Источники загрязнения биосферы и их влияние на организм человека

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА 2. ОТХОДЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ 3. УТИЛИЗАЦИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ 4. ОБРАБОТКА И ЗАХОРОНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ К наиболее острым проблемам городов и других населенных пунктов относится проблема удаления и переработки твердых бытовых и промышленных отходов, что в значительной степени определяет санитарно-эпидемиологическое благополучие населенных мест. Загрязненная почва служит местом массового выхода мух и грызунов, являющихся переносчиками заразных болезней, а болезнетворные микроорганизмы и токсические вещества могут поступать из почвы в подземные воды и открытые водоемы.

Значительные недостатки в организации обезвреживания и утилизации твердых, жидких бытовых и промышленных отходов поддерживают напряженную санэпидситуацию в городе. При проведении анализа состояния хранения, обезвреживания и утилизации промышленных отходов предприятий города отмечен целый ряд негативных моментов при осуществлении данной деятельности. Крайне низкими темпами проводится работа по инвентаризации промышленных отходов руководством предприятий,

места хранения и заключение договоров на утилизацию отходов согласовываются только по требованию органов госсаннадзора и после применения к нарушителям мер административного воздействия. Разработка технической документации по накоплению промышленных отходов и их дальнейшему применению не проводится. Санэпидслужба неоднократно сталкивается с фактами вывоза отходов производства на городские полигоны, вторичному использованию отходов не уделяется должного внимания.

Поступление промышленных отходов на полигоны твердых бытовых отходов под видом строительного и бытового мусора нарушает технологический цикл обезвреживания мусора, увеличивает нагрузку на уже сверхперегруженные полигоны. На самих промышленных предприятиях имеются многочисленные факты хранения промышленных отходов в местах не согласованных с органами госсаннадзора, не качественно ведется документация по учету отходов (форма №1), не заключены договора на утилизацию отходов, в том числе на демеркуризацию ртутьсодержащих

люминесцентных ламп. Только в 1998 году организована фирма "Новый свет" по накоплению люминесцентных ламп с дальнейшей их транспортировкой в г. Полтаву для переработки. В настоящее время большое количество накопившихся промышленных отходов (отходы травильного, лакокрасочного, гальванического, литейного производства и других) размещены на территории промпредприятий города, вопросы их утилизации не решаются.

Ветошь, сжигаемая до 1999 года на целом ряде предприятий, в настоящее время скапливается на территориях, предпринимаются попытки ее вывоза на городские полигоны. Следует отметить, что вышеперечисленные недостатки усугубляются отсутствием на территории Одесской области полигонов по утилизации токсических промышленных отходов. Проблемы обезвреживания твердых и жидких бытовых отходов на территории города так же актуальны и требуют

незамедлительного решения. 1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Различают источники загрязнения биосферы природные и промышленные. Природные источники загрязнения вызваны естественными процессами (извержением вулканов, почвенная пыль и т.д.). Промышленные источники загрязнения биосферы можно разделить на материальные (т.е. вещества), включающие механические, химические и биологические загрязнения, и энергетические (физические) (рис.10)

[8]. Механические загрязнения - это аэрозоли, твердые тела и частицы, содержащиеся в воде и почве. Химические загрязнения - разнообразные газовые, жидкие и твердые химические соединения, которые вступают во взаимодействие с биосферой. Биологические загрязнения - микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. К энергетическим загрязнениям относят все виды энергии - тепловую, механическую, световую, электромагнитную, энергию ионизации. Химические загрязнения - наиболее опасные виды загрязнений, так как они вызывают

различного рода изменения в биосфере, а следовательно, могут воздействовать и на организм человека. Область биосферы постоянно расширяется; этому способствует научно-технический прогресс, в частности применение самолетов, ракет, космических кораблей, а также проникновение человека в земные недра, например бурение глубинных скважин, вплоть до мантии Земли. Теперь биосфера включает в себя верхнюю часть твердой земной оболочки - литосферы, всю гидросферу и

