РЕФЕРАТ
зприкладної екології
Натему: «Основніджерела антропогенного забруднення та класифікація забруднень»
Зміст
1. Основні джерела антропогенного забруднення
2. Забруднення та їх класифікація
3. Роль галузей господарства у виникненні екологічних проблем
1. Основні джерела антропогенного забруднення
Поряд із виснаженням природних ресурсів збільшення чисельності населенняпланети створює небезпеку глобального забруднення середовища мешкання, якепризводить до непередбачуваних катаклізмів: епідемій, погіршення якості води,їжі та життя в цілому.
Яка ж основна причина і хто головний винуватець забруднення?
За статистикою, серед усіх джерел забруднення на першому місті –відпрацьовані гази автотранспорту (до 70% усіх хвороб у містах викликано ними),на другому – викиди теплових електростанцій, на третьому – хімічнапромисловість.
Швидкими темпами відбувається забруднення атмосфери. Оскільки поки щоосновним способом отримання енергії залишається спалювання викопного палива, тоз кожним Роком зростає споживання кисню, а на його місце надходять вуглекислийгаз, оксиди нітрогену, чадний газ тощо, а велика кількість сажі, пилу ішкідливих аерозолів.
Більше 10 млрд. т умовного палива спалюється щорічно в світі, і при цьомув повітря викидається більше 1 млрд. т різних завислих часток, серед якихбагато канцерогенних речовин. За останні 100 років в атмосферу потрапило більше1 млн. т кремнію, 1,5 млн. т миш'яку, 900 тис. т кобальту. Тільки в атмосферуСІНА щорічно викидається більше 200 млн. т шкідливих речовин (100 млн. токсидів вуглецю, 37 млн. т оксидів сірки, ЗО млн. т вуглеводнів, 20 млн. токсидів азоту і ЗО млн. т різноманітного пилу).
Забруднення атмосфери шкідливо не тільки для дихання населення планети,воно, до того ж, зменшує прозорість атмосфери, через яку відбувається взаємодіяпланети з космосом, передусім з випромінюванням Сонця. Вважають, що сьогодні ватмосфері перебуває близько 20 млн. т завислих часток. Катастрофічних розмірівнабуло забруднення океану нафтопродуктами, отрутохімікатами, синтетичнимимиючими засобами, нерозчинними пластиками. Зараз в океан потрапляє близько ЗО млн.т нафтопродуктів за рік. Неважко підрахувати, зважаючи на повільні темпирозчинення нафти у воді, що значна частина поверхні океану вкрита нафтовоюплівкою. Деякі спеціалісти вважають, що її загальна площа складає 1/5 від площіокеану. Нафтова плівка таких розмірів дуже небезпечна, тому що вона порушуєгазо- і вологообмін між; атмосферою і гідросферою, пригнічує розвиток життя,особливо планктону.
Антропогенна міграція хімічних елементів стала основним чинником змін унавколишньому середовищі. Природне надходження хімічних елементів з надр ледведосягає 1% від антропогенних надходжень. Якщо приріст світового виробництвасталі залишиться на сучасному рівні (близько 5% на рік), то вміст оксидівзаліза в ґрунті та у воді через 50 років подвоїться. За цей час за відсутностірегулювальних заходів концентрація свинцю в навколишньому середовищі зросте в10 разів, ртуті – у 100, миш'яку – в 250 разів. Зазначено, що вміст свинцю вкістках сучасної людини приблизно в 50 разів вищий, ніж у рештках наших давніхпращурів, а концентрація ртуті в сьогоднішніх організмах у 100-200 разівперевищує її вміст у ґрунті, природних водах і повітрі.
На стан природного середовища земної поверхні великий вплив справляєтакож; теплове забруднення. При спалюванні палива сучасне людство вивільняє врік 34-1015 кКал тепла, яке розсіюється в навколишньому просторі, змінюючитемпературний режим середовища і динаміку процесів, які в ньому відбуваються.Особливо інтенсивно при цьому змінюються темпи процесів окислення, через те щовміст кисню в середовищі істотно змінюється залежно від перепадів температури.
