Реферат загрязнения техносферы. УТБ загрязнения техносфера. Биосфера и техносфера
 Скачать 1.22 Mb.
|
|
Примеры загрязнений, связанных с созданием и развитием техносферы. Биосфера и техносфера Резкое увеличение антропогенного давления на природу привело к нарушению экологического равновесия и вызвало деградацию не только среды обитания, но и здоровья людей. Биосфера постепенно утратила свое господствующее значение и в населенных регионах стала превращаться в техносферу. Биосфера — область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы высотой 12-15 км, всю водную среду планеты (гидросферу) и верхнюю часть земной коры (литосферу глубиной 2-3 км). Верхняя граница биосферы находится на высоте 15-20 км от поверхности Земли в стратосфере. Активная техногенная деятельность человека привела к разрушению биосферы во многих регионах планеты и созданию нового типа среды обитания — техносферы. Техносфера - часть биосферы, коренным образом преобразованная человеком в технические и техногенные объекты (механизмы, здания, сооружения, горные выработки, дороги и т.д.) с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия социальноэкономическим потребностям человека. Техносфера пришла на смену биосфере и в результате на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в развитых странах — Европе, Северной Америке, Японии. Естественные экосистемы сохранились здесь на небольших площадях, которые окружены со всех сторон территориями, нарушенными деятельностью человека. Поэтому сохранившиеся относительно небольшие пятна биосферы подвержены сильному техносферному давлению. Анализ экологических последствий техногенных воздействий позволяет разделить их на положительные и отрицательные. (К положительным воздействиям человека на биосферу относится воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитные лесоразведения, рекультивация земель, ликвидация техногенных отходов и др. ) ВОПРОС Отрицательное воздействие – это вырубка леса, истощение запасов подземных вод, засоление и опустынивание земель, эрозия почв, разное сокращение видов и количество животных и растений и др. Но главнейшим видом отрицательного воздействия человека на биосферу является еѐ загрязнение. Загрязнением называют поступление в окружающую среду вредных твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов и энергий, в количествах, вредных для здоровья человека, животных, растений и экосистем. Это загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почва, недр и околоземного космического пространства. По объектам загрязнения различают загрязнения поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. Источниками технологического загрязнения, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и другие), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. По видам загрязнения выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение (рис. 15). По своим масштабам и распространению загрязнение может быть локальным (местным), региональным и глобальным. Как в локальном, так и в глобальном масштабе, ученые отдают «приоритет» следующим загрязняющим веществам: диоксиду серы (с учетом эффекта вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоемы); тяжелым металлам, в первую очередь свинцу, кадмию и особенно ртути; нефти и нефтепродуктам в морях и океанах; хлорорганическим пестицидам (в сельских районах); оксиду углерода и оксиду азота (в городах).  Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем техногенные изменения (рис. 16). ингредиентное (минеральное или органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т. д.); параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное); биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяции живых организмов; стациально-деструкционные загрязнения (стация - место обитания популяции, деструкция - разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования.  В настоящий период воздействие техногенеза на биосферу оценивается как глобальный экологический процесс: существенно возросло количество и качество загрязнителей, что крайне отрицательно влияет на здоровье человека, животных и растений, т. е. в целом на атмосферу, гидросферу и литосферу Воздействие на атмосферу Загрязнение атмосферного воздуха – это изменение его состава и свойств, которое оказывает отрицательное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Техногенное загрязнение вызвано техногенными процессами: выбросом вредных веществ от различных видов производств (радиоактивного, химического, металлургического и др.), транспорта, энергетики, сельского хозяйства и др. По агрегатному состоянию выброса вредных веществ в атмосферу классифицируются на: газообразные: диоксиды углерода, азота, серы, углеводорода и др.; жидкие: кислоты, щелочи, растворы солей и др.; твердые: канцерогенные вещества, свинец и его соединения, неорганическая и органическая пыль, сажа, смолистые вещества и др. Главными загрязнителями воздуха являются техногенные загрязнители, на долю которых приходится около 98% общего объема выбросов вредных веществ. Все отрасли промышленности являются загрязнителями природной среды, отличаясь лишь ассортиментом, степенью опасности и объемов выбросов (сбросов), а также количеством твердых токсичных отходов. Жидкие загрязняющие вещества образуются при конденсации паров, распылении и разливе жидкостей, в результате химических реакций. Газообразные загрязнители формируются в результате химических реакций, например, окисления, обжига руд и нерудного минерального сырья (цветная металлургия, производство цемента). При сжигании топлива образуются огромные количества газообразных соединений – оксиды серы, азота, углерода, тяжелых и радиоактивных металлов. Реакции восстановления также являются источником газообразных загрязняющих соединений, например, производство кокса, соляной кислоты из хлора и водорода, аммиака из атмосферного азота и кислорода. Мощным источником газообразных соединений являются химические реакции разложения (производство фосфорных удобрений), электрохимические процессы (производство алюминия), выпаривание, дистилляция. Промышленная пыль образуется в результате механической обработки различных материалов (дробление, размол, взрывание, заполнение, разрывание), тепловых процессов (сжигание, прокаливание, сушка, плавление), транспортировки сыпучих материалов (погрузка, просеивание, классификация). 