Загрязнение окружающей среды и его формы.
План
Вступление
1. Химическоезагрязнение атмосферы
а)Основные загрязняющие вещества
б)Аэрозольное загрязнение
в)Фотохимический туман (смог)
2.Химическое загрязнение природных вод
а)Неорганическое загрязнение
б)Органическое загрязнение
3. ЗагрязнениеМирового океана
а)Нефть
б)Пестициды
в)СПАВ
г)Канцерогены
д)Тяжелые металлы
е)Сброс отходов в море (дампинг)
ж)Тепловое загрязнение
4. Загрязнениепочвы
а)Пестициды, как загрязняющий фактор
б)Кислотные дожди
Заключение
Вступление
Наиболеемасштабным и значительным является химическое загрязнение средынесвойственными ей веществами химической природы. Среди них — газообразныеи аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует инакопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процессабудет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовойтемпературы на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающеесязагрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Невызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ееповышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом всерассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказываютзаметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.
1. Химическое загрязнениебиосферы.
В основномсуществуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность,бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общемзагрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчасобщепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.
Источники загрязнений — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый иуглекислый газ; метал лургические предприятия, особенно цветной металлургии,кото рые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути
и мышьяка; химические ицементные заводы. Вредные газы попа дают в воздух в результате сжиганиятоплива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжиганияи переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнителиразделяютна первичные, поступающие непосредственно в
атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних… Основным источником пирогенногозагрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические ихимические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
а) Оксидуглерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздухон попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами ивыбросами промышленных предприятий.
б) Сернистыйангидрид. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или переработки сернистых руд
в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечнымпродуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевойводе, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путейчеловека. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, атакже ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
г) Сероводороди сероуглерод. Поступают в атмосферу разделно или вместе в другимисоединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические,нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.
д) Оксилы азота. Основными источниками выброса являются предприятия,производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновыекрасители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.
е) Соединенияфтора. Источниками загрязнения являютсяпредприятия по производствуалюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений.Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений- фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуютсятоксическим эффектом.
ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители,гидролизный спирт, хлорную известь, соду.
Аэрозольное загрязнениеатмосферы
Аэрозоли — этотвердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, ау людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольныезагрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидкихчастиц между собой или с водяным паром. Большое количество пылевых частицобразуется также в ходе производственной деятельности людей.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которыепотребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Постояннымиисточниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.
При некоторых погодных условияхмогут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольныхпримесей в приземном слое воздуха.
Обычно это происходит в техслучаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевойэмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодного воздуха подтеплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесейвверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причинобразования ранее неизвнстного в природе фотохимического тумана.
Фотохимический туман (смог)
Фотохимический туманпредставляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частицпервичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смогавходят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединенияперекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимическийсмог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов идругих загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия иличеньслабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее сутокповышенной инверсии. Смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем,Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своемуфизиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны длядыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременнойсмерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
2. Химическое загрязнениеприродных вод.
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказываютвлияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальноестроительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых,несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды.Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по разному, взависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое,
физическое и биологическиезагрязнения, как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистыечастицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение
Основныминеорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских водявляются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей воднойсреды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора.Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Копасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты иоснования, обуславливающие широкий диапозон рН промышленных стоков( 11,0 — 11,0). Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятияпищевой промышленности и сельское хозяйство. Загрязнение ртутью значительноснижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитиефитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донныхотложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водныхорганизмов. Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервыеобнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленныестоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение.
Среди вносимыхв океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей воднойсреды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Сточные воды, содержащие суспензииорганического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубновлияютна состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно изадерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данныхмикроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данныхосадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такиекак сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличиесуспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляетпроцессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемыхк качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуютснижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества — жиры, масла, смазочные материалы — образуют на поверхности водыпленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижаетстепень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается вреки вместе с промышленными и бытовыми стоками.
