Хімічне забруднення середовища промисловістю

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов'язана з навколишнім світом. Але з тих пір як з'явилося високоіндустріальне суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширився обсяг цього втручання, який, власне, загрожує стати глобальною небезпекою для людства. Витрата невідновних видів сировини підвищується, усе більше орних земель вибуває з економіки, так на них будуються міста і заводи. Людині доводиться все більше втручатися в господарство біосфери - тієї частини нашої планети, у якій існує життя. Біосфера Землі в даний час піддається наростаючому антропогенному впливу. При цьому можна виділити декілька найбільш істотних процесів, кожний з яких не поліпшує екологічну ситуацію на планеті.

Найбільш масштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні й аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує і накопичення вуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу буде підсилювати небажану тенденцію у бік підвищення середньорічної температури на планеті. Викликає тривогу в екологів і триваюче забруднення Світового океану нафтою і нафтопродуктами, що досягло вже 1/5 його загальної поверхні. Нафтове забруднення таких розмірів може викликати істотні порушення газо-і водообміну між гідросферою і атмосферою. Не викликає сумнівів і значення хімічного забруднення ґрунту пестицидами і її підвищена кислотність, що веде до розпаду екосистеми. У цілому всі розглянуті фактори, яким можна приписати забруднюючий ефект, роблять помітний вплив на процеси, що відбуваються в біосфері.

1. Хімічне забруднення біосфери

Одним із найважливіших факторів людського існування, безперечно, є атмосфера. Тому почнемо саме з огляду саме цієї складової біосфери.

Людина забруднює атмосферу вже тисячоліттями, проте наслідки вживання вогню, яким він користувався весь цей період, були незначні. Доводилося миритися з тим, що дим заважав диханню і що сажа лягала чорним покривом на стелі і стінах житла. Одержуване тепло було для людини важливіше, ніж чисте повітря і не закопчені стіни печери. Це початкове забруднення повітря не створювало проблеми, тому що люди жили тоді невеликими групами, займаючи невимірно велике недоторкане природне середовище. І навіть значне зосередження людей на порівняно невеликій території, як це було в класичній стародавності, не супроводжувалося ще серйозними наслідками.

Так було аж до початку дев'ятнадцятого століття. Лише за останні сто років розвиток промисловості "обдарував" нас такими виробничими процесами, наслідки яких спочатку людина ще не могла собі уявити. Виникли міста-мільйонери, ріст яких зупинити не можна. Все це результат великих винаходів і завоювань людини.

В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у загальному забрудненні повітря сильно різниться залежно від місця. Зараз загально визнано, що найбільш сильно забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень - теплоелектростанції, які разом з димом викидають у повітря сірчистий і вуглекислий газ; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, які викидають у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, сполуки фосфору, частинки і з'єднання ртуті і миш'яку; хімічні і цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють в повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення осель, роботи транспорту, спалювання і переробки побутових і промислових відходів.

Атмосферні забруднювачі поділяють на первинні, вступники безпосередньо в атмосферу, і вторинні, є результатом перетворення останніх.

Так, сірчистий газ, що надходить в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води і утворює крапельки сірчаної кислоти.

При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворюються кристали сульфату амонію.

Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери, утворюються інші вторинні ознаки.

Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні й хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% щорічно видобувається твердого та рідкого палива. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні:

а) Оксид вуглецю. Виходить при неповному згорянні вуглецевих речовин. У повітря він потрапляє в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами і викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу надходить в атмосферу не менш 250 млн. т. Оксид вуглецю є з'єднанням, активно реагує зі складовими частинами атмосфери і сприяє підвищенню температури на планеті, і створенню парникового ефекту.

б) Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння сірковмістовного палива або переробки сірчистих руд (до 70 млн. т. в рік). Частина сполук сірки виділяється при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах. Тільки в США загальну кількість викинутого в атмосферу сірчистого ангідриду склало 65 відсотків від загальносвітового викиду.

в) Сірчаний ангідрид. Утворюється при окисленні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкислює грунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємств відзначається при низької хмарності й високої вологості повітря.

