев атмосферу оксидов серы,азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объёмсистематических представительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.
6. 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 еще успеем справиться со всеми выявившимисязатруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятсяцеленаправленные и продуманные действия.Ответственная и действенная политика по отношению кокружающейсреде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знанияовзаимодействии важных экологических факторов,если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
ТАБЛИЦЫ.
ТАБЛИЦА1.
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН. Т/ГОД
1. Сжигание каменного угля 93,6
2. Выплавка чугуна 20,21
3. Выплавка меди (без очистки) 6,23
4. Выплавка цинка 0,18
5. Выплавка олова (без очистки) 0,004
6. Выплавка свинца 0,13
7. Производство цемента 53,37
ТАБЛИЦА2.
ВЕЩЕСТВО ПЛАНКТОНРАКООБРАЗНЫЕ МОЛЛЮСКИ РЫБЫ
1.Медь +++ +++ +++ +++
2.Цинк + ++ ++ ++
3.Свинец - + + +++
4.Ртуть ++++ +++ +++ +++
5.Кадмий - ++ ++ ++++
6.Хлор - +++ ++ +++
7.Ронадин - ++ + ++++
8.Цианид - +++ ++ ++++
9.Фтор - - + ++
10.Сульфид - ++ + +++
Степень токсичности (примечание):
- отсутствует
+ -очень слабая
++ - слабая
+++ - сильная
++++ - очень сильная
ТАБЛИЦА 3.
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
ТАБЛИЦА 4.
ВНЕШНИЙ ВИД ТОЛЩИНА, КОЛ-ВО НЕФТИ,
мкм л/кв. м
1. Едва заметна 0,038 44
2 Серебристый отблеск 0,076 88
3 Следы окраски 0.152 176
4. Ярко окрашенные
разводы 0,305 332
5. Тускло окрашенные 1,016 1170
6. Темно окрашенные 2.032 2310
БИБЛИОГРАФИЯ.
1. Новиков Э. А. Человек и литосфера. Ленинград, 1976 г.
2.Федоров Е.К. Почва, город, экология. Москва, 1992 г.
3. Экологический кризис и социальный прогресс. Госкомиздат, 1977 г.
4. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. Киев,1978 г.
5. Исследование поведения загрязняющих веществ в окружающей
среде. Госкомиздат, 1982 г.
6. Мельников Н. Н.Пестициды и окружающая среда.Химия, 1977 г.
7. Плотников В.И. На перекрестках экологии. Москва, 1985 г.
8. Э.Г. ХефлингТревога в 2000 году.Москва, 1990 г.
9. Пьер Агесс Ключи к экологии. Ленинград, 1982 г.
10.Меркулов П.И., Ямашкин А.А., Маслов В.Н. Антрологическое воздействие на географическую оболочку. Саранск, из-во Мордовского университета1994 г.