Забруднення довкілля відходами виробництва.
Класифікація забруднень довкілля. Матеріальні та енергетичні
забруднення. Нормування забруднень.
Класифікація забруднень довкілля. Приблизно до XIII століття (коли чисельність населення становила 300–350 млн. осіб) природа активно перероб- ляла всі надходження речовин у біосферу, тобто відбувалося самоочищення.
Продукти діяльності людини були переважно органічного походження. Після перетворення їх редуцентами на неорганічні сполуки вони включалися в природний колообіг речовин. Знаряддя праці чи предмети вжитку, хоча й мали неорганічну природу, використовувались у порівняно невеликій кількості, і це не становило загрози для навколишнього природного середовища. Проте надалі – із зростанням чисельності населення – значно збільшувалися його матеріальні та енергетичні потреби; для задоволення цих потреб людство почало викорис- товувати багато нових речовин (порох, кислоти, солі, пізніше – різні хімічні препарати для боротьби з шкідниками сільського господарства тощо), які були не властиві природі, і, за умови їх зростаючої кількості вона не встигала до них адаптуватися. Ці речовини не включалися в природний процес колообігу речовин, що призвело до їх накопичення і стало завдавати значної шкоди екосистемам загалом і людині зокрема.
Забруднення – це внесення у навколишнє середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних хімічних і біологічних речовин або внесення в надлишковій кількості будь-яких уже відомих речовин, які чинять шкідливий вплив на людину та природні екосистеми і яких природа не здатна позбутися самоочищенням. Забруднення бувають природними,
тобто спричиненими природними, зазвичай катастрофічними чинниками
(повені, виверження вулканів) та антропогенними (зумовленими діяльністю
людини). Речовини, які спричинюють забруднення, називають забрудниками,
або полютантами.
Існують різні принципи класифікації забруднень навколишнього се- редовища – за типом походження, за часом взаємодії з довкіллям, за способом впливу тощо.
За просторовим поширенням (розміром територій, що охоплюють) розрізняють:
•
локальні забруднення (є характерними для міст, значних промислових підприємств, районів видобутку тих або інших корисних копалин, великих тваринницьких комплексів);
•
регіональні забруднення охоплюють значні території й акваторії, що підлягають впливу промислових районів;
46
•
глобальні забруднення найчастіше зумовлені викидами шкідливих речо- вин в атмосферу; вони поширюються на великі відстані від місця виникнення і чинять несприятливий вплив на цілі регіони, а іноді й на всю планету.
За силою та характером дії на навколишнє середовище забруднення бувають: •
фонові; •
імпактні (від англ. іmpact – удар; синонім — залпові);
•
постійні (перманентні);
•
катастрофічні. За джерелами виникнення забруднення поділяють на:
•
промислові (наприклад, зумовлені оксидом сульфуру SО
2
). Одним із головних джерел забруднення повітря є спалювання палива на ТЕС і ТЕЦ. Під час спалювання однієї тонни вугілля утворюється до 23 кг попелу, 15 кг оксиду сульфуру (IV). У багатьох містах України концентрації забрудню- вальних речовин у кілька разів перевищують ГДК;
•
транспортні. Вихлопні гази автомобільного транспорту містять у середньому 4-5 % оксиду карбону (II), сульфуровмісні сполуки, ненасичені вуглеводні й альдегіди, сполуки свинцю – в разі застосування етильованого бензину, та канцерогенні сполуки. Легковий автомобіль під час руху викидає за 1 годину до 3 м
3
оксиду карбону (II) СО, а вантажний – понад 6 м
3
;
•
сільськогосподарські. У сільському господарстві для підвищення врожаїв і продуктивності земель застосовують пестициди, які змиваються з полів у ріки, озера та інші водойми;
•
побутові (наприклад, синтетичні мийні засоби).
