Химическое загрязнение водной среды

Московский Государственный институтэлектронной техники технический университет Кафедра химии РЕФЕРАТ на тему Химическое загрязнение водной среды. Исполнитель студентка ВЭУ-54 Казакевич В.В. Проверила Суханова Л.С. Москва 2004 Вода У тебя нет ни вкуса, ни запаха, ни цвета, тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь - эти слова написал французский

писатель и летчик Антуан де Сент-Экзюпери после того, как его самолет разбился в пустыне и он несколько дней провел под палящим солнцем. Вода составляет большую часть массы живых организмов. Так, в теле человека на долю воды приходится 23 массы, а в медузе ее содержание превышает 99. Для большинства организмов потеря 120 части воды оказывается смертельной. Десятки видов молекул и ионов, растворенных в природной воду, превращают ее в чудо природы, в колыбель

жизни и связующее звено между неорганической материей и живым веществом. Землю по праву называют голубой планетой. Мировой океан покрывает около 70 ее поверхности. Регулируя важнейшие процессы на земле, он поддерживает существование жизни на нашей планете в океане образуется более половины кислорода, потребляемого живыми существами. Однако бесконтрольное использование ресурсов морей и океанов ставит под угрозу здоровье этой гигантской

экосистемы. Нефть, пестициды, свинец, ртуть, сотни других ядовитых веществ и просто мусор загрязняют водную толщу и дно. Затопление радиоактивных отходов создает мины замедленного действия, которые сработают спустя годы или десятилетия Одна из главных опасностей для здоровья океана нефть. Ежегодно из скважин, пробуренных на шельфе, выкачивают около 700 млн. тонн нефти это 30 ее мировой добычи. И как бы аккуратно ни старались работать нефтяники, полностью избежать разливов и утечек не

удается. Сотни миллионов тонн нефти ежегодно перевозят танкеры. В результате аварий в мире ежегодно происходит до 15 крупных разливов нефти и до 1000 второстепенных утечек. Огромное количество нефти выносят в океан реки из нефтедобывающих районов и промышленных центров. Особенно сильно загрязнены устья рек. Например, на дне Обской губы Обь протекает через главные месторождения

Западной Сибири осевшая нефть составляет 10 донных осадков ила и песка. Еще один мощный источник загрязнения Мирового океана перенос воздушными потоками микроскопических капель бензина, керосина и других легких фракций нефти. Даже если суда не перевозят нефть, все равно ежегодно в морские воды попадает от 3-3 до 10 млн. тонн нефтяных углеводородов, это составляет 0,3-1 ежегодной мировой добычи нефти. Для водных организмов нефть смертельно опасна даже в минимальных количествах.

Осевшие на дно тяжелые фракции наподобие битума, мазута губят бентосные сообщества, а местами, например в акваториях крупных портов, они образуют на дне сплошную корку, напоминающую асфальт. Жизнь в таких условиях невозможна. Еще страшнее нефтяная пленка на поверхности воды. Только одна тонна разлившейся нефти может покрыть 12 квадратных км акватории, преградив атмосферному кислороду доступ в верхние слои океана. Тогда начнет задыхаться и гибнуть планктон и молодь рыб.

Взрослые рыбы, если и переживут отравление растворенной нефтью, задохнутся или будут вынуждены спасаться из района катастрофы. Большую опасность нефтяные пленки представляют и для морских птиц. Нефть уничтожает тонкую жировую пленку на перьях птиц. Вода легко пропитывает оперение, птицы замерзают и гибнут. Даже незначительного количества нефти, попавшего на скорлупу яиц, достаточно для гибели зародыша или

рождения птиц. Однако нефть не самая большая угроза здоровью океана. Куда страшнее синтетические ксенобиотики высокомолекулярные органические вещества, такие, как хлорированные углеводороды. Многолетнее использование хлороорганических соединений во многих странах мира привело к практически повсеместному их распространению и накоплению в природных экосистемах. Большинство хлорорганических соединений до сих пор используются в качестве пестицидов гексахлорбензолы,

гексахлорциклогексаны, ДДТ и его производные, а также альдрин, дильдрин, гектахлор и др. Хотя применяются эти вещества на суше, но ветры и реки быстро переносят их в океан. Помимо прямого действия на организм снижение жизнестойкости, способности к размножению и т.д. ксенобиотики вызывают изменения в наследственном аппарате, предвидеть которые весьма сложно. Однако особенно опасно то, что хлорорганические соединения почти не разлагаются и накапливаются в организмах,

занимающих верхние уровни пищевой цепи хищные рыбы, морские млекопитающие, рыбоядные птицы. Концентрация пестицидов в организмах морских животных в десятки и сотни тысяч раз превышает содержание этих веществ в морской воде. Часто это становится причиной их гибели. Хлорированные углеводороды вещества, используемые в промышленности как изолирующие материалы, растворители и так далее, а так же пестициды. Сейчас широко известны такие супертоксиканты, как диоксины, бифенилы