Количество вмировом стоке загрязняющих веществ, млн.т./год:
1.Нефтепродукты 26,563
2.Фенолы 0,460
3. Отходыпроизводств
синтетических волокон 5,500
4.Растительные органические остатки 0,170
5.Всего 33,273
В связи с быстрыми темпамиурбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или ихнеудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняютсябытовыми 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.
3. Проблема загрязнения Мирового океана (на примере ряда органических соединений)
Нефть и нефтепродукты
Нефтьпредставляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневыйцвет и обладающую слабой флуоресценцией.
Нефть и нефтепродукты являютсянаиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 10,23% мировойдобычи нефти. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районовдобычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластныхвод, — все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения натрассах морских путей.
Нефтяная пленка изменяетсостав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание светатонкими пленками сырой нефти составляет 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 130-40 мкм полностью поглощаетинфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двухтипов: прямую «нефть в воде» и обратную «водав нефти» . При удалении летучих фракций, нефть образуетвязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности,переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Пестициды
Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителямии болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды — для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды - против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей,наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. Всельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических(загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы свредителями.
Синтетическиеповерхностно-активные вещества.
Детергенты (СПАВ) 0относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств ( СМС) ,широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВпопадают в материковые воды и морскую среду. Наиболее распространенными средиСПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водахпромышленности связано с использованием их в таких процессах, какфлотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин,борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется всоставе пестицидов.
Соединения с канцерогеннымисвойствами.
Канцерогенныевещества — это химически однородные соединения, проявляющиетрансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) илимутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействияони могут приводить
к ингибированию роста, ускорениюстарения, нарушению индивидуального развития и изменению генофондаорганизмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Основные антропогенныеисточники ПАУ в окружающей среде — это пиролиз органических веществ присжигании различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленныхпроизводствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержаниесоединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое.Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морскихбиоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится вокеан с материковым стоком и через атмосферу. Около половины годовогопромышленного производства этого металла различными путями попадает в океан. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлениюприбрежного населения. Свинец — типичный рассеянный элемент, содержащийся вовсех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах,атмосфере, живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается вокружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Этовыбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленныхпредприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речнымистоками, но и через атмосферу.
Сброс отходов в море с целюзахоронения (дампинг).
Многие страны, имеющие выход кморю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, вчастности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака,отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых ихимических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировойокеан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды кпереработке большого количества органических и неорганических веществ безособого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинграссматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенствутехнологии. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутностьприданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. Увыживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой составданного сообщества.
Тепловое загрязнение.
Тепловоезагрязнение поверхности водоемрв и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторымипромышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаяхобуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусовЦельсия. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает,поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
На основанииобобщения материала можно сделать вывод , что эффектыантропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном ипопуляционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющихвеществ приводит к упрощению экосистемы.
4. Загрязнение почвы.
Почвенныйпокров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Важнейшеезначение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений.Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционированиебиосферы необратимо нарушится.
Одним извидов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды как загрязняющийфактор.
Открытие пестицидов — химических средств защиты растений и животных от различных вредителей иболезней — одно из важнейших достижений современной науки. Однако в результатедлительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине почтиповсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развитиярезистентных рас вредителей и распространению «новых» вредныхорганизмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтоженыпестицидами. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов,дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. Очень важно создавать иприменять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемойнеделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи ивнедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целомещё не решена.
Кислые атмосферные выпады насушу.
Одна изострейших глобальных проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенногопокрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественноеплодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на нихнизкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод иверхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительноеподкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результатехозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальныхколичеств оксилов серы, азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферупереносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде «кислых дождей» на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфереявляется сжигание сланцев, нефти, уг лей, газа в индустрии, в сельскомхозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличилапоступление в атмосферу оксилов серы, азота, сероводорода и оксида углерода.
Заключение
Охранаприроды — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и сновамы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нассчитают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, чтомы ещё успеем справится со всеми выявившимися затруднениями.
Однаковоздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы вкорне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманныедействия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные осовременном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важныхэкологических факторов, если разработаем новые методы уменьшения ипредотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.