атмосферу вплоть до стратосферы. Основными источниками загрязнения атмосферы, водоемов и почвы являются вредные вещества, образующиеся в результате химико-технологических процессов. Атмосфера загрязняется в наибольшей степени отходящими газами, включающими соединения серы, особенно диоксид серы, содержащийся в дымовых газах от сжигания сернистых углей и мазута, а также в отходящих газах цветной металлургии, известерегенерационных печей (ИРП), содорегенерационных котлоагрегатов (СРКА)

сульфатноцеллюлозного производства и ряда других производств, потребляющих серу, серную кислоту и их производные. Оксиды азота образуются за счет окисления атмосферного азота в металлургических, электрических печах при высоких температурах. Основными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и автотранспорт (угарный газ и ароматические углеводороды), а также предприятия черной и цветной металлургии (пыль, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды).

Весьма значительные количества газопылевых выбросов дает промышленность строительных материалов. Химическая промышленность выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ, но многообразие химических производств, в том числе особо вредных, часто делает эти выбросы наиболее опасными. Токсичны органические растворители, амины, альдегиды, хлор и его производные, оксиды азота, синильная кислота, фторсодержащие соединения, диоксид серы, фосфор, ртуть, сероводород, сероуглерод, металлоорганические

соединения и др. Значительные количества вредных веществ возвращаются в атмосферу при производстве кислот, щелочей, удобрений, цемента, соды, аммиака, искусственных волокон, красителей, ядохимикатов, резиновых изделий, органических растворителей и т.д. [8]. Особый вид загрязнений воздушного бассейна представляют радиоактивные вещества, выделение которых возможно главным образом при авариях на АЭС или при испытании атомного и водородного оружия.

Наиболее массовыми загрязняющими веществами атмосферы являются диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, различные углеводороды и пыль. На их долю приходится до 85% от общего количества вредных веществ, выбрасываемых в воздушный бассейн [81. Отрицательное воздействие промышленных загрязнений на организм человека вызвано тем, что они содержат вредные вещества. Вредные вещества - это вещества, которые при контакте с организмом человека, в случае нарушения требований

безопасности, могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Вредные вещества по степени воздействия подразделяют на четыре класса опасности: / - чрезвычайно опасные, 2 - высокоопасные, 3 - умеренно опасные, 4 - малоопасные. Класс опасности вредных веществ устанавливается в зависимости от различных норм и показателей, и прежде всего от предельно допустимой концентрации (ПДК) вредного вещества, под которой понимают концентрацию,

не вызывающую каких-либо болезненных изменений в организме человека. Вредные вещества проникают в организм человека в виде паров, газов и пыли, оказывая на его клетки и ткани воздействие, влекущее за собой нарушение нормальной жизнедеятельности. Проникают они чаще всего через дыхательный тракт, реже - через пищеварительный тракт или кожу. Ингаляционный путь поступления наиболее опасен, так как огромная всасывающая поверхность легочных альвеол,

усиленно омываемых кровью, позволяет ядам быстро и почти беспрепятственно проникнуть к важнейшим жизненным центрам. Вредные вещества могут оказывать на организм как местное, так и общее действие. Первое - это результат раздражения тканей в месте попадания ядов. Так действуют кислоты, щелочи, некоторые соли и газы (хлор, диоксид серы, хлороводород, аммиак). При общем действии яды всасываются в кровь, разносятся по организму и отравляют ткани и внутренние

органы. К ним можно отнести пары ртути, сероводорода, оксид углерода. Степень ядовитости веществ характеризуют следующие факторы: химическая структура; свойства и физическое состояние вещества (летучесть, растворимость, дисперсность, агрегатное состояние); концентрация вещества, длительность воздействия и температура; комбинированное действие ядов, причем токсичность каждого из них может усиливаться или видоизменяться (хлор и диоксид серы, метилмеркаптан и диоксид серы).

