Доклад на тему загрязнение окружающей среды
План работы
1.Введение
2.Химическое загрязнение атмосферы
2.1.основные загрязняющие вещества
2.2.аэрозольное загрязнение
2.3.фотохимический туман
2.4.контроль за выбросами загрязнений в атмосферу (ПДК)
3.Химическое загрязнение природных вод
3.1.неорганические загрязнения
3.2.органические загрязнения
4.Загрязнение почвы
4.1.кислотные дожди
5.Заключение
6.Литература
-1-
1.Введение
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, и оно стало глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так как на них идет застройка различных зданий. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы- той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете. Наиболее масштабными и значительными является загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них – газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно- бытового происхождения. Прогрессирует накопление углекислого газа в атмосфере.
Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.
В целом все факторы, которые будут рассмотрены в этой работе, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.
Цель работы: изучение экологического состояния окружающей среды.
Задачи: рассмотреть влияние химических веществ на атмосферу, литосферу, гидросферу.
-2-
2.Химическое загрязнение атмосферы
2.1.основные загрязняющие вещества
Свою работу я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы- атмосферы. Человек загрязняет атмосферу огнем уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось серьезными последствиями.
Так было вплоть до начало 19 века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности «одарила» нас такими производственными процессами, последствия которых человек еще не мог себе представить. Возникли города миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников, в общем загрязнение воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы опадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.
Так поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты.
-3-
При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.
Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико- химичеких реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.
Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70 % ежегодно
Добываемого жидкого и твердого топлива.
Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
1.окисд углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами 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.
2.сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработке сернистых руд до 170 млн.т. в год. Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.
3.серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида.
Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 километров от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия, а также теплоэлектростанции ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
4.сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются
-4-
предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахар, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.
В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
5.соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещесва поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.
6.соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречается как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.
Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на одну тонну передельного чугуна выделяется 12,7 килограмм сернистого газа, 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода
2.2.аэрозольное загрязнение атмосферы
Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнители воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых или жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 кубического км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках пыли приведены ниже:
-5-
№
Производственный
процесс
Выброс пыли,
млн.тонн / 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 источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их 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 асбеста. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические, и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза, на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятий. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы- искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых 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 двух тысяч кубических метров условного оксида углерода и юолее150 тонн пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.
-6-
Основные технологические процессы 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, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиации.
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 над источником газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.
2.3.Фотохимический туман (смог)
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях:
1.наличие в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей
2.интенсивная солнечная радиация
3.безветрие или очень слабый обмен воздуха в приземном слое
4.мощная повышенная инверсия.
Такие условия создаются чаще в 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 снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота – в диоксид. Но этого не происходит.
-7-
Оксид азота вступает в реакции с выхлопными газами, которые при этом расщепляются и образуют избыток 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 выхлопными газами. В атмосфере концентрируется различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся собой 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 жителей с ослабленным здоровьем.
2.4.Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК)
Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые прямо или косвенно воздействуют на человека, не ухудшают его работоспособность, самочувствие, а также санитарно- бытовых условий.
Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО (Главная Геофизическая Обсерватория). Чтобы по результатам наблюдений определить значение воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия- среднеустойчивой ПДК. Стояние загрязнения воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя- индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения 500 тысяч жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
-8-
3. Химическое загрязнение природных вод
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияния условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленно и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ- загрязнителей, ухудшающей качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по- разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое, биологическое загрязнения.
Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть, ПАВ, пестициды).
3.1.неорганические загрязнения
Основными органическими загрязнителями (минеральными) пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем предаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект 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: - отсутствует
+ очень слабая + + + сильная
+ + слабая + + + + очень сильная
-9-
Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0- 11,0). Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн тонн солей и эта цифра не стоит на месте, а постоянно растет.
3.2. органические загрязнения
Большое значение для обитателей водной среды имеют и органические остатки. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, они заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих в самоочищении вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества (сероводород). Наличие суспензий затрудняют проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.
Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание ней необходимого количества кислорода. Жиры, масла, смазочные материалы образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом.
Содержание некоторых органических веществ в промышленных сточных водах:
№
Загрязняющие
вещества
Количество в мировом стоке, млн т/ год
1.
Нефтепродукты
26,563
2.
Фенолы
0,460
3.
Отходы производства синтетических волокон
5,500
4.
Растительные органические остатки
0,170
5.
всего
33,273
В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода.
-10-
Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.
4.загрязнение почвы
Почвенный покров представляет собой важнейший компонент биосферы земли. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества и энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя, нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то функционирование последней также будет нарушено. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение биохимического покрова почвы, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.
4.1.Кислые атмосферные выпады на сушу.
Одна из острейших глобальных проблем современности – это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод, но и верхних горизонтов почв и значительное подкисление грунтовых вод.
Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека. Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в быту и сельском хозяйстве.
4.2.Пестициды как загрязняющий фактор
Открытие пестицидов- одно из важнейших достижений современной науки. Однако в результате длительного применения пестицидов отмечается снижение их эффективности. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3 % или 5 тысяч видов. У 250 видов обнаружено «привыкание» к пестицидам. Возникает вопрос, а нужно ли применять пестициды в таком большом количестве?
Неумеренное применение пестицидов (гербициды, инсектициды, дефолианты) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни , измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции.
-11-
5. 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 неприятными и полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надежные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторах, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
-12-
Литература:
1 «Ты и Я».Изд.: Молодая гвардия. Отв.редактор Капцова Л.В.,
Москва 1989г.
2. «Берегите себя от болезней».- Марьясис В.В., Москва, 1992г.
3. Экологические преступления.- Комментарий к Уголовному Кодексу
Российской Федерации, Изд. «ИНФРА М-НОРМА», Москва, 2000г.
4.Экология.Учебник.Е.А.Криксунов., Москва, 1995г.
15