Листові пластинки рослин, що виростають на відстані менше 1 км. від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні дрібними некротичними плямами, що утворилися в місцях осідання крапель сірчаної кислоти.

Пірометалургійні підприємства кольорової і чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.

г) Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу окремо або разом з іншими сполуками сірки. Основними джерелами викиду є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються повільному окислюванню до сірчаного ангідриду.

д) Оксиди азоту. Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту і нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксиди азоту, що надходять в атмосферу, становить 20 млн. т. в рік.

е) З'єднання фтору. Джерелами забруднення є підприємства з виробництва алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Речовини, які містять фтор, надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук - фтороводню або пилу фториду натрію і кальцію. З'єднання характеризуються токсичним ефектом.

ж) Сполуки хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, виробляють соляну кислоту, пестициди, що містять хлор, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері зустрічаються як домішка молекули хлору і парів соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видом сполук і їхньою концентрацією. У металургійній промисловості при виплавці чавуну й при переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів. Так, у розрахунку на 1 т. передільного чавуну виділяється крім 2,7 кг. сірчистого газу і 4,5 кг. пилових частинок, що визначають кількість з'єднань миш'яку, фосфору, сурми, свинцю, пар ртуті й рідких металів, смоляних речовин і ціаністого водню.

2. Аерозольне забруднення атмосфери

Аерозолі - це тверді або рідкі частинки, що знаходяться в зваженому стані в повітрі.

Тверді компоненти аерозолів у ряді випадків особливо небезпечні для організмів, а в людей викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення сприймаються у вигляді диму, туману, імли або серпанку. Значна частина аерозолів утворюється в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяною парою. Середній розмір аерозольних часток становить 1-5 напівтемний. В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 куб. км. пилоподібних часток штучного походження. Велика кількість пилових частинок утворюється також в ході виробничої діяльності людей.

Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові і сажеві заводи. Аерозольні частинки від цих джерел відрізняються більшою розмаїтістю хімічного складу. Найчастіше в їхньому складі виявляються сполуки кремнію, кальцію і вуглецю, рідше - оксиди металів: заліза, магнію, марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, сурми, вісмуту, селену, миш'яку, берилію, кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також азбест. Ще більша розмаїтість властива органічному пилу, що включає аліфатичні й ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вона утворюється при спалюванні залишкових нафтопродуктів, у процесі піролізу на нафтопереробних, нафтохімічних і інших подібних підприємствах. Постійними джерелами аерозольного забруднення є промислові відвали - штучні насипи з перевідкладеного матеріалу, переважно розкривних порід, утворених при видобутку корисних копалин або ж з відходів підприємств переробної промисловості, ТЕС. Джерелом пилу й отруйних газів служать масові вибухові роботи. Так, в результаті одного середнього по масі вибуху (250-300 тонн вибухових речовин) в атмосферу викидається близько 2 тис. куб. м. умовного оксиду вуглецю і більше 150 т. пилу. Виробництво цементу та інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв - подрібнення і хімічна обробка шихт, напівфабрикатів і одержуваних продуктів у потоках гарячих газів завжди супроводжується викидами пилу й інших шкідливих речовин в атмосферу. До атмосферних забруднювачів відносяться вуглеводні - насичені і ненасичені, що включають від 1 до 13 атомів вуглецю. Вони піддаються різним перетворенням, окислюванню, полімеризації, взаємодіючи з іншими атмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. У результаті цих реакцій утворюються сполуки перекису, вільні радикали, сполуки вуглеводнів з оксидами азоту й сірки часто у вигляді аерозольних частинок. При деяких погодних умовах можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок у приземному шарі повітря. Зазвичай це відбувається в тих випадках, коли в шарі повітря безпосередньо над джерелами газопилової емісії існує інверсія - розташування шару більш холодного повітря під теплим, що перешкоджає повітряних мас і затримує перенесення домішок вгору. У результаті шкідливі викиди зосереджуються під шаром інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однією з причин утворення раніше невідомого в природі фотохімічного туману.