Здавалося б, що після проходження через градирні ТЕЦ і ГРЕС водаповертається у водоймища без забруднених речовин, але різке підвищеннятемператури води знижує вміст у ній кисню, пригнічує діяльність аеробнихбактерій. Вода загниває, і вищі форми життя в ній гинуть, зате бурхливорозростаються нижчі рослини.
Крім того, різка зміна температурного балансу середовища внаслідоктеплового забруднення починає помітно відбиватися на погоді і навіть на кліматів цілому, що особливо помітно в районі великих міст і великих промисловихцентрів. Перепад температури між; центром великого міста і околицею становить2-4 °С.
До серйозних чинників забруднення середовища, крім зазначених, належитьтакож; підвищення фону електромагнітного випромінювання від численнихелектротехнічних пристроїв, підвищення звукового фону в середовищі (інфра-таультразвуки, шуми), а також: підвищення радіоактивного фону.
Забруднення середовища негативно відображається на здоров'ї людей і нажитті всього населення планети. При всіх безперечних успіхах медицини ісанітарного обслуговування збільшується кількість хворих на серцево-судинні,онкологічні захворювання, а також; хвороби шлунку, печінки і нирок. Зростаєчисельність вроджених патологій. Від хвороб, спричинених забрудненням води,щорічно вмирає близько 5 млн. немовлят. У промислове розвинутих країнахзафіксовані нові захворювання, викликані різними забрудненнями. Так, в Японіїстала відома хвороба під назвою «ітай-ітай», яка виникає при отруєнні кадмієм івражає майже всі внутрішні органи.
У цій країні стала також відома хвороба «мінамата» отруєнні людейсполуками ртуті. Характерною ознакою хвороби є сильний розлад нервової системи.
Збільшилася кількість випадків задухи під час смогів, які нависають надвеликими містами промислове розвинутих країн. Під час одного зі смогів уЛондоні загинуло близько 4 тис. жителів, які страждали на хвороби дихальнихшляхів. Медичні служби сигналізують про перевищення гранично допустимоїконцентрації (ГДК) шкідливих речовин не тільки на окремих підприємствах іприлеглих до них районах, але й на території цілих міст. Особливо великої шкодижителям міст завдало масове виробництво і широке використання автомобільного транспорту.
Отже, не тільки виснаження ресурсів, але й забруднення навколишньогосередовища – найближча перспектива людства при збільшенні кількості населеннята нестримному зростанні виробництва і споживання, особливо в розвиненихкраїнах. Головну стурбованість викликає стрімкий ріст населення земної кулі,який загострює протиріччя між: виробництвом і споживанням, що пояснюєтьсяпростою логічною схемою: збільшення чисельності населення -> зростанняпотреб -> зростання виробництва -> виснаження природних ресурсів тазабруднення довкілля -> глобальна екологічна криза.2. Забруднення та їх класифікація
На жаль, забруднення стало звичним, частовживаним словом у нашому житті.
Забруднення – внесення в навколишнє середовище або виникнення в ньомунових, зазвичай не характерних фізичних чинників, хімічних і біологічнихречовин, які шкодять природним екосистемам та людині.
Розрізняють природне забруднення, яке виникає внаслідок потужнихприродних процесів (виверження вулканів, лісові пожежі, вивітрювання тощо) безбудь-якого впливу людини, і антропогенне, яке є результатом діяльності людини йінколи за масштабами впливу переважає природне. Різні типи забруднення можнарозділити на три основні: фізичне, хімічне та біологічне.
Фізичне забруднення пов'язане зі змінами фізичних,температурно-енергетичних, хвильових і радіаційних параметрів зовнішньогосередовища. Зокрема, тепловий вплив проявляється в погіршенні режиму земноїповерхні та умов життя людей. Джерелами теплового забруднення в межах міськихтериторій є: підземні газопроводи промислових підприємств (140-160 °С),теплотраси (50-150 °С), збірні колектори і комунікації (35-45 °С) тощо. Дофізичного забруднення можна віднести вплив шуму й електромагнітневипромінювання, джерелами якого є високовольтні лінії електропередач,електропідстанції, антени радіо- і телекомунікаційних станцій, а останнім часомтакож деякі побутові електроприлади. Встановлено, що при тривалому впливіелектромагнітних полів навіть у здорових людей спостерігається перевтома,головний біль, почуття апатії та ін.