За типом походження розрізняють
: •
фізичне забруднення – забруднення, спричинене впливом теплових, електричних, радіаційних та світлових полів у природному середовищі, а також шумом та вібраціями.Фізичне забруднення води полягає у зміні її фізичних властивостей: прозорості, вмісту зависей та інших нерозчинних домі- шок, температури і радіоактивності. Тверді завислі часточки зменшують прозо- рість води, пригнічуючи в такий спосіб процеси фотосинтезу водяних рослин, забивають зябра риб тощо. Особливу небезпеку для біосфери становлять радіоактивні домішки, що
потрапляють у водойми з викидами АЕС та ТЕС;
•
механічне забруднення – забруднення твердими частинками та предме- тами (викинутими як непридатні, спрацьовані, вилучені з ужитку);
•
хімічне забруднення – забруднення твердими, газоподібними та рідкими хімічними речовинами, які надходять у біосферу, порушуючи встановлені природою процеси кругообігу речовин і енергії. Залежно від виду
47
виробництва відходи підприємств містять різні шкідливі сполуки неорганічної
(луги, кислоти, мінеральні солі) та органічної (органічні сполуки, поверхнево- активні речовини, мийні засоби, пестициди, нафтопродукти тощо) природи.
Численні органічні сполуки, не властиві природі (ксенобіотики), містять стічні води хімічних підприємств органічного синтезу, виробництва пластмас і мийних засобів (детергентів). Ці сполуки поглинаються фітопланктоном і передаються ланцюгами живлення більш високоорганізованим організмам. У результаті вміст шкідливих речовин у м'ясі хижої риби (щука, судак, окунь) може у десятки і сотні разів перевищувати їх вміст у воді.
•
біологічне (бактеріологічне) забруднення – забруднення, спричинене патогенними мікроорганізмами (вірусами, бактеріями, грибками), деякі з яких з’явилися завдяки діяльності людини (бактеріологічна зброя, нові віруси, а також катастрофічне розмноження рослин чи тварин, переселених з одного середовища в інше людиною чи випадково. Найбільшими джерелами біоло- гічного забруднення є підприємства шкірообробної промисловості, м'ясоком- бінати та цукрові заводи, комунальне господарство.
Забруднення класифікують і за агрегатним станом забруднювальних речовин (газоподібні, тверді, рідкі та комбіновані), а такожза токсичністю
забрудників(надзвичайно небезпечні (І клас небезпеки), високо небезпечні (ІІ клас небезпеки), помірно небезпечні (ІІІ клас небезпеки), мало небезпечні (ІV клас небезпеки)).
Матеріальні та енергетичні забруднення. Згідно з іншою класифі- кацією усі антропогенні забруднення біосфери поділяють на дві основні групи – матеріальні та енергетичні.
До матеріальнихзабруднень належать забруднення, зумовлені:
•
хімічно інертними (нетоксичними) речовинами. До цієї групи належать нетоксичні викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, тверді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (нетоксичні);
•
хімічно активними (токсичними) речовинами. До них належать хімічні сполуки: загальносоматичної дії (зумовлюють отруєння всього організму – оксиди карбону, ціанисті сполуки, свинець, ртуть, арсен та його сполуки), подразнювальні (викликають подразнення дихальних шляхів та слизової оболонки – хлор, аміак, озон, ацетон, фторид гідрогену), сенсибілізуючі
(алергени – розчинники, лаки), канцерогенні (призводять до ракових пухлин, – азбест, радон, оксиди хрому), мутагенні (зумовлюють зміну спадкової
інформації (свинець, радій, уран).
Енергетичні забруднення зумовлені шумом, вібраціями, тепловими вики- дами, ультразвуком, електромагнітними полями, світловим, лазерним, інфра- червоним, ультрафіолетовим та іонізуючим випромінюванням.
48
Шумове забруднення. Шум – це сукупність звуків різноманітної частоти та
інтенсивності, що виникають у результаті коливального руху частинок у пружних середовищах (твердих, рідких, газоподібних).
Шумове забруднення – це неприємні та небажані звуки, які заважають нормально працювати, сприймати потрібні звукові сигнали і викликають різні порушення екосистем.
Шуми негативно впливають на здоров'я людей, знижують їх праце- здатність, призводять до захворювань серцево-судинної (гіпертонія), нервової та ендокринної систем та органів слуху.