Фотохімічний туман (зміг) Фотохімічний туман являє собою багатокомпонентну суміш газів і аерозольних частинок первинного і вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту і сірки, численні органічні сполуки перекісної природи, звані в сукупності фотооксиданти. Фотохімічний смог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і затишності або дуже слабкого обміну повітря в приземному шарі при потужній і протягом не менш доби підвищеної інверсії. Стійка безвітряна погода, що зазвичай супроводжується інверсіями, необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин. Такі умови створюються частіше в червні-вересні і рідше взимку. При тривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплення молекул діоксиду азоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню. Атомарний кисень з молекулярною киснем дають озон. Здавалося б, останній, окислюючи оксид азоту, повинен знову перетворюються в молекулярний кисень, а оксид азоту - в діоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефінами вихлопних газів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку і утворюють осколки молекул і надлишок озону. В результаті нові маси діоксиду азоту розчіплюються і дають додаткові кількості озону. Виникає циклічна реакція, у результаті якої в атмосфері поступово накопичується озон. Цей процес в нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні перекиси, які в сумі і утворюють характерні для фотохімічного туману оксиданти. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, що відрізняються особливою реакційною здатністю. Такі смоги - нерідке явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи й Америки. За своїм фізіологічному впливом на організм людини вони вкрай небезпечні для дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

3. Проблема контролювання викиду в атмосферу забруднюючих речовин промисловими підприємствами (ГДК)

Пріоритет в області розробки гранично допустимих концентрацій у повітрі належить СРСР. ГДК - такі концентрації, які на людину і її потомство прямого або непрямого впливу, не погіршують їх працездатності, самопочуття, а також санітарно-побутових умов життя людей. Узагальнення всієї інформації з ГДК, одержуваної усіма відомствами, здійснюється в ГГО - Головній Геофізичної Обсерваторії. Щоб за результатами спостережень визначити значення повітря, виміряні значення концентрацій порівнюють з максимальної разової гранично допустимою концентрацією і визначають число випадків, коли були перевищені ГДК, а також у скільки разів найбільше значення було вище ГДК. Середнє значення концентрації за місяць або за рік порівнюється з ГДК тривалої дії - середньостійкій ГДК. Стан забруднення повітря декількома речовинами, спостережувані в атмосфері міста, оцінюється за допомогою комплексного показника - індексу забруднення атмосфери (ІЗА). Для цього нормовані на відповідне значення ГДК і середні концентрації різних речовин за допомогою нескладних розрахунків приводять до величини концентрацій сірчистого ангідриду, а потім підсумовують. Максимальні разові концентрації основних забруднюючих речовин були найбільшими в Норильську (оксиди азоту та сірки), Фрунзе (пил), Омську (чадний газ). Ступінь забруднення повітря основними забруднюючими речовинами знаходиться в прямій залежності від промислового розвитку міста. Найбільші максимальні концентрації характерні для міст з чисельністю населення понад 500 тис. жителів. Забруднення повітря специфічними речовинами залежить від виду промисловості, розвинутої у місті. Якщо у великому місті розміщені підприємства декількох галузей промисловості, то створюється дуже високий рівень забруднення повітря, однак проблема зниження викидів багатьох специфічних речовин дотепер залишається невирішеною.

4. Хімічне забруднення природних вод

Усяка водойма або водне джерело пов'язане з навколишньою його зовнішнім середовищем.

На нього впливають умови формування поверхневого або підземного водного стоку, різноманітні природні явища, індустрія, промислове і комунальне будівництво, транспорт, господарська й побутова діяльність людини. Наслідком цих впливів є привнесення у водне середовище нових, невластивих їй речовин - забруднювачів, що погіршують якість води. Забруднення, що надходять у водне середовище, класифікують по різному, залежно від підходів, критеріїв і завдань. Так, звичайно виділяють хімічне, фізичне й біологічне забруднення. Хімічне забруднення являє собою зміну природних хімічних властивостей вода за рахунок збільшення вмісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частки), так і органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні залишки, поверхнево-активні речовини, пестициди).

Неорганічне забруднення Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість з них потрапляє у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюзі більше високоорганізованим організмам.