90 Из всей массы загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от техногенных источников, около 90% составляют газообразные, 10% - твердые и жидкие вещества. Конкретные загрязняющие вещества, поставляемые в атмосферу теми или иными отраслями промышленности, приведены в таблице (табл. 13). Состав загрязняющих веществ, определяемых, прежде всего, разнообразием исходного сырья и технологий его переработки, представлен следующими данными: оксид углерода – 28% суммарного выброса в атмосферу, диоксид серы –16,3%, оксиды азота – 6,8%, аммиак – 3,7%, бензин – 3,3%, сероуглерод – 2,5%, сероводород – 0,6 %, толуол – 1,2%, ацетон – 0,95%, бензол – 0,7%, дихлорэтан – 0,6%, серная кислота – 0,3%. Основными источниками загрязнения атмосферы являются: Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого и жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пара воды) и не полного (оксида углерода, азота, серы, углеводорода и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, ТЭС мощностью 2,4 млн кВт расходует в сутки до 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу за это же время 680 т. SO2 иSO3, 200 т оксидов азота, 120-140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа). Перевод установок на жидкое топливо снижает выброс золы, но не уменьшает выброса оксидов серы и азота. Наиболее экологически чистое топливо-газ в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем жидкое и в пять раз меньше, чем твердое. Источником загрязнения воздуха на атомных электростанциях (АЭС) – это радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Также Крупные загрязнители воздуха – котельные установки, в которых много продуктов неполного сгорания; Черная и цветная металлургия. При выплавке 1 т стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы, 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах опасных загрязнителей: свинец, марганец, фосфор, мышьяк, пары ртути, смеси фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Существует загрязнение атмосферы на агломерационных фабриках, при доменном и ферросплавном производстве. Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, происходят на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при выплавке меди, аммония, никеля и др. Химическое производство. Выбросы химического производства обладают высокой токсичностью, отличаются значительным разнообразием концентрированности и представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. К этим загрязнителям относятся оксиды серы, фторида, аммиак, нитрозные газы, хлориды, сера водород, неорганическая пыль и др. Автотранспортные выбросы. В Мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, сжигающих огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняющих атмосферный воздух. Так, в г. Москве на долю автотранспорта приходится около 80 % от общего количества выбросов в атмосферу. В выхлопных газах содержится огромное количество токсичных соединений: бензапирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца. Сельское хозяйство. Очагами загрязнения атмосферы здесь являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и др. Экологические последствия загрязнения атмосферы подразделяются на местные и глобальные. К глобальным последствиям загрязнением атмосферы относятся: 1) глобальное потепление климата («парниковый эффект»); (Глобальное потепление климата. Наблюдаемое потепление климата обусловлено с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов» диоксид углерода – СО2, метана – CH4,хлорфторуглеродов (фреонов), озона – О3, оксидов азота и др. Эти газы препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли и действуют 95 как крыша теплицы. Она с одной стороны пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, а с другой- почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей) 2) нарушение озонового слоя; (Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, более вероятно и связано с повышенным содержанием фреонов. Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона. Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20-25 км) 3) выпадение кислотных дождей (Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, который соединяясь с атмосферной влагой, образует серную и азотную кислоты) 2. Воздействие на гидросферу Под загрязнением гидросферы понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических 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. Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители, например, вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы, и физические – радиоактивные вещества, тепло и др. (табл. 14). Наиболее часто встречаются химическое и бактериальное загрязнения. Значительно реже наблюдаются радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение  Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относится: 1) сброс в водоемы неочищенных сточных вод; 2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов. Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод – промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц и т. д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение. Огромные масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т. д. (Таблица 15).   3.Воздействие на литосферу Рассмотрим техногенные изменения следующих таких составляющих литосферы как: почв и недр. Почвы. Основные виды техногенного воздействия на почвы следующие: эрозия (ветровая и водная); загрязнение; вторичное засоление и заболачивание; опустынивание; отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства. Основные загрязнители почвы: пестициды (ядохимикаты); минеральные удобрения; отходы и отбросы производства; газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; нефть и нефтепродукты. К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. Огромные площади земель заняты свалками, золотоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы. Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами. Причины загрязнения – аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологий нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. Д Недры Разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей среды и еѐ качества в целом. Загрязнение окружающей среды происходит на всех стадиях производственного цикла: геологической разведки, добыче полезных ископаемых, переработке руд, ликвидации отходов технологического передела, эксплуатации подземных промышленных объектов. При этом загрязняющие продукты можно разделить по следующим группам. 1) по выбросам горных предприятий (воздействующих на поверхность земли, леса, воды, атмосферу, недра, социальную среду); 2) по фазовому составу выбросов (жидкие, твердые, газообразные); 3) по физическим свойствам (механические, тепловые, радиационные, акустические и др.); 4) по степени воздействия (агрессивные и неагрессивные); 5) по свойствам суммации (способность к вступлению в химические реакции с элементами природной среды, в том числе с образованием новых загрязняющих веществ); 6) по свойствам накопления (или не накопления) в природных средах.  Наиболее распространенными изменениями природной среды являются: изменения ландшафта урбанизированных территорий, сельскохозяйственных и горнодобывающих районов, деформирование поверхности Земли в результате откачки вод, добычи жидких, газообразных и твердых полезных ископаемых, подработки территории подземными сооружениями; подъем уровня грунтовых вод и подтопление территорий при строительстве водохранилищ, орошении земель, при добыче, например, угля, при планировке территории с изменением естественных водоразделов и несущей способности грунтов; изменение гидродинамического режима, загрязнение подземных и поверхностных вод в результате водозабора, перераспределение стоков, сброса жидких отходов; активизация деформационных процессов (оползни, сели), эрозия почвы, повышение сейсмичности территорий; изменение напряженно-деформированного состояния и температурного поля массива горных пород. В целом эти изменения могут привести к необратимым изменениям естественного геологического, гидрогеологического, геомеханического, теплового, геохимического, радиационного и биологического равновесия. Спасибо за внимание! |