Хімічне забруднення – збільшення кількості хімічних компонентів певногосередовища, а також; проникнення (введення) в нього хімічних речовин, непритаманних йому або в концентраціях, котрі перевищують норму. НайнебезпечнішимДля природних екосистем і людини є саме хімічне забруднення, яке отруюєнавколишнє середовище різними токсикантами (аерозолі, хімічні речовини, важкіметали, пестициди, пластмаси, детергенти та ін.). За підрахунками спеціалістів,у наш Час у природному середовищі міститься 7-8,6 млн. хімічних речовин,причому їхня кількість щорічно поповнюється ще на 250 тис. нових сполук. Багатохімічних речовин мають канцерогенні та мутагенні властивості, серед якихособливо небезпечними є 200 (список складений експертами ЮНЕСКО): бензол,азбест, бензпірен, пестициди, важкі метали (особливо ртуть свинець, кадмій),різноманітні фарбники і харчові додатки.
Біологічне забруднення – випадкове або пов'язане з діяльністю людинипроникнення в екосистеми не притаманних їй рослин, тварин і мікроорганізмів(бактеріологічне); часто справляє негативний вплив при масовому розмноженнінових видів.
Особливо забруднюють середовище підприємства, які виробляють антибіотики,ферменти, вакцини, сироватки, кормовий білок, біоконцентрати та ін., тобтопідприємства промислового біосинтезу, в викидах якого наявні живі клітинимікроорганізмів. До біологічного забруднення можна віднести надмірну експансіюживих організмів. Так, у містах наявність звалищ, несвоєчасне прибиранняпобутових відходів призвели до значного збільшення синантропних тварин: щурів,комах, голубів, ворон та ін.
Забруднювач – будь-який фізичний чинник, хімічна речовина або біологічнийвид (головним чином мікроорганізми), який потрапляє в навколишнє середовище абовиникає в ньому в кількості, більшій за звичайну, і викликає забрудненнясередовища.
Забруднювачі бувають природні й антропогенні, а також первинні(безпосередньо з джерела забруднення) і вторинні (внаслідок розкладу первиннихабо хімічних реакцій). Ще виділяють забруднювачі стійкі (ті, що нерозкладаються), які акумулюються в трофічних ланцюгах.
Проникнення різних забруднювачів у природне середовище може мати небажанінаслідки, зокрема:
— завдання шкоди рослинності і тваринному світу (зниження продуктивностілісів і культурних рослин, вимирання тварин);
— порушення стійкості природних біогеоценозів;
— завдання шкоди майну (корозія металів, руйнування архітектурних спорудта ін.);
— шкода здоров'ю людини тощо (табл. 1).
Таблиця 1 Основні забруднювачі біосфери та їхній вплив на здоров'я людиниЗабруднювач Вплив на здоров'я людини (у значних концентраціях) Оксид карбону (СО) Досить агресивний газ, що сполучається з гемоглобіном крові й утворює карбоксигемоглобін, що може призвести до (залежно від концентрації): погіршення гостроти зору та здатності оцінювати тривалість інтервалів часу; змін у роботі серця та легенів; головного болю, сонливості, порушення дихання і навіть смерті Оксиди сірки Подразнюють слизові оболонки очей та ротової порожнини, а також: викликають респіраторні симптоми: утруднене дихання, кашель з виділенням мокротиння, задишку; хронічну обструктивну легеневу недостатність, смертність від респіраторних та серцево-судинних хвороб Оксиди нітрогену Викликають хронічну обструктивну легеневу недостатність, посилення респіраторних симптомів: кашель, головний біль, блювоту Вуглеводні (бензин, метан, пентан, гексан) Мають наркотичну дію, викликають головний біль, запаморочення Формальдегід Викликає подразнення очей, носа і горла, нудоту, рак носової порожнини Свинець Викликає головний біль, анемію, нервові розлади, пологові дефекти, затримку розвитку, дебілізм Ртуть Викликає ураження центральної та вегетативної нервової системи, печінки, нирок, органів травлення Кадмій Викликає ушкодження нирок, анемію, хворобу легенів, високий кров'яний тиск; можливі також онкологічні захворювання, ушкодження плоду Пестициди Викликають рак, ушкодження печінки, ембріонів Нітрати Викликають утруднення дихання, підвищують дитячу смертність, при хімічних перетвореннях породжують канцерогенні сполуки Радіонукліди Призводять до онкологічних захворювань, генетичних мутацій Тверді завислі частки Викликають бронхіти, ослаблюють легеневу функцію, вірогідне скорочення середньої тривалості життя
Багато забруднювачів (пестициди, поліхлордифеніли, пластмаси) украйповільно розкладаються в природних умовах, а токсичні сполуки (ртуть, свинець)взагалі не знешкоджуються.
