экология. Экология наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Что такое синэкология Синэкология
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Раздел 2. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Взаимодействие человека и природы. Классификация загрязнений окружающей среды Загрязнение окружающей среды - есть любое внесение в экологическую систему не свойственное ей живых или неживых компонентов, превышение естественного уровня этих компонентов, структурных изменений, прерывающих кругооборот веществ, поток энергии, вследствии чего данная экосистема снижает продуктивность или разрушается. экологических позиций загрязнение представляет собой комплекс помех в экосистемах, воздействующих на потоки энергии по пищевым цепям. Эти помехи часто пре-вышают приспособительные возможности организмов. Поэтому в отличие от естественных помех антропогенное загрязнение ведет не к отбору, а к массовой гибели организмов. Объекты загрязнения - атмосфера, вода, почва. Косвенные объекты загрязнения - животные, растения и микроорганизмы. Источники загрязнения - промышленные предприятия, ТЭС, транспорт, отходы, сельское хозяйство и т.д. Загрязнения окружающей среды подразделяются: природные, вызванные естественными причинами (вулканы), антропогенные, возникающие в результате деятельности людей.  Антропогенные загрязнители: биологические (кролики в Австралии), микробиологические (производство антибиотиков, вакцин), механические - (строительство ГЭС, осушение болот), химические - повышение естественной концентрации веществ или проникновение веществ, нормально отсутствующих в экосистеме, физические: 5.1.тепловое - повышение или понижение температуры среды от естественной, 5.2.световое - нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света. 5.3.шум, вибрация, 5.4.электромагнитное (ЛЭП, радио, телевидение), 5.5.радиоактивное (АЭС). Последствия загрязнения окружающей среды: Загрязнение имеет следствием необратимое разрушение как отдельных экосистем, так и биосферы в целом. Загрязнение среды есть процесс нежелательных потерь вещества, энергии, труда, приложенных человеком к добыче и переработке сырья, превращающихся в безвозвратные отходы, рассеиваемые в биосфере. В следствии загрязнения теряются плодородные земли, снижается продуктивность экосистем. Загрязнение прямо или косвенно ведет к ухудшению физического и морального состояния человека. Загрязнение атмосферы, источники и виды загрязнения. Контроль и управление качеством атмосферного воздуха. Методы очистки выбросов Атмосферный воздух - один из важнейших компонентов окружающей среды. Он - необходимый природный ресурс. Без пищи человек может находиться 5 недель, без воды - 5 дней, без воздуха - 5 минут. Но нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его определённой чистоты. От его качества зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий, со-оружений. Загрязнённый воздух - источник загрязнения вод, морей, почвы. Структура и состав атмосферы. Атмосфера - состоит из нескольких сфер. Тропосфера. (высота до 10-12км) Она примыкает непосредственно к поверхности Земли. В тропосфере сконцентрировано 75% массы атмосферы, основное количество водяного пара и мельчайших частиц примесей, способствующих образованию облаков. Температура понижается с увеличением высотой примерно на 6 градусов на 1 км. Верхней границей является тропопауза (12-25 км) в которой температура постоянна " - 50°С ". Стратосфера. (25-45км) Для неё характерны слабые воздушные потоки, малое количество облаков. Температура повышается на 6 градусов на 1 км. И на уровне стратопаузы (45-55км) достигает 0 градусов. Здесь же располагается озоновый слой. Свойства атмосферы: Газовая оболочка Земли - это её "одеяло", предохраняющее её от чрезмерного остывания и нагревания. Благодаря этому не бывает резких переходов от мороза к жаре и наоборот. Атмосфера защищает и от "звёздных осколков". Велико значение атмосферы и в распределении солнечного света. Воздух рассеивает солнечные лучи и создаёт равномерное освещение земной поверхности. Наличие воздушной оболочки придаёт нашему небу голубой цвет, т.к. молекулы газов рассеивают, главным образом, лучи с короткой длиной волны, т.е. фиолетовые, синие и голубые. Атмосфера является той средой, где распространяются звуки. Классификация загрязняющих веществ. По агрегатному состоянию загрязняющие вещества делятся на: Твёрдые Жидкие Газообразные Смешанные Классификация промышленных выбросов:  Организованные и неорганизованные. Организованные - через специальные газоходы, трубы. Неорганизованные - при нарушении герметичности оборудования, отсутствия вытяжной вентиляции.  По времени - непрерывные и периодические.  По температуре - нагретые и холодные. На выбрасываемые с очисткой и без очистки. Промышленные выбросы также подразделяют на первичные и вторичные:  первичные - это выбросы непосредственно от источника. вторичные образуются из первичных в результате протекания химических реакций и могут быть более токсичными чем первичные. Классификация источников загрязнения воздуха Внеземное загрязнение (космическая пыль) образуется из остатков сгоревших метеоритов при их прохождении в атмосфере. Ежегодно выпадает на Землю 2-5 млн. т. Природная пыль является постоянной составной частью земной атмосферы. Частицы природной пыли имеют органическое и неорганическое происхождение и образуются в результате разрушения и выветривания горных пород, вулканических извержений, лесных и степных пожаров, испарения с поверхности морей. Атмосферный воздух над океаном включает мельчайшие кристаллы солей Мg, Na, Са, К. Органическая пыль образуется бактериями, спорами растений, продуктами разложения растений и животных. Естественное загрязнение не угрожает отрицательными последствиями для экосистемы.  Загрязнение воздуха