Рівень звукового тиску шумів вимірюють децибелами (дБ). Це умовні одиниці характеристики сили звуку, які показують, наскільки звук (шум) у логарифмічних відносних одиницях вищий за поріг слухового сприйняття людини. Звичайна розмова ведеться в межах інтенсивності звуку 30-60 дБ, що відповідає частоті 250–10000 Гц. У разі постійного шуму силою 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової систем, 90 дБ – порушується слух, 140 дБ – з'являється нестерпний фізичний біль (140 дБ – т.зв больовий поріг).
Всередині приміщень різного призначення рекомендують діапазони шумів: для сну, відпочинку – 30–45 дБ; для виробничих приміщень – 56–70 дБ (для порівняння: цокання годинника – близько 30 дБ, робота телевізора – до 95 дБ, рух поїзда – 95–100 дБ, літака в повітрі – понад 105 дБ.
Характер шуму залежить від його джерела. Розрізняють шуми механічного, електромагнітного, аеро- та гідродинамічного походження.
Механічні шуми виникають у разі зіштовхування, тертя деталей і механізмів, а також під час ударних процесів (кування, штампування, клепання). Джерелами механічного шуму є такі
елементи обладнання, як підшипники кочення і зубчасті передачі. Шум зростає із збільшенням швидкості обертання.
Аеро- і гідродинамічні шумивиникають під час руху з великою швидкістю газу, пари або рідини в результаті пульсації тиску, зумовленої турбулентними процесами у вільному потоці або біля границь обтічного тіла (напр., в машинах з робочими деталями, що обертаються).
Електромагнітні шуми виникають в електричних машинах і обладнанні в результаті взаємодії феромагнітних мас під впливом змінних магнітних полів.
Частотний склад шуму називають
спектром шуму; він дає можливість визначити джерело шуму і допомагає вжити ефективних заходів з його зменшення. Будь-яке джерело шуму має свій, характерний для нього спектр.
За характером спектра виробничі шуми поділяються на широкосмугові (з неперервним спектром шириною більше однієї октави) і тональні, в спектрі яких прослуховуються окремі тони (напр., шум дискової пили).
За спектральним складом розрізняють шуми низько-, середньо- та високочастотні з переважанням складових частотою коливання відповідно до
49 300, від 300–800 і вище 800 Гц. Найподразнювальнішими є високочастотні шуми (свист повітря, брязкіт металу). Гранично допустимі норми шуму залежать від частоти звуку. Низькочастотні шуми за рівня до 100 дБ не завдають особливої шкоди слуху. Проте високочастотні є небезпечними при рівнях понад 75–80 дБ.
У боротьбі з виробничим шумом застосовуються, не враховуючи
індивідуальних засобів захисту, два основні методи:
−
зменшення шуму в джерелі його виникнення;
−
послаблення шуму на шляху його поширення.
Вібрації – це коливання механізмів, машин та їх елементів. Є корисна вібрація, яка використовується в технологічних процесах, і шкідлива.
У разі вібрації виробничого механізму коливальні та обертальні рухи передаються предметам та людині, які з ним контактують. Джерелом вібрацій
є шліфувальні машини, різальний інструмент верстатів тощо.
Вібрація негативно впливає на центральну нервову систему, шлунково- кишковий тракт, вестибулярний апарат та викликає запаморочення, оніміння кінцівок та захворювання суглобів.
Вібрація є причиною виникнення фахових захворювань – віброзахво- рювань, лікування яких можливе лише на ранніх стадіях. Хвороба прояв- ляється у
порушеннях опорно-рухового апарату, незворотних змінах в кістках
і суглобах, зсувах у черевній порожнині, відхиленнях нервово-психічної діяльності; людина частково або цілком утрачає працездатність.
Вібрація буває
загальною (коливання передаються всьому тілу від механізмів через підлогу, сидіння або робочий майданчик) і
локальною (зумовлена коливаннями інструмента чи устаткування, що передаються до окремих ділянок тіла). Найнебезпечнішою є загальна вібрація частотою 6–9
Гц, оскільки вона збігається з частотою власних коливань внутрішніх органів людини. В результаті може виникнути резонанс, це призводить до переміщень
і механічних ушкоджень внутрішніх органів. Так, частота власних коливань серця, внутрішніх органів і грудної клітки становить 5 Гц, головного мозку –
20 Гц, центральної нервової системи – 250 Гц.