Якщо в 40-х роках XX ст. щедомінували натуральні продукти (бавовна, шовк, вовна, каучук, мило, їжапрактично без добавок), то в наш час у промислове розвинутих країнах вонизамінені синтетичними, які важко розкладаються і забруднюють навколишнєсередовище. Це насамперед синтетичне волокно, миючі засоби (детергенти,відбілювачі), їжа з добавками, мінеральні добрива, синтетичний каучук та ін.3. Роль галузей господарства у виникненні екологічнихпроблем
Найбільший вклад у забруднення природного середовища вносять тепловіелектростанції, транспорт, металургійні та хімічні заводи.
На частку теплових електростанцій припадає 35% сумарного забруднення водипромисловістю і 46% – повітря. Вони викидають сполуки сульфуру, карбону інітрогену, споживають велику кількість води (50% і більше водогону); дляотримання однієї кВат-години енергії теплові електростанції витрачають близько 3 л води (атомні – ще більше: 6-8 л). Стічні води теплових електростанцій забруднені і мають високутемпературу, що створює не тільки хімічне, але й теплове забруднення водоймищ.
Металургійні підприємства характеризуються високим рівнем споживанняресурсів і великою кількістю відходів. Серед них пил, оксид вуглецю, сірчистийангідрид, коксовий газ, фенол, сірководень, вуглеводні (зокрема, бензпірен).Металургійна промисловість використовує багато води, яка забруднюється впроцесі виробництва.
Найбільш небезпечними у хімічній промисловості є виробництва аміаку,кислот, анілінових фарб, фосфорних добрив, хлору, пестицидів, синтетичногокаучуку, каустичної соди, ртуті, карбіду кальцію, фтору тощо.
Великий внесок у забруднення атмосфери роблять автомобілі. Автомобільнийтранспорт з'явився наприкінці XIX ст. Збудовано більше ніж; 10 млн. км доріг, які відібрали у людствабільше ніж: 50 млн. га землі, випущено близько 1 млрд автомобілів. Прибудівництві сучасної швидкісної автотраси обсяг ґрунтових робіт перевищує 50тис. м3/км; із землекористування! вилучається близько 5 га/км, а разом зінфраструктурою – до 10 га/км. Сьогодні автомобіль – основне джерело шуму тазабруднення повітря в містах. Автомобільний транспорт дає 70-90% забруднень умістах. Його викиди містять близько 20 канцерогенних речовин та більше ніж; 120токсичних сполук.У викидних газах автомобілів наявні: оксид карбону, двооксиднітрогену, свинець, токсичні вуглеводи (бензол, толуол, ксилол та ін.).Взаємодія вуглеводнів та оксидів нітрогену при високій температурі приводить доутворення озону (О3). Якщо в шарі атмосфери в цілому (особливо на висоті 20-30 км) досить високий вміст озону вкрай необхідний для захисту органічного життя від жорсткогоультрафіолетового випромінювання, то біля земної поверхні підвищений вмістозону викликає пригнічення рослинності, подразнення дихальних шляхів і ураженнялегенів.
Джерелом підвищеної небезпеки для навколишнього середовища став не лишесам автомобіль, але і траса (смуга забруднення вздовж; автошляхів становить до 300 м), системи обслуговування (нафтосховища, станції технічного обслуговування, мийки тощо).
У деяких країнах (Франція, Італія, СІЛА, Японія) кількість автомобіліввже можна зіставити з числом жителів. У США, наприклад, на 200млн. населенняприпадає 104млн. авто. Відомо, що на кожні 1000 км пробігу автомобіль споживає річну норму кисню однієї людини.