До небезпечних заразливий водного середовища можна віднести неорганічні кислоти і підстави, що обумовлюють широкий діапазон рн промислових стоків (1,0 - 11,0) і здатних змінювати рн водного середовища до значень 5,0 або вище 8,0, тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі рН 5,0 - 8,5. Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами і біогенними елементами варто згадати підприємства харчової промисловості й сільське господарство. Зі зрошуваних земель щорічно вимивається близько 6 млн.т. солей. До 2000 року можливе збільшення їхньої маси до 12 млн.т. / Рік. Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах у берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських екосистем, придушуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, зазвичай нагромаджуються в донних відкладеннях заток або естуаріях рік. Подальша її міграція супроводжується накопиченням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів. Так, сумну популярність придбала хворобу Мінамата, вперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Мінамата, у який безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю.

Органічне забруднення. Серед внесених в океан з суші розчинних речовин, велике значення для мешканців водного середовища мають не тільки мінеральні, біогенні елементи, але й органічні залишки. Винесення в океан органічної речовини оцінюється в 300 - 380 млн. т. / рік. Стічні води, що містять суспензії органічного походження або розчинена органічна речовина, пагубно впливають на стан водойм. Осідаючи, суспензії заливають дно і затримують розвиток або повністю припиняють життєдіяльність даних мікроорганізмів, що беруть участь в процесі самоочищення вод. При гнитті даних опадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, такі як сірководень, які призводять до забруднення всієї води в річці. Наявність суспензій утрудняють також проникнення світла в глиб води й сповільнює процеси фотосинтезу. Однією з основних санітарних вимог, що пред'являються до якості води, є вміст у ній необхідної кількості кисню. Шкідлива дія роблять всі забруднення, які так чи інакше сприяють зниженню вмісту кисню у воді. Поверхнево-активні речовини - жири, масла, мастильні матеріали - утворюють на поверхні води плівку, яка перешкоджає газообміну між водою й атмосферою, що знижує ступінь насиченості води киснем. Значний обсяг органічних речовин, більшість з яких не властива природним водам, скидається в ріки разом із промисловими і побутовими стоками. Наростання забруднення водойм і водостоків спостерігається у всіх промислових країнах.

У зв'язку зі швидкими темпами урбанізації й трохи уповільненим будівництвом очисних споруд або їх незадовільною експлуатацією водні басейни і грунт забруднюються побутовими відходами. Особливо відчутне забруднення у водоймах з уповільненою течією або непроточних (водосховища, озера). Розкладаючись у водному середовищі, органічні відходи можуть стати середовищем для патогенних організмів. Вода, забруднена органічними відходами, стає практично непридатною для пиття й інших потреб. Побутові відходи небезпечні не тільки тим, що є джерелом деяких хвороб людини (черевний тиф, дизентерія, холера), але й тим, що вимагають для свого розкладання багато кисню. Якщо побутові стічні води надходять у водойму в дуже великих кількостях, то вміст розчинного кисню може понизиться нижче рівня, необхідного для життя морських і прісноводних організмів.

5. Проблема забруднення Світового океану (на прикладі ряду органічних сполук)

Нафта і нафтопродукти.

Нафта являє собою в'язку маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і володіє слабкої флуорисценцией. Нафта складається переважно з насичених аліфвтичні та гідроароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%) - підрозділяються на 4 класи:

а) Парафіни (алкени). - (До 90% від загального складу) - стійкі речовини, молекули яких виражені прямою й розгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Легкі парафіни мають максимальну летючість і розчинність у воді.

б) Ціклопарафіни. - (30 - 60% від загального складу) насичені циклічні сполуки з 5-6 атомами вуглецю в кільці. Крім циклопентану й циклогексану в нафті зустрічаються біциклічні і поліциклічні сполуки цієї групи. Ці сполуки дуже стійкі й погано піддаються біорозкладу.

в) Ароматичні вуглеводні. - (20 - 40% від загального складу) - ненасичені циклічні сполуки ряду бензолу, що містять у кільці на 6 атомів вуглецю менше, ніж циклопарафіни. У нафті присутні летучі сполуки з молекулою у вигляді одинарного кільця (бензол, толуол, ксилол), потім біциклічні (нафталін), напівциклічні (пірен).

г) Олефіни (алкени). - (До 10% від загального складу) - ненасичені нециклічні сполуки з одним або двома атомами водню у кожного атома вуглецю в молекулі, що має пряму або розгалужений ланцюг.

Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами у Світовому океані. До початку 80-их років в океан щорічно надходило близько 6 млн. т. нафти, що становило 0,23% світового видобутку. Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, злив за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це обумовлює присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів. У період за 1962-79 роки в результаті аварій у морське середовище надійшло близько 2 млн. т. нафти. За останні 30 років, починаючи з 1964 року, створено близько 2000 свердловин у Світовому океані, з них тільки в Північному морі 1000 і 350 промислових свердловин обладнано. За незначних витоків щорічно губиться 0,1 млн. т. нафти. Великі маси нафти надходять у моря по ріках, з побутовими й зливовими стоками. Обсяг забруднень із цього джерела становить 2,0 млн. т. / Рік. З стоками промисловості щороку потрапляє 0,5 млн. т. нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафта спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності.

Нафтова плівка змінює склад спектру й інтенсивність проникнення у воду світла. Пропущення світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-10% (280 нм), 60-70% (400 нм). Плівка товщиною 30-40 мкм повністю поглинає інфрачервоне випромінювання. Змішуючись із водою, нафта утворює емульсію двох типів: пряму "нафту у воді" і зворотну "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 мкм, менш стійкі й характерні для нафт, що містять поверхнево-активні речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворює в'язкі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися течією, викидатися на берег і осідати на дно.

Пестициди становлять групу штучно створених речовин, використовуваних для боротьби зі шкідниками і хворобами рослин. Пестициди діляться на наступні групи: інсектициди - для боротьби зі шкідливими комахами, фунгіциди й бактерициди - для боротьби з бактеріальними хворобами рослин, гербіциди - проти бур'янистих рослин. Встановлено, що пестициди знищуючи шкідників, завдають шкоди багатьом корисним організмам і підривають здоров'я біоценозів. У сільському господарстві давно вже стоїть проблема переходу від хімічних (забруднюючих середовище) до біологічних (екологічно чистих) методів боротьби зі шкідниками. В даний час більше 5 млн.т. пестицидів надходить на світовий ринок. Близько 1,5 млн.т. цих речовин уже ввійшло до складу наземних і морських екосистем золовим і водним шляхом. Промислове виробництво пестицидів супроводжується появою великої кількості побічних продуктів, що забруднюють стічні води. У водному середовищі частіше інших зустрічаються представники інсектицидів, фунгецидов і гербіцидів. Синтезовані інсектициди поділяються на три основні групи: хлороорганічні, фосфорорганічні та карбонати. Хлороорганічні інсектициди одержують шляхом хлорування ароматичних і гетероциклічних рідких вуглеводнів. До них відносяться ДДТ і його похідні, в молекулах яких стійкість аліфатичних і ароматичних груп у спільній присутності зростає, різноманітні хлоровані похідні хлородиєну (елдрин). Ці речовини мають період напіврозпаду до декількох десятків років і дуже стійкі до біодеградації. У водному середовищі часто зустрічаються поліхлорбіфеніли - похідні ДДТ без аліфатичної частини, що нараховують 210 гомологів та ізомерів. За останні 40 років використано більш 1,2 млн.т. поліхлорбіфенілів у виробництві пластмас, барвників, трансформаторів, конденсаторів. Поліхлорбіфеніли (ПХБ) попадають у навколишнє середовище в результаті скидань промислових стічних вод і спалювання твердих відходах на смітниках. Останнє джерело поставляє ПХБ в атмосферу, звідки вони з атмосферними опадами випадають в усі районах Земної кулі. Так у пробах снігу, узятих в Антарктиді, вміст ПХБ склало 0,03 -. 1,2 кг / л.

