Химическое загрязнение среды промышленностью


	Загрузить архив:
	Файл: hai-0004.zip (37kb [zip], Скачиваний: 46) скачать

"Химическое загрязнение среды промышленностью"

Работу выполнил

План реферата

1. Вступление

2. Химическое загрязнение атмосферы

а) Основные загрязняющие вещества

б) Аэрозольное загрязнение

в) Фотохимический туман (смог)

г) Контроль за выбросами загрязнений

в атмосферу (ПДК)

3. Химическое загрязнение природных вод

а) Неорганическое загрязнение

б) Органическое загрязнение

4. Загрязнение Мирового океана

а) Нефть

б) Пестициды

в) СПАВ

г) Канцерогены

д) Тяжелые металлы

е) Сброс отходов в море (дампинг)

ж) Тепловое загрязнение

5. Загрязнение почвы

а) Пестициды, как загрязняющий фактор

б) Кислотные дожди

6. Заключение

Реферат по экологии

" Химическое загрязнение среды промышленностью"

1. Вступление

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с

окружающим миром.Но с тех пор как появилось высокоиндустри-

альное общество,опасноевмешательство человекав природу

резко усилилось,расширился объём этоговмешательства,оно

сталомногообразнее исейчас грозит стать глобальной опас-

ностью 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 настоя-

щее времяподвергаетсянарастающему антропогенному воздейс-

твию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных

процессов, любойиз которых не улучшает экологическую ситуа-

цию на планете.

Наиболее масштабнымизначительным являетсяхимическое

загрязнение среды несвойственнымиейвеществами химической

природы. Срединих - газообразные и аэрозольные загрязнители

промышленно-бытового происхождения.Прогрессирует и накопле-

ние углекислогогаза в атмосфере.Дальнейшее развитие этого

процесса будет усиливать нежелательную тенденциювсторону

повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тре-

вогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мировогоокеана

нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверх-

ности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызватьсу-

щественные нарушения газо-и водообмена между гидросферой и

атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического заг-

рязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, веду-

щая к распаду экосистемы.В целом все рассмотренные факторы,

которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают замет-

ное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

2.Химическое загрязнение биосферы.

Свой реферат я начну с обзора тех факторов, которые приво-

дят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих би-

осферы - атмосферы.Человек загрязняет атмосферу уже тысяче-

летиями, 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 длячеловека важнее,чем чистый воздух и не закопченные

стены пещеры.Это начальное загрязнение воздуха не представ-

ляло проблемы,иболюди обитали тогда небольшими группами,

занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже

значительное сосредоточениелюдейна сравнительно небольшой

территории, как это было в классической древности, не сопро-

вождалось ещесерьезнымипоследствиями.

Так было вплоть до началадевятнадцатоговека. Лишьза

последние столет развитие развитие промышленности "одарило"

нас такими производственными процессами, последствия которых

вначале человекеще не мог себе представить.Возникли горо-

да-миллионеры, рост которых остановить нельзя.Всеэто ре-

зультат 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 промышленное производство.

Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с

дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; метал-

лургические предприятия,особенно цветной металлургии, кото-

рые выбрасываютввоздухоксилы азота,сероводород,хлор,

фтор,аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути

и мышьяка;химические и цементные заводы. Вредные газы попа-

дают ввоздух в результате сжигания топлива для нужд промыш-

ленности, отопления жилищ,работы транспорта, сжигания и пе-

реработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загряз-

нителиразделяют на первичные, поступающие непосредственнов

атмосферу, ивторичные,являющиеся результатом превращения

последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисля-

ется досерного ангидрида,который взаимодействует с парами

воды и образует капельки серной кислоты. Привзаимодействии

серного ангидридасаммиаком образуются кристаллы сульфата

аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохими-

ческих, физико-химических реакций между загрязняющими вещест-

вами и компонентами атмосферы,образуютсядругие вторичные

признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на пла-

нете являются тепловые электростанции, металлургические и хи-

мические предприятия, котельные установки, потребляющие более

70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основны-

ми вредными примесямипирогенного происхожденияявляются

следующие:

а) Оксид углерода.Получается при неполном сгорании угле-

родистых веществ.В воздух он попадает в результате сжигания

твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных

предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не ме-

нее 250 млн.т.Оксид углерода является соединением,активно

реагирующим с составными частями атмосферы и способствует по-

вышению температуры на планете, и созданию парникового эффек-

та.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серу-

содержащего топлива илипереработкисернистых руд(до70

млн.т.в год).Частьсоединений серы выделяется при горении

органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США об-

щее количествовыброшенного в атмосферу сернистого ангидрида

составило 65 процентов от общемирового выброса.