В гомологическом ряду предельных углеводородов сила наркотического действия возрастает с увеличением числа атомов углерода в молекуле. Соединения с разветвленной боковой цепью действуют слабее, чем нормальные изомеры; циклические соединения, как правило, токсичнее, чем соединения с открытой цепью; ненасыщенные соединения часто более токсичны, чем насыщенные. Наблюдается возрастание токсичности химических элементов с повышением атомной массы и валентности. Чем выше растворимость ядов в воде и в жидкостях, тем токсичность

их выше. Хорошо растворимый хлорид бария высокотоксичен, а нерастворимый в воде сульфат бария не только не ядовит, но и используется в медицине как рентгеноконтрастное вещество. С повышением дисперсности увеличивается токсичность вещества. Наиболее опасны яды, находящиеся в паро - и газообразном состоянии. В производстве применяют многочисленные вредные вещества: некоторые из них, попадая в организм, в зависимости

от причиненной ими формы отравления (острой или хронической) могут вызвать поражение различных органов и систем. Так, при остром отравлении бензолом поражается преимущественно центральная нервная система, при хроническом - органы кроветворения. 2. ОТХОДЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Отходы возникают в результате производственной деятельности и при потреблении и соответственно подразделяются на отходы производства и отходы потребления.

Отходами производства следует считать остатки сырья, материалов или полуфабрикатов, образовавшиеся в процессе изготовления продукции и утратившие свои потребительские свойства, а также продукты физико-химической или механической переработки сырья, добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не являлось целью производственного процесса и которые после соответствующей обработки могут быть использованы в народном хозяйстве как готовая продукция или в качестве сырья для переработки [30].

К отходам производства также относят вещества, улавливаемые при очистке отходящих газов и сточных вод. Отходами потребления считают изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. Их подразделяют на отходы промышленного и бытового потребления. К первым относят, например, металлолом, оборудование, непригодное для дальнейшего использования и др. Бытовыми являются пищевые отходы, различного рода использованные изделия и др.

Все виды отходов производства и потребления по возможности использования можно разделить на вторичные материальные ресурсы (BMP), пригодные для переработки, и на неизбежные безвозвратные потери. Номенклатура BMP химической промышленности включает около 120 видов отходов, имеющих промышленное значение. Наиболее важные из них: пиритные огарки, образующиеся при сжигании колчедана при получении серной кислоты, в количестве 0,6 т на каждую тонну кислоты, а также при получении сернистной кислоты в производстве

сульфитной целлюлозы; фосфогипс, образующийся при переработке фосфорсодержащего сырья на комплексные удобрения на стадии сернокислотного разложения фосфатов в количестве 4-8 т на 1 т фосфорной кислоты; хвосты обогащения, образующиеся при получении концентратов фосфорного сырья в количестве 1,7-2,0 т на 1 т готовой продукции; хвосты флотации серных руд, содержащие 70-80% карбоната кальция; галитовые отходы, образующиеся на обогатительных фабриках калийных комбинатов в количестве 1,8-2,6 т на 1 т хлорида

калия; дистиллерная жидкость при производстве кальцинированной соды, образующаяся в количестве 8 т на 1т готовой продукции; абгазная соляная кислота, образующаяся при производстве различных хлорорганических продуктов; шлаки в производстве желтого фосфора в количестве 11 т на 1 т товарной продукции; гидролизная серная кислота при получении диоксида титана из ильменитового концентрата в количестве 8,6 т 22-24% -й серной кислоты на каждую тонну готовой продукции, и др.

