Экология
| Сдавался/использовался | 1997г. |
| Загрузить архив: | |
| Файл: 240-0668.zip (33kb [zip], Скачиваний: 60) скачать |
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
Химическое загрязнение среды промышленностью.
1. Вступление
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество,опасноевмешательство человека в природу резко усилилось,расширился объём этоговмешательства,оно стало многообразнееисейчас 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 вмешиватьсяв хозяйствобиосферы- той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергаетсянарастающему 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 Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушениягазо-и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химическогозагрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияниена процессы, происходящие в биосфере.
2. Химическое загрязнение биосферы.
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 столет 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 промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,особенно цветной металлургии, которые выбрасываютввоздух оксидыазота,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 загрязнители 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 ангидрида саммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических,фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы,образуются другиевторичные признаки. 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 примесямипирогенногопроисхождения 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. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т.Оксид углерода является соединением,активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.
б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или переработкисернистыхруд (до 170 млн.т. в год).Часть соединенийсеры выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количествовыброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 %от общемирового выброса.
в) Серныйангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор сернойкислотыв 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. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее11 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 ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
г) Сероводород и сероуглерод.Поступают в атмосферураздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятияпо изготовлениюискусственного волокна,сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
д) Оксилыазота.Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,азотную кислотуи нитраты,анилиновые красители,нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.
е) Соединения фтора.Источникамизагрязнения являются предприятия по производству алюминия,эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом.Производныефтора являются сильными инсектицидами.
ж) Соединенияхлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящихсоляную кислоту,хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду.В атмосфере встречаются как примесьмолекулы хлораи паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.В металлургической промышленности привыплавке чугунаипри переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелыхметаллов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 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 аэрозолейв ряде случаев особенно опасны для организмов,а у людей вызывают специфическиезаболевания.В атмосфереаэрозольныезагрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная частьаэрозолей образуется в атмосфере привзаимодействии твердых и жидких частиц между собой или сводяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственногопроисхождения.Большое количество пылевых частиц образуется также в ходепроизводственной деятельности людей.Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:
|
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС |
ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН.Т/ГОД |
|
1. Сжигание каменного угля |
93,600 |
|
2. Выплавка чугуна |
20,210 |
|
3. Выплавка меди (без очистки) |
6,230 |
|
4. Выплавка цинка |
0,180 |
|
5. Выплавка олова (без очистки) |
0,004 |
|
6. Выплавка свинца |
0,130 |
|
7. Производство цемента |
53,370 |
Основными источникамиискусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляютуголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.Аэрозольные частицыот этих источниковотличаются большим разнообразием химического состава. Чащевсего вих составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода,реже - оксиды металлов: железа, 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 иароматическиеуглеводороды, соли кислот.Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов,в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязненияявляются промышленные отвалы-искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород,образуемыхпри добыче полезныхископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности,ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так,в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс.куб.м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли. Производствоцементаи 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 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуясдругими 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, что препятствуетвоздушныммассам и задерживает переноспримесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранеенеизвестного в природе фотохимического тумана.
Фотохимический туман (смог).Фотохимический туман представляет собоймногокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азотаи серы,многочисленные органические соединения перекисной природы,называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимическихреакций при определенных условиях:наличии в атмосфере высокой концентрацииоксидов азота,углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиацииибезветрия или очень слабогообмена воздуха в приземном слое при мощной и втечение не менее суток повышенной инверсии.Устойчиваябезветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима 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 азота и атомарного кислорода.Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон.Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен сновапревращаться в молекулярныйкислород, 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 количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс вночное 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 спосбностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европыи 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 веществ промышленными предприятиями (ПДК).Приоритет вобласти разработки предельно допустимых концентрацийв воздухе принадлежит СССР.ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямогоили косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а такжесанитарно-бытовыхусловий жизнилюдей.
Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО (ГлавнойГеофизическойОбсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентрацийсравнивают с максимальной разовойпредельно допустимой концентрацией и определяют число случаев,когда были превышеныПДК,а такжево сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДКдлительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами,наблюдаемые ватмосфере города, оцениваетсяс помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различныхвеществ с помощьюнесложных расчетовприводятк величине концентраций сернистого ангидрида,а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основныхзагрязняющихвеществ были наибольшимив Норильске (оксилы азота и серы),Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ).Степень загрязнения воздуха основными загрязняющимивеществаминаходится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрациихарактерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществамизависит от вида промышленности,развитой в городе.Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности,то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха,однако проблема снижениявыбросовмногих 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, хозяйственнаяибытовая деятельность человека.Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду,классифицируютпо разному,в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения.Химическое загрязнение представляетсобойизменение естественных химическихсвойств 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, поверхностноактивныевещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение. Основными неорганическими(минеральными) загрязнителямипресных 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. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном,а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсическийэффект некоторых наиболее распространенных 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 заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон рН промышленныхстоков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0 ,тогда как рыба в преснойиморской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди основных источниковзагрязнениягидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемыхземель ежегодно вымывается около 6 млн.т. солей. К 2000 годувозможно увеличение их массы 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 заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождаетсянакоплениемметиловой ртутииее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известностьприобрела болезнь Минамата,впервые обнаруженную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большоезначение для обитателей водной среды имеютне толькоминеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океанорганическоговещества оцениваетсяв300 -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 привогдят 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 количествакислорода.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 органическихвеществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовымистоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже:
|
Загрязняющие вещества |
Количество в мировом стоке, млн.т/год |
|
1. Нефтепродукты |
26, 563 |
|
2. Фенолы |
0,460 |
|
3. Отходы производств синтетических волокон |
5,500 |
|
4. Растительные органические остатки |
0,170 |
|
5. Всего |
33, 273 |
В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколькозамедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной 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 статьсредой для патогенных организмов.Вода, загрязненная органическими отходами, становитсяпрактически непригодной 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, необходимого 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 обладающуюслабойфлуорисценцией. Нефтьсостоит преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти-углеводороды (до98%) - подразделяются на 4класса:
а) Парафины (алкены) - (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества,молекулы которых выражены прямой иразветвленной 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 углеродавкольце. Кроме циклопентанаи циклогексана в нефти встречаются бициклические 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. Внефтиприсутствуют летучие соединения с молекулой ввиде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен).