в) Серныйангидрид.Образуется при окислении сернистого

ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозольили

раствор сернойкислотыв дождевой воде,который подкисляет

почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.Вы-

падение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических

предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влаж-

ности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на

расстоянии менее 1 км.от таких предприятий,обычно бывают

густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в

местах оседания капель сернойкислоты.Пирометаллургические

предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегод-

но выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан-

гидрида.

г) Сероводород и сероуглерод.Поступают в атмосферураз-

делно иливместе в другими соединениями серы.Основными ис-

точниками выброса являются предприятияпо изготовлениюис-

кусственного волокна, сахара,коксохимические, нефтеперераба-

тывающие, а также нефтепромыслы.В атмосфере при взаимодейс-

твии с другими загрязнителями подвергаются медленному окисле-

нию до серного ангидрида.

д) Оксилыазота. Основнымиисточниками выброса являются

предприятия, производящие азотные удобрения,азотную кислоту

и нитраты,анилиновые красители,нитросоединения, вискозный

шелк, целлулоид.Количество оксилов азота, поступающих в ат-

мосферу, составляет 20 млн.т. в год.

е) Соединения фтора.Источникамизагрязнения являютсяп-

редприятия по производству алюминия,эмалей, стекла, керами-

ки, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества пос-

тупают ватмосферу в виде газообразных соединений - фторово-

дорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характе-

ризуются токсическим эффектом.Производныефтора являются

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 про-

мышленности при выплавкечугунаи припереработке его на

сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых метал-

лов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чу-

гуна выделяется кроме 2,7 кг. сернистого газа и 4,5 кг. пыле-

вых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фос-

фора, 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 специфическиезаболевания. Ватмосфереаэрозольные

загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дым-

ки. Значительная частьаэрозолей образуется в атмосфере при

взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или сво-

дяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5

мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пы-

левидныхчастиц искусственногопроисхождения.Большое коли-

чество пылевых частиц образуется также в ходепроизводствен-

ной деятельности людей.Сведения о некоторых источниках тех-

ногенной пыли приведены ниже:

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ,МЛН.Т./ГОД

1. Сжигание каменного угля 93,60

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

Основными источникамиискусственных аэрозольных загрязне-

ний воздуха являются ТЭС, которые потребляютугольвысокой

зольности, обогатительные фабрики,металлургические, цемент-

ные, магнезитовые и сажевые заводы.Аэрозольные частицыот

этих источниковотличаются большим разнообразием химического

состава. Чащевсегових составе обнаруживаются соединения

кремния, кальция и углерода,реже - оксиды металлов: железа,

магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висму-

та, селена,мышьяка,бериллия, кадмия, хрома, кобальта, мо-

либдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно

органической пыли,включающей алифатические иароматические

углеводороды, соли кислот.Она образуется при сжигании оста-

точных нефтепродуктов,в процессе пиролиза на нефтеперераба-

тывающих, нефтехимических и других подобных предриятиях. Пос-

тоянными источниками аэрозольного загрязнения являются про-

мышленные отвалы -искусственныенасыпи из переотложенного

материала, преимущественно вскрышныхпород,образуемых при

добыче полезныхископаемых или же из отходов предприятий пе-

рерабатывающей промышленности,ТЭС. Источником пыли и ядови-

тых газов служат массовые взрывные работы.Так, в результате

одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатыхве-

ществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс.куб.м. условного

оксида углерода и более 150 т.пыли.Производство цементаи

других строительных материалов также является источником заг-

рязнения 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 углеводо-

роды - насыщенные и ненасыщенные,включающие от 1 до 13 ато-

мов углерода.Они подвергаются различным превращениям, окисле-

нию, полимеризации, взаимодействуясдругими атмосферными

загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией.Вре-

зультате этих реакций образуются перекисные соединения,сво-

бодные 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 не-

посредственно надисточниками газопылевой эмиссии существует

инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теп-

лым, что препятствуетвоздушныхмасс и задерживает перенос

примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачивают-

ся под слоем инверсии, содержание их у земли резко возраста-

ет, что становится одной из причин образованияранеенеизв-

нстного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог)