Синтетичні поверхнево-активні речовини. Детергенти (СПАР) належать до великої групи речовин, що знижують поверхневий натяг води. Вони входять до складу синтетичних миючих засобів (СМС), широко використовуваних у побуті і промисловості. Разом зі стічними водами СПАР потрапляють у материкові води й морське середовище. СМС містять поліфосфати натрію, у яких растворкни детергенти, а також ряд додаткових інгредієнтів, токсичних для водних організмів: ароматизуючі речовини, відбілюючі реагенти (персульфати, перборати), кальцинована сода, карбоксиметилцелюлоза, силікати натрію. Залежно від природи й структури гідрофільної частини молекули СПАР поділяються на аніоноактивні, катіоноактивні, амфотерні й неіоногенні. Останні не утворюють іонів у воді. Найбільш поширеними серед СПАР є аніоноактівние речовини. На їх частку припадає більше 50% всіх вироблених у світі СПАР. Присутність СПАР в стічних водах промисловості пов'язане з використанням їх у таких процесах, як флотаційне збагачення руд, поділ продуктовхіміческіх технологій, отримання полімерів, поліпшення умов буріння нафтових і газових свердловин, боротьба з корозією устаткування. У сільському господарстві СПАР застосовується в складі пестицидів.

Сполуки з канцерогенними властивостями. Канцерогенні речовини - це хімічно однорідні сполуки, що проявляють активність, що трансформує і здатність викликати канцерогенні, тератогенні (порушення процесів ембріонального розвитку) або мутагенні зміни в організмах. Залежно від умов впливу вони можуть призводити до інгібування росту, прискорення старіння, порушення індивідуального розвитку і зміни генофонду організмів. До речовин, що володіють канцерогенними властивостями, відносяться хлоровані аліфатичні вуглеводні, вінілхлорид, і особливо, поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ). Максимальна кількість ПАУ в сучасних даних опадах Світового океану (більше 100 мкг / км маси сухої речовини) виявлено у тентонически активних зонах, схильним до глибинного термічного впливу. Основні антропогенні джерела ПАУ в навколишньому середовищі - це піроліз органічних речовин при спалюванні різних матеріалів, деревини й палива.

Важкі метали. Важкі метали (ртуть, свинець, кадмій, цинк, мідь, миш'як,) відносяться до числа розповсюджених і досить токсичних забруднюючих речовин. Вони широко застосовуються в різних пропромислових виробництвах, тому, незважаючи на очисні заходи, вміст сполуки важких металів у промислових стічних водах досить високе. Великі маси цих сполук надходять в океан через атмосферу. Для морських біоценозів найбільш небезпечні ртуть, свинець і кадмій. Ртуть переноситься в океан з материковим стоком і через атмосферу. При вивітрюванні осадових і вивержених порід щорічно виділяється 3,5 тис.т. ртуті. У складі атмосферного пилу втримується близько 12 тис.т. ртуті, причому значна частина - антропогенного виникнення. Близько половини річного промислового виробництва цього металу (910 тис.т. / Рік) різними шляхами попадає в океан. У районах, що забруднюються промисловими водами, концентрація ртуті в розчині й суспензіях сильно підвищується. При цьому деякі бактерії переводять хлориди у високотоксичну метилртуть. Зараження морепродуктів неодноразово приводило до ртутного отруєння прибережного населення. До 1977 року налічувалося 2800 жертв хвороби Міномата, причиною якої послужили відходи підприємств з виробництва хлорвінілу й ацетальдегіду, на яких як каталізатор використовувалася хлориста ртуть. Недостатньо очищені стічні води підприємств надходили в затоку Мінамата. Свиней - типовий розсіяний елемент, що міститься у всіх компонентах навколишнього середовища: у гірських породах, ґрунтах, природних водах, атмосфері, живих організмах. Нарешті, свиней активно розсіюється в навколишнє середовище в процесі господарської діяльності людини. Це викиди з промисловими і побутовими стоками, з димом і пилом промислових підприємств, з вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. Міграційний потік свинцю з континенту в океан йде не тільки з річковими стоками, але і через атмосферу. З континентальним пилом океан отримує (20-30) * 10 3 т. свинцю в рік.

Скидання відходів у море із цілю поховання (дампінг). Багато країн, що мають вихід до моря, роблять морське поховання різних матеріалів і речовин, зокрема ґрунту, вийнятого при днопоглиблювальних роботах, бурового шлаку, відходів промисловості, будівельного сміття, твердих відходів, вибухових і хімічних речовин, радіоактивних відходів.