и фураны. Некоторые из них не имеют промышленного значения, а являются примесями к другим химическим веществам, отходами производства, химической, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности, или возникают при сжигании бытового мусора, содержащего пластмассы и поливинилхлориды. Ведущее место среди супертоксикантов синтетического происхождения занимают диоксины и диоксиноподобные вещества. Эти кислородосодержащие органические соединения являются канцерогенами, то есть вызывают онкологические

заболевания. Установлено повсеместное загрязнение окружающей среды веществами типа диоксинов. Причм чем выше уровень индустриализации, тем более ярко это загрязнение проявляется. Человек получает диоксины в основном с пищей. У жителей всех развитых стран в той или иной степени они обнаруживаются в жировых тканях и печени. Диоксины содержатся даже в грудном молоке у кормящих матерей. Последние исследования доказывают, что супертоксиканты опасны в любых концентрациях.

В первую очередь они воздействуют на гормональную систему человека, на функции нервной системы и головного мозга, нарушают половую функцию. Американский учный Т.Солбон и его коллеги, посвятившие этой проблеме книгу Наше украденное будущее, пришли к печальному выводу, что супертоксиканты угрожают самому существованию человека как вида. Также хлорорганические соединения попадают в организм человека из водопроводной воды,

являясь продуктами избыточного хлорирования в процессе е очистки на водопроводных станциях. Хлорорганические соединения могут проникать в организм человека и через кожу, поражая центральную нервную систему, а вдыхание их паров приводит к раздражению слизистых оболочек, воспалению лгких, помутнению роговицы глаза. Смыв с сельскохозяйственных полей азотных удобрений значительно повышает содержание в воде относительно безвредных нитратов, которые, однако, могут превращаться в нитриты.

А вот они действительно опасны попав в кровь, нитриты соединяются с гемоглобином и тем самым резко уменьшают способность крови выполнять свою главную функцию снабжать органы и ткани кислородом. К числу опасных для жизни загрязнителей относятся и тяжелые металлы прежде всего свинец, ртуть и кадмий. Они поступают в Мировой океан со сточными водами промышленных предприятий, выносятся с суши реками и особенно ветрами. Среди японских рыбаков, живущих на побережье обширного, глубоко вдающегося в сушу

залива Минамата, в 1953 году вс чаще стали появляться больные с поражением центральной нервной системы у человека сужалось поле зрения, руки и ноги немели, походка становилась шаткой, речь невнятной. При тяжлом течении болезни человек полностью терял зрение и умирал. Число больных выросло до нескольких тысяч, более ста из них умерли. В сточных водах химического комбината на берегу реки, впадающей в залив

Минамата, содержалась ртуть. Она поступала в реку, а из не в залив. Гниение водной растительности способствовало превращению ртути в очень ядовитую метилртуть, которая вс более концентрировалась по мере продвижения по пищевой цепи от бактерий к мелким организмам, поедаемым крабами и мелкими рыбами, далее к крупным хищным рыбам и человеку. Накапливаясь в мозге, метилртуть стала причиной заболевания.

Болезнь минамата, к сожалению, не является печальной привилегией Японии, она встречается и в других районах мира, там, где нет должного контроля за содержащими ртуть отходами. С 20-х годов ХХ столетия в деревнях, расположенных в бассейне реки Дзинцу, возникла странная болезнь, при которой у людей деформировались кости, и больные умирали с жалобами на сильные боли во всм теле. В 1968 году 29 больных обратились в суд с иском к компании, имевшей шахту

в верховьях реки, заявив, что источником заболевания является кадмий, содержащийся в неочищенных сбросовых водах шахты. Действительно, кадмий весьма токсичен. Он поступает с промышленными отходами в реки, затем в моря, а там аккумулируется в тканях моллюсков, рыб и других обитателей вод. С морепродуктами кадмий проникает в человеческий организм и накапливается в почках, печени, лгких, поджелудочной железе. Случаи массовых отравлений кадмием были отмечены в

Англии, США и других странах. Для людей, находящихся в зоне выбросов металлургических комбинатов особенно опасен свинец. Он проникает в организм через желудочно-кишечный тракт или лгкие, попадает в кровь и разносится е по всему телу, накапливаясь в костях, мышцах, печени, почках, сердце, лимфатических узлах. Свинцовое отравление даже на ранних стадиях влияет на головной мозг, в результате чего у детей снижается интеллект, нарушается координация движений, ухудшается слух и память.

По официальным данным почти у двух миллионов детей в городах России могут возникнуть проблемы с поведением и обучением, обусловленные воздействием свинца. Почти 400 тысяч детей нуждаются в лечении, а здоровье около 10 тысяч детей находится в опасности. Примерно 500 детям с очень высоким уровнем свинца в крови требуется неотложная медицинская помощь. Болезни, вызванные накоплением в организме вредных веществ, получили название экологических заболеваний.

Такова тяжлая аллергия у детей, которую вызывают атмосферные выбросы предприятий по производству белково-витаминных концентратов БВК. Впервые с этой болезнью столкнулись в городе Кириши Ленинградской области, и поэтому е назвали киришским синдромом. После Киришей был Ангарск и другие города, в которых есть предприятия по производству БВК. На Украине были зарегистрированы случаи заболевания детей, сопровождавшиеся внезапным облысением.