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную

смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного про-

исхождения. В состав основных компонентов смога входятозон,

оксиды азотаи серы,многочисленные органические соединения

перекисной природы,называемые в совокупности фотооксиданта-

ми. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических

реакций при определенных условиях:наличии в атмосфере высо-

кой концентрацииоксидов азота,углеводородов и других заг-

рязнителей, интенсивной солнечной радиациии безветрияили

очень слабогообмена воздуха в приземном слое при мощной и в

течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчиваябез-

ветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необхо-

дима для создания высокой концентрацииреагирующих веществ.

Такие условиясоздаютсячащев июне-сентябре и реже зимой.

При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает

расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азо-

та и атомарного кислорода.Атомарный кислород с молекулярным

кислородом дают озон.Казалось бы,последний, окисляя оксид

азота, должен сновапревращаться вмолекулярный кислород,а

оксид азота - в диоксид.Но этого не происходит. Оксид азота

вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которыепри

этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул

и избыток озона. В результате продолжащейся диссоциации новые

массы диоксидаазота расщеппляются и дают дополнительные ко-

личества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге кото-

рой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в

ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в ре-

акцию с олефинами.В атмосфере концентрируются различные пе-

рекиси, которые в сумме и образуют характерные дляфотохими-

ческого туманаоксиданты.Последние являются источником так

называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакцион-

ной спосбностью. 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 сис-

темы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских

жителей с ослабленным здоровьем.

Проблема контролирования выброса в атмосферу

загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК)

Приоритет вобласти разработки предельно допустимых

концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концент-

рации, которые на человека и его потомство прямого иликос-

венного воздействия,не ухудшают их работоспособности, само-

чувствия, атакже санитарно-бытовыхусловийжизни людей.

Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомства-

ми, осуществляется в ГГО - Главной ГеофизическойОбсервато-

рии. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воз-

духа, измеренные значения концентраций сравниваютсмакси-

мальной разовой предельно допустимой концентрацией и опреде-

ляют число случаев, когда были превышеныПДК,а такжево

сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значе-

ние концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДКдли-

тельного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязне-

ние воздуха несколькими веществами,наблюдаемые в атмосфере

города, оцениваетсяспомощью комплексного показателя - ин-

декса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на

соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных

веществ с помощьюнесложныхрасчетов приводятквеличине

концентраций сернистого ангидрида,а затем суммируют. Макси-

мальные разовые концентрацииосновных загрязняющихвеществ

были наибольшимивНорильске (оксилы азота и серы),Фрунзе

(пыль), Омске (угарный газ).Степень загрязнения воздуха ос-

новными загрязняющими веществаминаходится в прямой зависи-

мости от промышленного развития города. Наибольшие максималь-

ные концентрации характерны для городов с численностью насе-

ления более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфичес-

кими веществами зависитот вида промышленности,развитой в

городе.Если в крупном городе размещены предприятия несколь-

ких отраслей промышленности,то создается очень высокий уро-

вень 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 формирова-

ния поверхностного или подземного водного стока,разнообраз-

ные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное

строительство, транспорт, хозяйственнаяибытовая деятель-

ность человека. Последствием этих влияний является привнесе-

ние в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загряз-

нителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в

водную среду,классифицируютпоразному,в зависимости от

подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое,

физическое и биологические загрязнения.Химическое загрязне-

ние представляет собойизменениеестественных химических

свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных при-

месей как неорганической (минеральные соли,кислоты, щелочи,

глинистые частицы),так и органической природы (нефть и неф-

тепродукты, органические остатки,поверхностноактивныеве-

щества, пестициды).

Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими(минеральными) загрязнителями

пресных иморских вод являются разнообразные химические сое-

динения, токсичные для обитателей водной среды.Это соедине-

ния мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Боль-

шинство из них попадает в воду в результате человеческой дея-

тельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном,а за-

тем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным ор-

ганизмам. Токсический эффектнекоторых наиболее распростра-

ненных загрязнителей гидросферы представлен в таблице:

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 - ++ + +++

Степень токсичности (примечание):

- - отсутствует

+ - очень слабая

++ - слабая

+++ - сильная

++++ - очень сильная

Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразите-

лям водной среды можно отнести неорганические кислоты и осно-

вания, обуславливающие широкий диапозон рН промышленных сто-

ков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды до зна-

чений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в преснойиморской

воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Сре-

ди основных источниковзагрязнениягидросферы минеральными

веществами и биогенными элементами следует упомянуть предпри-

ятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых

земель ежегодно вымывается около 6 млн.т.солей. К 2000 году

возможно увеличение их массы до 12 млн.т./год. Отходы, содер-

жащие ртуть,свинец, медь локализованы в отдельных районах у

берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за преде-

лы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижа-

ет первичную продукцию морских экосистем,подавляя развитие

фитопланктона. Отходы,содержащие ртуть, обычно скапливаются

в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее

миграция сопровождаетсянакоплениемметиловой ртутииее

включением в трофические цепи водных организмов. Так, печаль-

ную известность приобрела болезнь Минамата,впервые обнару-

женную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу,

выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбра-

сывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическое загрязнение.

Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое

значение для обитателей водной среды имеютнетолько мине-

ральные, биогенные элемнты,но Далее

и органические остатки. Вынос

в океанорганического веществаоцениваетсяв 300-380

млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического

происхождения или растворенное органическое вещество,пагуб-

новлияютна состояние водоемов.Осаждаясь, суспензии заливают

дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедея-

тельность данных микроорганизмов, участвующих в процессесамо-

очищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться

вредные соединения и отравляющие вещества,такие как серово-

дород, которые привогдят к загрязнению всей воды в реке.На-

личие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь

воды и замедляет процессы фотосинтеза.Одним из основных са-

нитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является

содержание в ней необходимого количества кислорода.Вредное

действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе со-

действуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно-

активные вещества - жиры,масла, смазочные материалы - обра-

зуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газооб-

мену междуводой и атмосферой,что снижает степень насыщен-

ности воды кислородом. Значительный объем органическихве-

ществ, большинство из которых не свойственно природным водам,

сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стока-

ми. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается

во всех промышленных странах. Информация о содержании некото-

рых органических веществ в промышленных сточных водах предос-

тавлена 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 с быстрыми темпами урбанизации и несколько замед-

ленным строительством очистных сооружений или их неудовлетво-

рительной эксплуатацией водные бассейны и почвазагрязняются

бытовыми отходами.Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с

замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера).

Разлагаясь вводной среде,органические отходы могут стать

средой для патогенных организмов.Вода, загрязненная органи-

ческими отходами, становитсяпрактическинепригодной для

питья и других надобностей.Бытовые отходы опасны нетолько

тем, чтоявляютсяисточником некоторыхболезнейчеловека

(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, необходи-

мого для жизни морских и пресноводных организмов.

4. Проблема загрязнения Мирового океана

(на примереряда органических соединений)

Нефть и нефтепродукты

Нефть представляетсобойвязкую маслянистуюжидкость,

имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабойфлуорис-

ценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифв-

тических и гидроароматических углеводородов.Основные компо-

ненты нефти-углеводороды (до98%) - подразделяются на 4

класса:

а) Парафины (алкены). - (до 90% от общего состава) - устой-

чивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветв-

ленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают макси-

мальной летучестью и растворимостью в воде.

б) Циклопарафины. - ( 30 - 60% от общего состава) насыщен-

ные циклические соединения с 5-6 атомами углеродав кольце.