Обсяг поховань склав близько 10% від всієї маси забруднюючих речовин, що надходять у Світовий океан. Підставою для дампінгу в море служить можливість морського середовища до переробки великої кількості органічних і неорганічних речовин без особливого збитку води. Однак ця здатність не безмежна. Тому дампінг розглядається як вимушений захід, тимчасова данина суспільства недосконалості технології. У шлаках промислових виробництв присутні різноманітні органічні речовини й сполуки важких металів. Побутове сміття в середньому містить (на масу сухої речовини) 32-40% органічних речовин; 0,56% азоту, 0,44% фосфору; 0155% цинку; 0085% свинцю, 0,001% ртуті, 0,001% кадмію. Під час скидання проходженні матеріалу крізь стовп води, частина забруднюючих речовин переходить у розчин, змінюючи якість води, інша сорбується частками суспензії й переходить у донні відкладення. Одночасно підвищується мутність води. Наявність органічних речовин часто призводить до швидкої витрати кисню у воді й не їдко до його повного зникнення, розчинення суспензій, нагромадженню металів у розчиненої формі, появі сірководню. Присутність великого кількості органічних речовин створює в ґрунтах стійке відновлюване середовище, у якому виникає особливий тип мулових вод, що містять сірководень, аміак, іони металів. Впливу що скидалися матеріалів різного рівня піддаються організми бентосу й ін.. У випадку утворення поверхневих плівок, що містять нафтові вуглеводні й СПАР, порушується газообмін на межі повітря - вода. Забруднюючі речовини, що надходять у розчин, можуть акумулюватися в тканинах і органах гідробіонтів і впливати на них. Скидання матеріалів дампинга на дно і тривала підвищена мутність води призводить до загибелі від задухи малорухомі форми бентосу. У риб, що вижили, молюсків і ракоподібних скорочується швидкість росту за рахунок погіршення умов харчування й дихання. Нерідко змінюється видовий склад даного співтовариства. ПЗМ організації системи контролю за скидами відходів у море вирішальне значення має визначення районів дампинга, визначення динаміки забруднення морської води і донних відкладень. Для виявлення можливих обсягів скидання в море необхідно проводити розрахунки всіх забруднюючих речовин у складі матеріального скидання.

Теплове забруднення. Теплове забруднення поверхні водойм і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями і деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках спричиняється підвищення температури води у водоймах на 6-8 градусів Цельсія. Площа плям нагрітих вод у прибережних районах може досягати 30 кв.км. Більш стійка температурна стратифікація перешкоджає водообміну поверхневих і донних шаром. Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки з ростом температури підсилюється активність аеробних бактерій, що розкладають органічну речовину. Підсилюється видова розмаїтість фітопланктону й всієї флори водоростей.

На підставі узагальнення матеріалу можна зробити висновок, що ефекти антропогенного впливу на водне середовище проявляються на індивідуальному і популяційно-биоценотическом рівнях, і тривала дія забруднюючих речовин приводить до спрощення екосистеми.

6. Забруднення ґрунту

Ґрунтовий покрив Землі являє собою найважливіший компонент біосфери Землі. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері.

Найважливіше значення ґрунтів складається в акумулюванні органічної речовини, різних хімічних елементів, а також енергії. Ґрунтовий покрив виконує функції біологічного поглинача, руйнівника і нейтралізатора різних забруднень. Якщо ця ланка біосфери буде зруйновано, то сформоване функціонування біосфери безповоротно порушиться. Саме тому надзвичайно важливе вивчення глобального біохімічного значення ґрунтового покриву, його сучасного стану й зміни під впливом антропогенної діяльності. Одним з видів антропогенного впливу є забруднення пестицидами.

