1. Основные виды загрязнений природной среды
 Скачать 456.04 Kb.
|
|
2 Содержание Введение…………………………………………………………………………...3 1. Основные виды загрязнений природной среды………………………….4 1.1. Загрязнение атмосферного воздуха………………………………...4 1.2. Загрязнение вод……………………………………………………...5 1.3. Загрязнение почвы…………………………………………………..7 2. Возможности самоочищения атмосферы……………………………….10 3. Возможности самоочищения водоемов…………………………………12 4. Возможности самоочищения почвы…………………………………….15 5. Этапы самовосстановления нефтезагрязненных почв…………………16 6. Экологическая экспертиза……………………………………………….18 7. Общие рекомендации по организации экологического мониторинга на месторождении……………………………………………………………20 8. Контроль за гидросферой………………………………………………...28 9. Контроль за составом загрязняющих веществ в воздушной среде……30 10. Мониторинг почвенного покрова………………………………………..32 Заключение……………………………………………………………………….36 Список использованной литературы…………………………………………...37 3 Введение Окружающая природная среда - это природные условия, которые окружают живые организмы, способствуя или препятствуя их развитию. Среда обитания может прямо или косвенно влиять на них, от нее же они получают все необходимое для поддержания жизни. В окружающую среду организмы выделяют продукты обмена веществ, которые затем, в свою очередь, принимают участие в природных процессах. Она состоит из различных элементов живой и неживой природы, а также тех, которые созданы человеком в процессе его деятельности. Эти элементы по-разному оказывают воздействие на организмы, могут вредить либо оказывать нейтральное воздействие, некоторые же им необходимы. В зависимости от этого существует множество классификаций экологических факторов. 4 1. Основные виды загрязнений природной среды 1.1. Загрязнение атмосферного воздуха Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха. По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие). Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека диоксид серы (SO 2 ), оксиды азота (NOX), оксид углерода (CO) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований других вредных веществ, среди которых отмечены формальдегид, фтористый водород, соединения 5 свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и другие. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России. Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, «остров тепла» в городах, потепление водоемов и т. п. 1.2. Загрязнение вод Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Главные загрязнители вод. Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение вод. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной. Основные виды загрязнения. Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение вод. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение. Химическое загрязнение наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. Оно может быть органическим и неорганическим, токсичным и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами 6 пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более. Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер. Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций- 90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.). Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод. Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов сероводорода, метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения. Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 7 4) утечки нефти и нефтепродуктов. Следует иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Как подчеркивает В. М. Гольдберг (1988), круговорот загрязняющих веществ в системе поверхностных и подземных вод предопределяет единство природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разрывать. В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной среды будут неэффективными. 1.3. Загрязнение почвы Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных лишь в течение двух трех суток. Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) нефть и нефтепродукты. В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. 8 Достоверно установлено, что при применении пестицидов, наряду с некоторым увеличением урожайности, отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. Общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. В последнее время выявлен один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное употребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв. К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известно, ограничена. 9 Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами. Причины загрязнения аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150-250 раз. Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами, которые могут проникать в организм человека следующим образом (Розанов,1984): во-первых, через цепь человек - почва - человек. Патогенные организмы выделяются зараженным человеком и через почву передаются другому либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Таким способом человек может заболеть холерой, бациллярной дизентерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты; во-вторых, через цепь животные - почва - человек. Существует ряд заболеваний животных, которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных; в-третьих, через цепь почва - человек, когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.). 10 2. Возможности самоочищения атмосферы Самоочищение окружающей природной среды — это способность природы к самостоятельному очищению от загрязняющих техногенных, антропогенных и др. веществ. Самоочищение природной среды происходит непрерывно в связи с круговоротом веществ в природе. Установлено, что некоторые высшие растения и микрооганизмы активно очищают среду от загрязняющих веществ. Самоочищение атмосферы — это частичное или полное восстановление состава атмосферы вследствие удаления вредных примесей получаемых при разработке нефтяного (газового) месторождения. Рассеивающая способность атмосферы зависит от её вертикального распределения. Когда источник загрязнения атмосферы располагается ниже слоя инверсии (задерживающего слоя), основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли (подготовка нефти, скважины, ГЗУ) на высоте 200-250 м от поверхности. Это возможно при относительно высоком повышении температуры, влажности, безветрии т.е. образование смога в летний период, в т.ч. и за счёт повышенного испарения углеводородов. В зимний период при температуре минус 20 и ниже (-30) °C, когда формируется изморозь, образуются гидрометеориты типа крупки или слабого снега и возникает способность атмосферы значительно очищать воздух от промышленных выбросов. Ветер способствует переносу и рассеиванию примесей, т.к. возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоёв. Неустойчивость направлений ветра способствует усилению рассеивания и уменьшению концентрации в приземном слое. Природный потенциал самоочищения атмосферы во многом обусловлен такими природно-климатических условиями, как особенности подстилающей поверхности (растительность, рельеф), температурный режим, количество выпадающих осадков, циркуляционные процессы в атмосфере и др. Очень сильное влияние на самоочищение воздуха оказывают циркуляционные процессы в атмосфере. Например: господствующие в 11 условиях антициклональной погоды нисходящие потоки воздуха приводят к накоплению загрязняющих веществ в приземных слоях атмосферы. Поэтому при одинаковом количестве поступающих веществ загрязнение воздушной среды будет значительно больше (соответственно, потенциал самоочищения ниже) в районах с преимущественно антициклональным режимом погоды и меньше там, где преобладает циклоническая деятельность. По этой причине атмосферные загрязнения особенно опасны в межгорных котловинах Восточной Сибири. В частности, сверхвысокая концентрация промышленности в условиях замкнутости котловинного рельефа при характерном антициклональном типе погоды создала здесь особо тяжелые условия для жизни населения. Среди загрязнителей атмосферы Земли главным компонентом являются углеводороды – продукты сжигаемого на планете топлива. А способов самоочищения у нее 3, два из которых относительно непосредственны. В одном случае атмосферные примеси собираются на каплях воды из облаков и затем выливаются в виде дождя, в другом – молекулы атмосферных углеводородов распадаются под воздействием солнечного света. Третий путь – в химическом разрушении вредных веществ. 12 3. Возможности самоочищения водоемов Самоочищение представляет совокупность процессов, в основном биохимического порядка, в итоге ведущих к восстановлению природных свойств водоема. При самоочищении в водоемах протекают процессы смешения, осаждения, распада и превращения веществ, загрязняющих водоемы. Наблюдается уменьшение концентрации загрязнения, иногда до полной его ликвидации, происходит восстановление первоначального химического состава воды, соответственно существовавшему ранее равновесию. О естественном самоочищении можно судить в том случае, если тот или иной вид загрязнения разрушается до простых соединений и тем самым вступает в общий круговорот веществ и энергии. Поэтому самоочищение можно рассматривать как часть общеприродного процесса круговорота вещества и передачи энергии. В целом, самоочищение – это совокупность всех природных процессов, направленных на восстановление первоначальных свойств и состава воды. В самоочищении участвует весь комплекс физических, химических и биологических процессов, происходящих в водоеме. Из физических факторов существенную роль в самоочищении вод играет седиментация – осаждение нерастворенных взвешенных веществ, при этом на скорость осаждения веществ влияют скорость течений и перемешивание воды. Из химических факторов основное значение имеет окисление растворенных органических веществ кислородом, содержащимся в воде. Указанные факторы тесно связаны с биологическими процессами. Биологическому фактору принадлежит ведущая роль в самоочищении водоемов. Биологическое самоочищение может идти как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Анаэробная фаза самоочищения характеризуется образованием промежуточных продуктов из разлагающегося органического 13 материала за счет жизнедеятельности бактерий и некоторых простейших. В аэробных условиях в разложении органического вещества участвует очень много гидробионтов различных групп. Прежде всего – это инфузории, коловратки, водоросли и др. Способность к самоочищению водного объекта зависит от ин- тенсивности протекания в нем гидродинамических, биохимических, химических и физических процессов. Каждый водный объект имеет свой предел самоочищения. При этом имеет значение общий объем воды в нем, интенсивность водообмена, степень динамического перемешивания вод, их температура, мощность слоя конвекционного перемешивания и другие факторы. Обычно решающее значение в снижении в воде концентрации загрязняющих веществ принадлежит гидродинамическим процессам разбавления, главную роль в которых играет диффузно-турбулентное перемешивание водных масс. Когда объем воды в водоеме невелик или расход воды в потоке недостаточен, чтобы разбавить загрязнение до неопасных концентраций, самоочищение затрудняется. В таких случаях при стационарном сбросе загрязнений будет происходить даже увеличение концентрации загрязняющих веществ. Самоочищению в природных условиях способствуют неустойчивость большинства компонентов загрязнений в водной среде, антагонизм между существующей и внесенной микрофлорой, а также гидрометеорологические, биологические и другие факторы. Например, нефть и нефтепродукты в водоеме подвергаются механическим и физическим превращениям под воздействием ветра, волнения и солнечной радиации. Частично они оседают на берегах, водной растительности, обволакивают взвешенные частицы и вместе с ними оседают на дно, частично испаряются (испаряются наиболее легкие фракции, придающие воде специфический запах), подвергаются биохимическому и микробиологическому распаду. Реакция идет по следующей схеме: углеводород + молекулярный кислород = углекислота + вода. Бактерии при этом играют роль катализаторов. Распад нефтепродуктов 14 в результате биохимического окисления происходит чрезвычайно медленно: 1 мг нефти потребляет за 8 дней всего 10—16% кислорода, теоретически потребного для полного окисления. Следовательно, полное биохимическое окисление нефти завершается примерно через 50—80 дней, в пять — восемь раз медленнее, чем окисление органического вещества, содержащегося в бытовых сточных водах. В прибрежных, наиболее прогреваемых районах процессы биохимического и микробиологического разложения нефти происходят более интенсивно. В морях и озерах с удалением от берега и по мере увеличения глубины температура воды понижается и процессы биологического окисления замедляются. Поэтому пленка нефти на поверхности открытых участков озер, морей и океанов сохраняется более устойчиво, чем в прибрежных районах. В зависимости от глубины водоема, времени года, силы и направления ветров площадь распространения и степень загрязнения нефтепродуктами изменяется. В холодное время года, при температуре воды ниже 8° С бактерии, разлагающие нефтепродукты, находятся в угнетенном состоянии. С весенним прогревом вод жизнедеятельность микроорганизмов усиливается, и они начи- нают способствовать минерализации нефтепродуктов, вследствие чего концентрация нефти в воде уменьшается. 15 |