Кроме циклопентанаи циклогексана в нефти встречаются бицик-

лические и полициклические соединения этой группы. Эти соеди-

нения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

в) Ароматические углеводороды.- (20 - 40% от общего сос-

тава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, со-

держащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопара-

фины. Внефтиприсутствуют летучие соединения с молекулой в

виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бицик-

лические (нафталин), полуциклические (пирен).

г) Олефины (алкены). - (до 10% от общего состава) - нена-

сыщенные нециклические соединенияс 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 го-

дов в океан ежегодно поступало около 6 млн.т. нефти, что сос-

тавляло 0,23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны

с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации,

слив заборт танкерами промывочных и балластных вод, - все

это обуславливает присутствие постоянных 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 30 лет,начиная с 1964 года,пробурено около 2000

скважин в Мировом океане,из них только в Северном море 1000

и 350 промышленных скважин оборудовано.Из-за незначительных

утечек ежегодно теряется 0,1 млн.т. нефти. Большие массы неф-

ти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.

Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0

млн.т./год. Со стокамипромышленности ежегодно попадает 0,5

млн.т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растека-

ется в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цвету

пленки можно определить ее толщину:

ВНЕШНИЙ ВИДТОЛЩИНА,МКМ КОЛИЧЕСТВО НЕФТИ,

Л./КВ.КМ.

1. Едва заметна 0,038 44

2. Серебристый отблеск 0,076 88

3. Следы окраски0,152 176

4. Ярко окрашенные разводы0,305 352

5. Тускло окрашенные 1,016 1170

6. Темно окрашенные 2,032 2310

Нефтяная пленка изменяет составспектраи интенсивность

проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленка-

ми сырой нефти составляет 1-10%(280нм), 60-70%(400нм).

Пленка толщиной30-40 мкм полностью полностью поглощает инф-

ракрасное излучение. Смешиваясьсводой, нефть образует

эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в

нефти". Прямые эмульсии,составленные капельками нефтидиа-

метром до0,5 мкм,менее устойчивы и характерны для нефтей,

содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении лету-

чих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые

могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выб-

расываться на берег и оседать на дно.

Пестициды

Пестициды составляютгруппуискусственно созданныхве-

ществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями рас-

тений. Пестициды делятся на следующие группы:инсектициды -

для борьбыс 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 подры-

вают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже сто-

ит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к би-

ологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителя-

ми. В настоящее время более 5 млн.т.пестицидов поступает на

мировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в сос-

тав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Про-

мышленное производство пестицидовсопровождается появлением

большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные

воды. Вводной средечаще других встречаются представители

инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсек-

тициды делятся натриосновных группы:хлороорганические,

фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектици-

ды получаютпутем хлороирования ароматических и гетероцикли-

ческих жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его произ-

водные, в молекулах которых устойчивость алифатических и аро-

матических групп в совместном присутствии возрастает, всевоз-

можные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти ве-

щества имеют период полураспада до нескольких десятков лети

очень устойчивы к биодеградации.В водной среде часто встре-

чаются полихлорбифенилы - производные ДДТбез алифатической

части, насчитывающие210 гомологов и изомеров.За последние

40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в про-

изводстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсато-

ров. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в ре-

зультате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых

отходах на свалках.Последний источник поставляет ПБХ ват-

мосферу, откуда онис атмосферными осадками выпадают во все

районах Земнего шара.Так в пробах снега, взятых в Антаркти-

де, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2 кг./л.

Синтетические поверхностно-активные вещества.

Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, по-

нижающих поверхностное натяжениеводы.Они входят в состав

синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту

и промышленности.Вместесо сточными водами СПАВ попадают в

материковые воды и морскую среду.СМСсодержат полифосфаты

натрия, в которых растворкны детергенты, а также ряд добавоч-

ных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизи-

рующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербора-

ты), кальцинированная сода,карбоксиметилцеллюлоза, силикаты

натрия. Взависимостиот природыи структуры гидрофильной

части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,катионоактив-

ные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в

воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионо-

активные вещества.На их долю приходится более 50% всех про-

изводимых в мире СПАВ.Присутствие СПАВ в сточных водах про-

мышленнрсти связано сиспользованиемих в таких процессах,

как флотационное обогащение руд, разделение продуктовхимичес-

ких технологий, получение полимеров, улучшение условий буре-

ния нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудова-

ния. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестици-

дов.

