Биогеохимический цикл азота. Защита атмосферного воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

7

Биогеохимический цикл азота

Безусловно, цикл азота - один из самых сложных и одновременно самых уязвимых круговоротов. Несмотря на большое число участвующих в нем организмов, он обеспечивает быструю циркуляцию азота в различных экосистемах. Как правило, в количественном отношении азот следует за углеродом, вместе с которым он участвует в образовании белковых соединений. Азот, входящий в состав белков и других азотсодержащих соединений, переводится из органической формы в неорганическую в результате деятельности ряда хемотрофных бактерий. Каждый вид бактерий выполняет свою часть работы, окисляя аммоний до нитритов и далее до нитратов. Однако нитраты, доступные для растений, «ускользают» от них в результате деятельности денитрифицирующих бактерий, которые восстанавливают нитраты до молекулярного азота.

Цикл азота характеризуется обширным резервным фондом в атмосфере. Воздух по объему почти на 80% состоит из молекулярного азота (N2) и представляет собой крупнейший резервуар этого элемента. В то же время недостаточное содержание азота в почве часто лимитирует продуктивность отдельных видов растений и всей экосистемы в целом. Все живые организмы нуждаются в азоте, используя его в различных формах для образования белка и нуклеиновых кислот. Но лишь немногие микроорганизмы могут использовать газообразный азот из атмосферы. К счастью, фиксирующие азот микроорганизмы преобразуют молекулярный азот в доступные растениям ионы аммония. Кроме того, в атмосфере постоянно происходит образование нитратов неорганическим путем, но это явление играет лишь вспомогательную роль по сравнению с деятельностью нитрифицирующих организмов.

Осветите опасности ядерных катастроф и радиоактивных загрязнений

азот радиоактивный воздух выброс

В результате взрывов ядерного оружия, прежде всего, изменяются ландшафты и рельеф местности. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение воздуха. С воздушными течениями радиоактивные вещества могут мигрировать на сотни и тысячи километров. Необходимо отметить, что утечка, радиоактивности происходит и при подземных взрывах, а не только при испытания ядерного оружия в атмосфере. Серьезную тревогу вызывает и радиоактивное загрязнение Мирового океана. Это может происходить и при подводных ядерных испытаниях. Огромные массы радиоактивных веществ выпадают с осадками после проведения взрывов.

Экологические оценки последствий радиационных катастроф могут быть сделаны лишь на небольшой период времени и на уровне радиационных поражений населения. Воздействие же на экосистемы и долговременные последствия таких катастроф не могут быть в настоящее время корректно оценены из-за отсутствия, как адекватных радиоэкологических оценок, так и углубленных соответствующих экспериментальных и теоретических исследований по этой проблеме.

Через почву, воздух и воду радиоактивные загрязнения попадают в растения и организм животных и человека. Радиоактивное излучение проникает в клетки, останавливая деление и разрушая их, что приводит к лучевой болезни или даже к мгновенной смерти. Но это наблюдается при больших дозах воздействия, однако, очевидно, наиболее опасны низкие дозы радиации. При этом повреждается наследственный аппарат клетки и в результате могут развиваться лейкозы и злокачественные опухоли, а облучение половых клеток чревато врожденными дефектами у потомства.

Эксперты высказывают мысль о возможной в связи с этим деградации человеческого рода, т.к. будут наблюдаться распад личности, определенная "биологизация" людей при росте агрессивности, стремление к самоуничтожению, абсолютная непредсказуемость их поведения. Это приведет, в конечном счете, к полной деморализации и дегуманизации общества, нарушению всех социальных структур, всеобщему хаосу.

При оценке отдаленных последствий ядерного конфликта необходимо учитывать одно чрезвычайно важное обстоятельство - синергизм, в результате которого неизбежно произойдет тотальное поражение последующих поколений опухолевыми заболеваниями, что, по существу, аналогично эпидемии рака.

Важный, привлекающий всеобщее внимание ЭОФ - радиационные и радиоактивные загрязнения. Основным их источником являются техногенные аварии на ядерных установках. Радиоэкологи предупредили о возможной в результате радиоактивного загрязнения среды глобальной катастрофе: великий круговорот веществ, существующий в природе, из круговорота жизни способен превратиться в круговорот смерти. Взять, к примеру, хотя бы маленькое звено этого круговорота: почва - растение - животное. "Окажись почва пораженной продуктами ядерного распада, - подчеркивают, М.С. Гиляров, Д.А. Криволуцкий, - немедленно станет радиоактивной и трава. Значит, облучатся и домашние животные, для которых она - основной корм. Молоко и мясо животных станут радиоактивными, а значит, и непригодными к употреблению в пищу. Уже известны факты уничтожения сельскохозяйственной продукции, произведенной в регионах вблизи Чернобыльской станции". Японские рыбаки не раз были вынуждены уничтожать свои уловы из-за опасной для жизни человека радиоактивности рыбы, мидий, морской капусты.

В случае попадания радионуклидов в организм человека специалисты говорят уже не о внешнем, а о внутреннем облучении, наиболее опасном, у которого есть свои особенности. Каждый радионуклид ведет себя по-своему, имеет свои точки приложения - наиболее уязвимые органы, ткани или системы организма, называемые "критическими". Например, при поступлении радиоактивного йода в организм около 30% его накапливается в щитовидной железе, которая считается по отношению к нему критическим органом. Целая группа радионуклидов (стронций и др.) концентрируется в костях, где они и откладываются. Цезий распределяется равномерно в мышечной ткани. В настоящее время доказано, что даже незначительное ионизирующее облучение может иметь тяжелые последствия для живых организмов и прежде всего для человека. Так, скрытый генетический вред воздействия радиоактивности может проявиться у людей через 5-15 и даже 20-25 лет и более в массовой эпидемии рака, лейкемии и других болезней, вызывающих смерть или уродства. Причем тяжелые последствия поражения человеческого потомства обнаруживаются не в первом, даже не во втором и третьем, а начиная с четвертого поколения. Свидетельством тому служат жертвы атомных бомбардировок японских городов Хиросимы и Нагасаки, несчастных случаев на атомных электростанциях, многочисленных экспериментов с радиоактивными веществами, проводимых в лабораториях развитых стран мира.

Изложите методы защиты атмосферного воздуха от материальных загрязнений

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.

Естественные источники загрязнений бывают либо распределёнными, например, выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т. п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70-х годах - практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.

Защита атмосферного воздуха - это комплексная проблема, требующая усилий ученых многих специальностей. Наиболее активной формой защиты атмосферного воздуха от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. Это потребует решения целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно - технических достижений. Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать:

совершенствование технологических процессов и разработку нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;

экологическую экспертизу всех видов производства и промышленной продукции;

замену токсичных отходов на нетоксичные;

замену неутилизируемых отходов на утилизируемые;

широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.

В качестве дополнительных средств защиты применяют аппараты и системы для очистки газовых выбросов, сточных вод от примесей; глушители шума при сбросе газов в атмосферу, виброизоляторы технологического оборудования, экраны для защиты от ЭМП и др.

Эти средства защиты постоянно совершенствуются и широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях народного хозяйства.

Дополнительные средства защиты окружающей среды применяют на транспорте и передвижных энергоустановках. Это - глушители, сажеуловители, нейтрализаторы отработавших газов ДВС, глушители шума компрессорных установок и ГТДУ, виброизоляторы рельсового транспорта и т. д.

Размещено на Allbest.ru