Основні екологічні проблеми, пов'язані з використанням транспорту, можнаоб'єднати в такі групи:
— транспорт – споживач палива;
— транспорт – джерело хімічного забруднення повітря;
— транспорт – джерело шумового забруднення.
Значні забруднення дає целюлозно-паперова промисловість. За об'ємомзабруднених стоків вона займає перше місце (більше 15%). Питомі витрати водистановлять 300-350 м3 на 1 т продукції. У стічних водах підприємствцієї промисловості нараховується більше 500 компонентів, причому ГДК визначенолише для 55. Найбільшу небезпеку становлять сполуки сульфуру і хлору, розчиннаорганіка.
Досить несподівані екологічні наслідки виникають через розвитоквиробництв, які, на перший погляд, ніби не становлять небезпеки щодо екології,але насправді створюють екологічні проблеми. Зокрема, нові заводи електронноїпромисловості виробляють таку продукцію, для отримання якої потрібна особливочиста сировина. Чистота виробів також повинна бути дуже високою. Це робитьнеобхідним багаторазове очищення сировини, а повторне використання води стаєнеможливим. Не випадково в 1984 р. Агенція з охорони навколишнього середовищаСІЛА включила території 19-ти найбільших наукових компаній у список найбільшзабруднених місць у країні. Першим у ньому зазначено район Силіконової долини(південне узбережжя затоки Сан-Франциско), де зосереджено центри електронної йаерокосмічної промисловості.
Наприклад, виробництво комп'ютерів потребує енергії й води. Особливоенерго- і водомістким є виробництво силіконових напівпровідників, з якихвиготовляють комп'ютерні чіпи. Один великий завод з виробництванапівпровідників, який виготовляє 5000 8-дюймових плат на тиждень, можеспоживати стільки ж електроенергії і води, як невелике місто.
Ще одна екологічна проблема виникає внаслідок ускладнення конструкціїмашин. Вони виготовляються з тисяч деталей, з різних компонентів: чорних ікольорових металів, пластмас, деревини, гуми, скловолокна, композиційнихматеріалів. Це ускладнює їхню утилізацію після закінчення терміна служби. Строкслужби стає все коротшим у зв'язку з прискореним розвитком техніки, що викликаєшвидке моральне старіння машин. Унаслідок цього все частіше вироби і матеріали,ще придатні за своїми технічними якостями, опиняються на звалищах. Наприклад,Корпорація мікроелектроніки і комп'ютерної технології проаналізувала відходи,які створюються під час виробництва типової комп'ютерної робочої станції. Цедослідження виявило, що при виробництві 25-кілогра-мового комп'ютера створюється 63 кг відходів, 22 кг з яких токсичні.
Дуже велику кількість забруднюючих речовин потрапляє в природнесередовище в процесі сільськогосподарської діяльності. Найбільшу шкодуприносить використання пестицидів – щорічно їх у світі застосовується 4 млн…т, але врешті-решт тільки один відсоток досягає мети, тобто безпосередньовпливає на шкідників сільськогосподарських культур. Решта шкодить іншиморганізмам, вимивається в ґрунти і водойми, вивітрюється. Ефективністьвикористання пестицидів постійно знижується через звикання шкідників до них, ідля того, щоб досягнути попередніх результатів, потрібно все більшу їхнюкількість. До того ж, пестициди, які пригнічують розмноження комах одних видів,нерідко викликають інтенсивне розмноження популяцій комах, які мали до цьогомалу чисельність, через те що отрутохімікати сильніше впливають на ворогівшкідників, нілі на них самих. При розкладанні пестицидів у ґрунті, воді йрослинах часто утворюються ще більш стійкі токсичні метаболіти. Пестициди таїхні метаболіти ефективно переносяться по харчових ланцюгах, накопичуючись укінцевих частинах. Унаслідок цього щорічно в світі фіксується 0,5 млн. випадківотруєнь пестицидами.
Значне забруднення ґрунтів, а потім і сільськогосподарських культурпов'язано з використанням мінеральних добрив. Щорічно в світі на поля вноситься400-500 млн… т мінеральних добрив, гіпсу і фосфоритів.
Значні локальні забруднення дають великі тваринницькі комплекси: внавколишнє середовище потрапляють гній, залишки силосу і кормових добавок, вяких часто містяться сальмонели та яйця гельмінтів.