Соединения с канцерогенными свойствами.

Канцерогенные вещества - это химически однородные соедине-

ния, проявляющие трансформирующуюактивность испособность

вызывать канцерогенные, тератогенные(нарушение процессов

эмбрионального развития) или мутагенные изменения ворганиз-

мах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить

к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индиви-

дуального развитияиизменению генофонда организмов.К ве-

ществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хло-

рированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особен-

но, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).Макси-

мальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового

океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаруженов

тентонически активных зонах,подверженным глубинному терми-

ческому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в

окружающей среде- это пиролиз органических веществ при сжи-

гании различных материалов, древесины и топлива.

Тяжелые металлы.

Тяжелые металлы (ртуть,свинец, кадмий,цинк, медь, мышь-

як,) относятся к числу распространенных ивесьматоксичных

загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных про-

мышленных производствах, поэтому,несмотря на очистные мероп-

риятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных

сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений

поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов на-

иболее опасны ртуть, свинец и кадмий.Ртутьпереносится в

океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветрива-

нии осадочных и изверженных породежегодновыделяется 3,5

тыс.т. ртути.В составе атмосферной пыли содержится около 12

тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного про-

ихождения. Около половины годового промышленного производства

этого металла (910 тыс.т./год) различными путямипопадает в

океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концент-

рация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом

некоторые бактериипереводятхлориды в высокотоксичную ме-

тилртуть. Заражение морепродуктовнеоднократно приводилок

ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчи-

тывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послу-

жили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацеталь-

дегида, на которых вкачествекатализатора использовалась

хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предрия-

тий поступали в залив Минамата.Свиней - типичный рассеянный

элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в

горных породах,почвах, природных водах, атмосфере, живых ор-

ганизмах. Наконец, свинейактивно рассеивается в окружающую

среду в процессехозяйственнойдеятельности человека.Это

выбросы спромышленными и бытовыми стоками,с дымом и пылью

промышленных предприятий,свыхлопными газами двигателей

внутреннего сгорания.Миграционный поток свинца с континента

в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосфе-

ру. С континентальнойпыльюокеан получает (20-30)*10^3 т.

свинца в год.

Сброс отходов в море с целю захоронения

(дампинг).

Многие страны,имеющие выход к морю,производят морское

захоронение различных материалов и веществ, в частности грун-

та, вынутого при дноуглубительныхработах,бурового шлака,

отходов промышленности,строительного мусора,твердых отхо-

дов, взрывчатых и химических веществ,радиоактивных отходов.

Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняю-

щих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дам-

пинга вмореслужит 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, времен-

ная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промыш-

ленных производствприсутствуютразнообразные органические

вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в сред-

нем содержит (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. Во время сброса прохож-

дении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ

переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбирует-

ся частицами взвеси и переходит в донные отложения.Одновре-

менно повышаеся мутность воды.Наличие органическихвеществ

чпсто приводитк быстрому расходованию кислорода в воде и не

едко к его полному исчезновению,растворению взвесей, накоп-

лению металлов в растворенной форме,появлению сероводорода.

Присутствие бльшого количества органических веществ создает в

грунтах устойчивую восстановительную среду,в которой возни-

кает особый тип иловых вод, содержащих сероводород,аммиак,

ионы металлов.Воздействиюсбрасываемых материалов в разной

степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образо-

вания поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды

и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух - вода. Загряз-

няющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулировать-

ся в тканях и органах гидробиантови оказыватьтоксическое

воздействие наних. Сброс материалов дампинга на дно и дли-

тельная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели

от удушья малоподвижные формы бентоса.У выживших рыб,мол-

люсков и ракообразных сокращаетсяскоростьроста засчет

ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видо-

вой состав данного сообщества.Прм организации системы конт-

роля за сбросами отходов в море решающее значение имеет опре-

деление районов дампинга,определениединамики загрязнения

морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объ-

емов сброса в море необходимо проводить расчеты всехзагряз-

няющих веществ в составе материального сброса.