Пестициди як забруднюючий фактор. Відкриття пестицидів - хімічних засобів захисту рослин і тварин від різних шкідників і хвороб - одне з найважливіших досягнень сучасної науки. Сьогодні у світі на 1 га. наноситься 300 кг. хімічних засобів. Однак у результаті тривалого застосування пестицидів у сільському господарстві медицині (боротьба з переносниками хвороб) майже повсюдно відрізняється зниження з ефективності внаслідок розвитку резистентних шкідників і поширенню "нових" шкідливих організмів, природні вороги і конкуренти яких були знищені пестицидами. У той же час дія пестицидів стало виявлятися в глобальних масштабах. З величезної кількості комах шкідливими є лише 0,3% чи 5 тис. видів. У 250-ти видів виявлена резистентність до пестицидів. Це посилюється явищем перехресної резистенції, що полягає в тому, що підвищена стійкість до дії одного препарату супроводжується стійкістю до з'єднань інших класів. З загальнобіологічних позицій резистентність можна розглядати як зміну популяцій у результаті переходу від чутливого штаму до стійкого штаму того ж виду внаслідок добору, викликаного пестицидами. Це явище пов'язане з генетичними, фізіологічними і біохімічними перебудовами організмів. Непомірне застосування пестицидів (гербіцидів, інсектицидів, дефоліантів) негативно впливає на якість ґрунту. У зв'язку з цим посилено вивчається доля пестицидів у ґрунтах і можливості й можливості їх знешкоджувати хімічними й біологічними способами. Дуже важливо створювати й застосовувати тільки препарати з невеликою тривалістю життя, вимірюваної тижнями або місяцями. У цій справі вже досягнуті певні успіхи й впроваджуються препарати з великою швидкістю деструкції, однак проблема в цілому ще не вирішена.

Кислі атмосферні випади на сушу. Одна з найгостріших глобальних проблем сучасності і недалекого майбутнього - це проблема зростаючої кислотності атмосферних опадів і ґрунтового покриву. Райони кислих ґрунтів не знають посух, але їхня природна родючість знижена й нестійка; вони швидко виснажуються й урожаї на них низькі. Кислотні дощі викликають не тільки підкислення поверхневих вод і верхніх горизонтів ґрунтів. Кислотність зі спадними потоками води поширюється на весь ґрунтовий профіль і викликає значне підкислення ґрунтових вод. Кислотні дощі виникають у результаті господарської діяльності людини, що супроводжується емісією колосальних кількостей оксиду сірки, азоту, вуглецю. Ці оксиди, надходячи в атмосферу переносяться на великі відстані, взаємодіють з водою і перетворюються на розчини суміші сірчистої, сірчаної, азотистої, азотної і вугільної кислот, які випадають у вигляді "кислих дощів" на сушу, взаємодіючи з рослинами, ґрунтами, водами. Головними джерелами в атмосфері є спалювання сланців, нафти, вугілля, газу в індустрії, у сільському господарстві, в побуті. Господарська діяльність людини майже вдвічі збільшила надходження в атмосферу оксиду сірки, азоту, сірководню й оксиду вуглецю. Природно, що це позначилося на підвищенні кислотності атмосферних опадів, наземних і ґрунтових вод. Для вирішення цієї проблеми необхідно збільшити обсяг систематичних представницьких вимірів сполук забруднюючих атмосферу речовин на великих територіях.

Висновок

пірогенний екологічний кислотність забруднюючий

Охорона природи - завдання нашого століття, проблема, що стала соціальної. Знову і знову ми чуємо про небезпеку, що загрожує навколишньому середовищі, але до цих пір багато хто з нас вважають їх неприємним, але неминучим породженням цивілізації і думають, що ми ще встигнемо справиться з усіма утрудненнями. Однак, вплив людини на навколишнє середовище прийняло загрозливі масштаби. Щоб у корені поліпшити положення, знадобляться цілеспрямовані і продумані дії. Відповідальна і діюча політика стосовно навколишнього середовища буде можлива лише в тому випадку, якщо ми назбираємо надійні дані про сучасний стан середовища, обґрунтовані знання про взаємодію важливих екологічних факторів, якщо розробить нові методи зменшення і запобігання шкоди, що завдається Природі Людиною.

Література

1. Горшков С.П. «Екзодинамічні процеси освоєних територій» - М: Недра, 1982.

2. Григор'єв А.А. «Міста і навколишнє середу. Космічні дослідження.» - М: Думка, 1982.

3. Нікітін Д.П., Новиков Ю.В. «Довкілля і людина.» - М: 1986.

4. Одум Ю. «Основи екології.» - М:. Мир, 1975.

5. Радзевіч М.М., Пашканг К.В. «Охорона і перетворення природи.» - М: Освіта, 1986.

Размещено на Allbest.ru