     Неорганическое Органическое  Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для атмосферы. В нашей стране загрязнение атмосферы создают: автотранспорт - 40%, промышленность - 30%, теплоэнергетика - 30%. Транспорт Современный транспорт включает в себя автомобильный, железнодорожный, водный, воздушный, трубопроводный. Влияние транспортных средств проявляется в следующем: химическое загрязнение, тепловое загрязнение, вибрация и шум, электромагнитное, световое. Количество и состав выделяемых автомобилями выхлопных газов зависит от типа двигателя, его мощности, режима работы и условий эксплуатации. Загрязнения образуются из продуктов сгорания топлива, продуктов износа механических частей, покрышек и дорожного покрытия. Выхлопные газы содержат около 200 веществ. карбюраторных выше выброс неполного сгорания топлива (СО и углеводороды), а у дизельных - это выбросы сажи. Наибольшее количество загрязняющих веществ вы-брасывается при разгоне, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью. При разгоне - больше выбросов NO. При холостом ходе и торможении - углеводородов и СО. ТЭС На тепловых станциях в качестве топлива используют уголь, мазут, газ. Уголь - при сжигании угля в атмосферу поступают зола, СО, СO2, S02, соединения фтора и другие вещества. Высокая зольность - до 50%. Строительство ТЭС выгодно на месте добычи угля и передавать далее уже электроэнергию. Продолжается совершенствование технологии сжигания. Главное вредное вещество - SO2. При сжигании 1т угля выбрасывается 20 кг SO2, из которой в атмосфере образуется 30кг Н2SO4. Жидкое топливо (мазут) в атмосферу поступают СО, SO2, Nох, газообразные и твёрдые продукты неполного сгорания топлива, соединения ванадия. Ванадий вызывает раздражение дыхательных путей, поражение кожи, расстройство нервной системы, нарушение обмена веществ. Природный газ - при переходе на газ - повышается КПД, снижаются затраты на обслуживание, уменьшается количество выбросов в атмосферу. Если принять уровень загрязнения атмосферы при использовании угля за 100%, то мазут - 60%, газ - 20%. Загрязнение атмосферы промышленностью. основным источникам загрязнения относятся предприятия чёрной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающий, строительных материалов. Чёрная металлургия. Процесс выплавки стали и чугуна сопровождается выбросом в атмосферу пыли и газов. Источники: доменные печи, мартеновские печи, конвертеры, электропечи. Вредные вещества: бензол, сероводород, цианистый водород, NO2, NH3, СН4, S02, СО, оксиды Fе, Мn, Сr, Ni. 2 Цветная металлургия: Производство алюминия, меди, олова, цинка, свинца, никеля. Источники: электролизеры (производство алюминия), печи различного вида, сушильные барабаны. Вредные вещества: фтористые соединения, Н2S, N02, мышьяк, соединения А1, Сu, Рb, Ni, бензпирен и др. При получении 1т Аl расходуется до 47 кг. фтора, при этом около 65 % его попадает в атмосферный воздух. Из 1 т пыли при выплавке медных руд можно извлечь до 100 кг Сu. Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая: Выбросы содержат большое количество углеводородов. Выбросы происходят в основном из-за недостаточной герметизации оборудования. Выбросы этих предприятий со-ставляют 1,5 % от общих, но являются высоко токсичными. Всего выбрасывается 520 тыс. тонн год. Одной из причин напряжённой экологической обстановки является несовершенство технологии. Производство строительных материалов: Это производства цемента, гипса, извести, керамики, стекла кирпича, панелей. Загрязнение атмосферы происходит в основном пылью различного состава, т.к. основными технологическими процессами являются процессы измельчения и термическая обработка в потоках горячих газов. При выпуске 1т цемента выделяется до 700 кг. пыли. Степень улавливания вредных веществ составляет до 74 %. Кислотные дожди Кислотными называют любые осадки (дожди, туманы, снег) кислотность которых меньше рН < 5,6. В отсутствии любых загрязнителей у дождевой воды рН=5,6 (слабокислая), поскольку в ней легко растворяется углекислый газ из воздуха с образованием угольной кислоты (Н2СО3). В промышленных районах дожди имеют рН = 4,0-4,5. Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной (Н2SО4) и азотной (НNО3) кислот. Образование серной и азотной кислот показывает, что проблема кислотных осадков связана с наличием оксидов серы и азота в воздухе. А их основным источником являются ТЭС, особенно работающие на угле. Реакции образования кислотного дождя: SО2 + Н2О = Н2SО4 NО2 + Н2О = НNО3 Влияние на леса. Кислотные дожди приводят к деградации лесов, замедлению роста (в некоторых случаях до 50%). Влияние на растительность осуществляется следующими путями: нарушение поверхности при прямом контакте, вымывание биогенов, мобилизация алюминия и других токсичных веществ. Деревья, испытывающие воздействие этих стрессовых факторов, легче поражаются вредителями. Еще больший ущерб несут сельскохозяйственные культуры. Повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, нарушается рост и развитие растений, уменьшается сопротивляемость к болезням и паразитам, снижаются доходы сельского хозяйства из-за падения урожайности культур. Значение рН среды очень важно, т.к. от него зависит деятельность ферментов, гормонов, белков, регулирующих рост и развитие. Лягушки, рыбы, зоопланктон практически не выживают при рН < 4,5. Одно из ощутимых последствий кислотных осадков – это разрушение памятников и произведений искусства. Мрамор, из которого сооружаются памятники, взаимодействует с кислотой, что приводит к быстрому выветриванию и эрозии. Памятники и здания, простоявшие сотни лет, рассыпаются в крошево. Для строительных материалов, металлов происходит ускорение процесса эрозии и разрушение. Многие страны подписали Международные соглашения по борьбе с кислотными дождями, предусматривающие снижение SО2. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||