Тепловое загрязнение.

Тепловое загрязнениеповерхностиводоемрви прибрежных

морских акваторийвозникаетв результатесбросанагретых

сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными про-

изводствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславли-

вает повышение температуры воды в водоемахна 6-8градусов

Цельсия. Площадьпятен нагретых вод в прибрежных районах мо-

жет достигать 30 кв.км.Более устойчивая температурная стра-

тификация препятствует водообмену поверхностным и донным сло-

ем. Растворимость кислорода уменьшается, апотреблениеего

возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается актив-

ность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество.

Усиливается видовоеразнообразиефитопланктона и всей флоры

водорослей.

На основании обобщения материала можно сделать вывод,что

эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляют-

ся наиндивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях,

и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упроще-

нию экосистемы.

5. Загрязнение почвы.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компо-

нент биосферы Земли. Именнопочвеннаяоболочка определяет

многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулированииоргани-

ческого вещества, различныххимическихэлементов, а также

энергии. Почвенный покроввыполняетфункции биологического

поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязне-

ний. Если это звено биосферы будет разрушено,то сложившееся

функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэто-

му чрезвычайно важно изучение глобального биохимического зна-

чения почвенного покрова, его современного состояния и изме-

нения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов

антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.

Пестициды как загрязняющий фактор.

Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и

животных отразличныхвредителей и болезней - одно из важ-

нейших достижений современной науки.Сегодня вмирена1

га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате

длительного применения пестицидов в сельском хозяйствем меди-

цине (борьбас переносчиками болезней) почти повсеместно от-

личается снижение из эффективности вследствие развития резис-

тентных рас вредителей и распространению "новых" вредных ор-

ганизмов, естественные враги и конкуренты которых былиунич-

тожены пестицидами. Вто же время действие пестицидов стало

проявляться в глобальных масштабах.Из громадного количества

насекомых вреднымиявляются лишь 0,3%или 5 тыс. видов.У

250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усу-

губляется явлением перекрёстной резистенции,заключающейся в

том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата

сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С

общебиологических позиций резистентность можнорассматривать

как сменупопуляций в результате перехода от чувствительного

штамма к устойчивому штамму того же вида вследствиеотбора,

вызванного пестицидами.Это явление связано с генетическими,

физиологическими и биохимическими перестройкамиорганизмов.

Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов,

дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. Всвязис

этим усиленноизучается судьба пестицидов в почвах и возмож-

ности и возможности их обезвреживать химическимии биологи-

ческими способами. Оченьважно создавать и применять только

препараты с небольшойпродолжительностьюжизни, измеряемой

неделями или месяцами.В этом деле уже достигнуты определен-

ные успехи и внедряются препараты с большойскоростью дест-

рукции, однако проблема в целом ещё не решена.

Кислые атмосферные выпады на сушу.

Одна из острейших глобальных проблем современности и обоз-

римого будущего -это проблема возрастающей кислотности ат-

мосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не

знаютзасух, но их естественное плодородие понижено и неус-

тойчиво;они быстро истощаются и урожаи на них низкие.Кис-

лотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод

и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками

водыраспространяетсяна весь почвенный профиль и вызывает

значительное подкисление грунтовых вод.Кислотные дожди воз-

никают в результате хозяйственной деятельности человека, соп-

ровождающейся эмиссией колоссальных количествоксиловсеры,

азота, углерода. Эти оксилы, 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, уг-

лей,газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйс-

твенная деятельность человека почти вдвое увеличила поступле-

ниев атмосферу оксилов серы, азота,сероводорода и оксида

углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислот-

ности атмосферных осадков, наземных и грунтовых вод. Для ре-

шения этой проблемы необходимо увеличить объёмсистематичес-

ких представительных измерений соединений загрязняющих атмос-

феру веществ на больших территориях.

6. Заключение

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая со-

циальной.Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей ок-

ружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их непри-

ятным,но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что

мы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями.

Однакр воздействие человека на окружающую среду приняло угро-

жающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобят-

сяцеленаправленные 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 знанияо взаимо-

действии важных экологических факторов,если разработает но-

вые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого При-

роде Человеком.