г) Олефины (алкены) -(до 10% от общего состава)- ненасыщенные 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 годов в океан ежегодно поступало около 6 млн.т. нефти, что составляло 0,23% мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив заборт танкерами промывочных и балластных вод, - всеэто 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 1000и 350 промышленных скважин оборудовано.Из-за незначительныхутечек ежегодно теряется 0,1 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. Состоками промышленности ежегодно попадает0,5 млн.т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. По цветупленки можно определить ее толщину:
|
Внешний вид |
Толщина, мкм |
Количество нефти, л/ кв.км |
|
1. Едва заметна |
0,038 |
44 |
|
2. Серебристыйотблеск |
0,076 |
88 |
|
3. Следы окраски |
0,152 |
176 |
|
4. Ярко окрашенныеразводы |
0,305 |
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 пленками сырой нефти составляет 1-10%(280нм),60-70%(400нм).
Пленка толщиной 30-40 мкм полностью полностью поглощает инфракрасное излучение.Смешиваясь сводой,нефть образует эмульсию двух типов: прямую - "нефть в воде"- и обратную - "вода в нефти". Прямые эмульсии,составленные капельками нефтидиаметром до 0,5 мкм,менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которыемогут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасыватьсяна берег и оседать на дно.
Пестициды.Пестициды составляютгруппуискусственно созданныхвеществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. 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 подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн.т. пестицидов поступает намировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное производствопестицидовсопровождается появлением большого количества побочных продуктов,загрязняющих сточныеводы. Вводной средечаще других встречаются представителиинсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся натриосновных группы:хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получаютсяпутем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков летиочень устойчивы к биодеградации.В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ безалифатическойчасти, насчитывающие210 гомологов и изомеров.За последние 40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросовпромышленных сточных вод и сжигания твердых
отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ ватмосферу, откудаонис атмосферными осадками выпадают во все районах Земнего шара.Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2 кг./л.
Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностноенатяжениеводы. 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 растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. В зависимостиотприроды и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества.На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.Присутствие СПАВ в сточных водах промышленнрсти связаносиспользованиемих 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 трансформирующуюактивность испособность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушениепроцессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения ворганизмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста,ускорению старения, нарушению индивидуального развития иизменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).Максимальное количествоПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаруженов тентонически активныхзонах, подверженным глубинному термическому воздействию.Основные антропогенные источники ПАУв 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 распространенныхи весьматоксичных 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.Ртутьпереносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженныхпородежегодно выделяется3,5 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 путямипопадаетв океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактериипереводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктовнеоднократно приводилок ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которыхвкачестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предриятий поступали в залив Минамата.Свиней - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах,почвах,природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свинейактивно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственнойдеятельностичеловека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий,с выхлопнымигазами двигателей внутреннего сгорания.Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. Сконтинентальнойпылью океан получает (20-30) т. свинца в год.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю, производятморское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительныхработах,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 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; 0,56% азота;0,44%фосфора;0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% 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 повышаеся мутность воды.Наличие органическихвеществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению,растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме,появлению сероводорода.
Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду,в которой возникает особый тип иловых вод,содержащих сероводород,аммиак, ионы металлов. Воздействиюсбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок,содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантови оказыватьтоксическое 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 дампинга, определениединамикизагрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
Тепловое загрязнение.Тепловое загрязнениеповерхности водоемов и прибрежных морских акваторийвозникаетв результатесбросанагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленнымипроизводствами. Сброснагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8градусов Цельсия. Площадьпятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км.Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается,а потреблениеего возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается активность 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 проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упроще нию 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 покроввыполняетфункции биологического 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 от различныхвредителейи болезней - одно из важнейших достижений современной науки.Сегодняв мирена 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйствем медицине (борьбас переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных расвредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых былиуничтожены 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 усугубляется 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 смену популяций 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.В связис этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическимиибиологическими способами.Очень важно создавать и применять только препараты с небольшойпродолжительностьюжизни, измеряемой неделями или месяцами.В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростьюдеструкции, 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 водыраспространяется навесь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количествоксиловсеры, азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются врастворысмеси 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 оксилов 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 ещё успеем справиться со всеми выявившимисязатруднениями.
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 кокружающей средебудет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды,обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов,если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.