Причиной стало повышенное содержание в окружающей среде таллия, соединений бора и фтора. Аналогичное заболевание было отмечено и у жителей Эстонии. В тех городах России, где наблюдается сильное загрязнение атмосферного воздуха сероводородом, углеводородом, аммиаком, сернисто-фтористыми газами, очевидно отставание детей в физическом и нервно-психологическом развитии, отмечается высокая хроническая заболеваемость.

И это, увы, далеко не полный перечень экологических заболеваний. Вся современная промышленность основана на мокрых технологиях. Без воды, как и без энергии, она не могла бы работать. Люди тоже живут благодаря мокрым технологиям каждому человеку в день необходимо потреблять 2-2,5 литра воды. Мировая промышленность за год выпивает огромную массу воды 1300 куб. км или 1,3 триллиона тонн.

В процессе производства часть воды испаряется, а оставшаяся, насыщенная разнообразными загрязняющими веществами, вновь попадает в реки, озра, подземные воды и моря. Объм этой воды составляет около 800 куб. км в год. Если е не очищать, то всех рек мира, а их годовой суммарный сток около 40 000 куб. км, не хватит, чтобы восстановить загрязннные воды до качества, близкого к естественному, так как их потребуется разбавлять

в тысячи раз. Поэтому отработанные воды предприятий подвергаются очистке при этом нередко очищенную воду снова используют в производственном цикле. Такая система называется водооборотной. Поскольку часть воды вс же теряется, то в оборотную воду добавляют немного свежей. Однако даже лучшие очистные сооружения не дают 100 результата. Обычно удаляется лишь порядка 80-85 загрязняющих веществ.

В России такую воду называют нормативно очищенной, но е необходимо разбавлять в 5-10 раз, чтобы она приблизилась в естественной норме. Промышленное загрязнение природных вод идт тремя путями. Во-первых, загрязннные сточные воды по канализационным трубам сбрасываются в водные объекты. Во-вторых через атмосферу все попавшие в не загрязняющие вещества со снегом, дождм или в виде пыли в конце концов оказываются на поверхности Земли, а затем смываются в водомы.

Наконец, вывоз на свалки тврдых промышленных отходов. Ведь вода универсальный растворитель, поэтому со свалок постоянно идт поток растворов. В то же время в сельском хозяйстве от 30 до 50 минеральных удобрения и синтетических ядохимикатов смывается с полей дождями и талыми водами. Таким образом, природные воды являются тем конечным пунктом, куда попадают все загрязнения из атмосферы и почвы. К химическому загрязнению океана отходами промышленности добавляются

и бытовые сточные воды городов, поселков, пассажирских судов. Например, их сброс в мелководное Северное море уже грозит гибелью морской фауне. Даже мусор, выбрасываемый пассажирами круизных лайнеров, может обернуться трагедией для морских обитателей. Массовая гибель морских черепах в морях Атлантического океана была вызвана тем, что животные заглатывали десятки и сотни выброшенных в воду полиэтиленовых пакетов, принимая их за съедобных медуз.

Ядовитые загрязняющие вещества, воздействующие на организм, приводят к изменению химического состава клетки, процессов дыхания, роста и размножения, к возникновению мутаций, развитию онкологических заболеваний, нарушению движения и ориентации в пространстве, изменению поведения. Зачастую, даже трудно определить, какое именно воздействие привело к катастрофе. А ведь гибель одного-двух видов организмов может привести к распаду пищевых цепей, а, следовательно,

к разрушению всей морской экосистемы. ХХ век создал еще одну проблему захоронение на морском дне радиоактивных отходов. Только за 10 лет, с 1967 по 1976 г в водах Мирового океана было захоронено около 46 тысяч тонн радиоактивных отходов. Море похоронило в своих глубинах упавшие атомные бомбы, самолеты и подводные лодки с ядерным оружием. Что произойдет, когда морская вода разъест стальные корпуса, и радиоактивные элементы будут разнесены

морскими течениями С начала 90х годов ХХ века Россия прекратила сбрасывать радиоактивные отходы в море, но проблема осталась существующих предприятий по их переработке явно недостаточно. Береговые и плавучие хранилища ЖРО загружены полностью или почти полностью, отслужившие сво атомные подводные лодки стоят у причалов, многие с неразгруженными реакторами. Что делать с этим богатством, ещ не решили. Химические загрязняющие вещества, радиоактивные отходы

пока что отравляют в основном прибрежные воды, а открытый океан остатся сравнительно чистым. Однако продолжающаяся химическая атака на экосистемы Мирового океана неизбежно приведт к тому, что в XXI веке его центральные районы также утратят условное нынешнее благополучие, а загрязнение морской среды станет в полной мере глобальным. Список использованной литературы 1. Энциклопедия Химия, том 17, издательство

Аванта. Москва, 2000 год. 2. Энциклопедия Экология, том 19, издательство Аванта. Москва, 2000 год.