Весьма значительные отходы образуются на предприятиях черной и цветной металлургии, электростанциях и угольных шахтах. В целлюлозно-бумажной промышленности многотоннажными отходами являются: кора, отделяющаяся при окорке древесины, отходы сортирования щепы и волокнистой массы, огарки, различного рода шламы. В гидролизной промышленности также многотоннажным отходом является лигнин. При очистке сточных вод образуются отходы в виде скопа, избыточного активного ила, шламлигнина и другие,

направляемые в шламонакопители, занимающие большие участки земли. Имеются шламы в процессах газопылеочистки. 3. УТИЛИЗАЦИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ Обезвреживание твердых промышленных и бытовых отходов, в том числе утилизация осадков, скопов, шламов очистных сооружений - одна из сложных и трудноразрешимых задач. Многие мало - и крупнотоннажные отходы пока не находят применения, и поэтому предприятия вынуждены

избавляться от них теми или иными способами. Определенную часть отходов собирают организации Главвторчермета и Главвторсырья, но значительную часть неутилизируемых отходов обычно захороняют в грунтах или складируют на специально отведенных полигонах. Наиболее простые и распространенные сооружения для обезвреживания отходов - усовершенствованные свалки (полигоны), где происходит анаэробное саморазложение отходов в их толще в течение десятков лет.

В результате разложения образуются токсичные газы и фильтраты, загрязняющие водный и воздушный бассейны, причем метан, сероводород, свободный водород дают взрывоопасные смеси. Чрезвычайно опасен в санитарном отношении сток из-под свалок вследствие загрязнения микроорганизмами. Поэтому при выборе или подготовке участка под полигон обязательна естественная или специально созданная гидроизоляция. В последние годы развивается новое направление - ускоренное обезвреживание отходов: вместо

десятков лет бытовые отходы утилизируются в течение 4-18 месяцев при специальном полевом компостировании или в течение 1-3 недель на мусороперерабатывающих заводах. В результате развивающихся при компостировании анаэробных процессов органические вещества разлагаются с образованием подвижных форм хорошо усвояемого азота. Температура в буртах может достигать 50-70 °С. В этих процессах ведущую роль играют бактерии, для которых

источником энергии служат органические соединения. При этом мусор преобразуется в гомогенную гумусированную массу, т.е. в ценные азотные удобрения. При химической и термической переработке мусора на специальных заводах ускоренно получают не только удобрения, но и этиловый спирт из отходов, содержащих, например, целлюлозу. 4. ОБРАБОТКА И ЗАХОРОНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ Современный уровень техники пока не позволяет полностью

утилизировать все образующиеся отходы промышленных производств. В то же время многие неутилизуемые отходы исключительно токсичны и их обезвреживание существующими методами невозможно. По этому даже их захоронение представляет собой серьезную проблему, суть которой состоит в полном исключении возможности проникновения токсичных газов в атмосферный воздух, а фильтратов - в природные воды, о из направлений рационального решения этой проблемы - создание специальных полигонов

захоронения отходов, первый из которых был создан под Ленинградом. Территория, выбранная под полигон, подстилается твердыми и полутвердыми, практически водочными отложениями нижнекембрийских глин мощностью пласта около 70 м, залегающих на сравнительно небольшой глубине от поверхности Земли (до 4 м). Под ними находятся слабоводоносные пески и песчаники мощностью до 20 м. Первоначально под полигон было отведено 50 га.

Эта территория была окружена кольцевым валом из глины и каналом для перехвата стока с поверхности полигона. территория полигона разделена на зоны: имеются отдельные участки для захоронения отходов гальванических производств, органических жидких отходов (кубовые остатки ректификационных колонн, лакокрасочные коды, фенольные воды, а также твердые отходы производства пластмасс, обрезки пленки и др.), особо вредных отходов (соединения ртути, фтора, синильной кислоты и т.п.), а также участок цилиндрических печей для

сжигания горючих отходов и рекуперации тепла. Отходы гальваники предварительно нейтрализуют и упаривают в котлованах глубиной 11 - 12 м, после чего засыпают двухметровым слоем кембрийской глины; органические отходы принимают в котлованы глубиной 1 м, а особо вредные отходы захоранивают в герметичных бетонных или металлических контейнерах. После засыпки котлована глиной сверху наносят плодородный грунт и территорию озеленяют. На полигон поступает в год до 48 тыс. т отходов, в том числе около 50 т - особо токсичных.

Полигон представляет собой крупное современное предприятие, имеет специальную лабораторию для контроля состава поступающих отходов и постоянного отбора проб воды в кольцевых каналах. Порядок захоронения регламентирован специальными правилами. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Современные темпы научно-технического прогресса характеризуются не только позитивными, но и негативными процессами. Резкое возрастание за последнее столетие объемов промышленного и сельскохозяйственного

производства, развитие транспорта, энергетики, химизации, возрастание урбанизации территории и количества населения привели к увеличению пагубного влияния общества на природную среду. Возникла необходимость активной борьбы с загрязнением окружающей среды. Среди негативных последствий все больший размах приобретают отходы как промышленного, военного, так и сельскохозяйственного производства. Во всех случаях важным для промышленных, военных, космических

и сельскохозяйственных объектов, является рациональное использование недр для захоронения токсичных и радиационных отходов, хранения жидких и газоподобных энергоносителей в искусственных хранилищах и т.п. Правильный выбор мест захоронения отходов с отрицательными минимальными последствиями для окружающей среды имеет очень большое значение в социальном, экономическом и политическом плане. Как один из способов, направленных на решение проблемы утилизации и захоронения отходов, предлагается

создание системы оптимального управления потоками отходов на объектах различных видов деятельности. Этот процесс включает наработку нормативно-правовых, административных и экономических механизмов, способствующих достижению цели минимизации пагубного воздействия с учетом социально-экологических факторов. Данные исследования, по оценке и управлению потоками отходов на объектах различных видов деятельности с учетом возникающих экологических проблем, являются одним из наиболее эффективных средств обеспечения

предотвращения загрязнения природной окружающей среды, и, как следствие, состояния здоровья населения. ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Объект размещения отходов - специально оборудованное сооружение, предназначенное для размещения отходов (полигон, шламохранилище, хвостохранилище, отвал горных пород и др.) Полигон по обезвреживанию и захоронению отходов - специализированное предприятие, занимающееся централизованным сбором, транспортировкой, хранением, изменением характеристик и организованным захоронением неиспользуемых

отходов. Полигон, как правило, оборудуется комплексом сооружений в целях предотвращения проникновения хранимых отходов к окружающую среду или их негативного воздействия на окружающую среду. Отходы - остатки сырья, материалов, некондиционные и побочные продукты производства, использованная или потерявшая свои первоначальные потребительские качества готовая продукция потребления, размещаемые в определенных местах по определенным правилам, с последующим обязательным использованием, переработкой

или ликвидацией, захоронением. Согласно (19), в 19997 г. в России ввезено ок.230 тыс. отходов (83,7% - гранулированный шлак и ок.1 млн. автопокрышек); экспорт ок. 194 тыс. т. (преимущественно отходов черных и цветных металлов, медьсодержащие шлаки и др.) Токсичные отходы - отходы, содержащие особо вредные для здоровья человека вещества, а также представляющие опасность для окружающей среды. В государственной статистике в этот раздел не включают вредные вещества

(продукты, соединения), являющиеся готовой продукцией или полуфабрикатами. Согласно (19), к началу 1997 г. в России в различных отраслях промышленности накопилось более 1400 млн. т. Токсичных отходов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Максимов В.Ф Стадницкий Г.В. Введение в специальность: Учебное пособие для вузов Л.: Химия, 1988. 2. Снакин В.В. Экология и охрана природы.

Словарь-справочник. Под ред. академика А.Л. Яншина. М.: Академия, 2000. 3. Стадницкий Г.В Родионов А.И. Экология: Учеб. пособие для химико-технологических вузов М.: Высш. шк 1988.