Боротися з вібрацією, які і з шумом, можна двома шляхами – в джерелі виникнення і на шляху її поширення. В останньому випадку вдаються до трьох основних методів – віброізоляції, віброгасіння та вібропоглинання.
Суть
віброізоляції(яка використовується найчастіше) полягає в тому, що між джерелом вібрації (машиною або її частиною, фундаментом, підлогою, настилом, плитою перекриття) і об’єктом, який необхідно захистити, поміщають пружні елементи – амортизатори, які перешкоджають передаванню коливань.
50
Для зниження вібрації окремих конструкцій і агрегатів застосовують
віброгасіння, яке здійснюється за рахунок дії на захищуваний об’єкт приєднаних до нього додаткових коливальних систем з відповідно підібраною масою.
Вібропоглинання(вібродемпфірування) полягає у нанесенні на вібруючі поверхні спеціальних покрить (жорстких та м’яких). Матеріалом для жорст- ких покрить є тверді пластмаси, листи яких наклеюють на поверхню вібрую- чої конструкції. Такі покриття ефективні на низьких і середніх звукових частотах. Для зниження рівня вібрацій, які генерують високочастотні шуми, застосовують м’які матеріали – гуму, фетр, войлок, пінопласт.
Теплове забруднення є наслідком теплових викидів переважної більшості промислових підприємств, устаткування і машин, що використовують процеси горіння, нагрівання, вибуху. Найбільшими джерелами теплового забруднення є ТЕС і АЕС.
Теплові агрегати мають невисокий тепловий ККД і викидають в атмосферу значну кількість теплоти. Теплове забруднення зумовлене і скиданням у водойми теплих вод з різних енергетичних установок.
Надходження нагрітих вод у ріки й озера істотно змінює їх термічний і біологічний режими та зменшує біопродуктивність. Верхня межа витри- валості організмів стосовно температурного фактора не перевищує 40–45°С
(оптимум становить 15–30 °С; лише окремі види бактерій і водоростей можуть жити і розмножуватися за температури 80–88°С). Підвищення температури води у водоймах призводить до таких наслідків: до 26°С шкідливого впливу не спостерігається; в інтервалі 26–30 °С відбувається пригнічення життєдіяльності риб; при температурі понад 30°С спостерігається шкідлива дія на біоценози, а за 34–36 °С гине риба та деякі види інших організмів. У теплих водах порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються паразитами і хворобами.
Головними джерелами
електромагнітного випромінювання є радіотеле- візійні та радіолокаційні станції, засоби радіозв'язку, високовольтні лінії електропередачі (ЛЕП), електростанції й трансформаторні підстанції, а також лінії електротранспорту (особливо метрополітени). Величина електромагніт- ного поля поблизу потужних ЛЕП (понад 1000 кВ) перевищує норму в 20 разів. Мірою забруднення електромагнітними полями є напруженість електро- магнітного поля, яка вимірюється у В/м
2
. Нормою вважається напруженість електромагнітного поля
2,5 Вт/
м
2
Електричне поле завжди присутнє навколо будь-яких електричних приладів
(навіть тих, що тимчасово не працюють, але приєднані до джерела живлення).
Великі міста постійно вкриває електромагнітний смог. Звичайно,
його неможливо побачити, як зауважуємо дим від заводських труб чи відвали
51
промислових і побутових відходів. Але, власне, електромагнітне забруднення фахівці зараховують до найнебезпечніших екологічних факторів, хоча його дія остаточно ще не вивчена. Поки що навіть важко спрогнозувати, чим обернеться тривале перебування людини в умовах щільного електромагнітного поля, бо минуло ще не так багато часу, відколи мобільний зв'язок, високочастотні побу- тові прилади та комп'ютерна техніка увійшли в повсякденне життя.
Якісний мобільний зв'язок у містах забезпечують кілька сотень базових станцій стільникового зв'язку. У санітарному паспорті базової станції вказується карта-схема навколишньої території та позначаються три круглі плями – чорного і сірого кольорів. Так маркують територію, на якій не допускаються житлові забудови вище 19 та 22 метрів відповідно. На таких висотах у зонах базових станцій рівень випромінювання сягає критичної межі.
Чи завжди будівельники дотримуються цих норм?
Наше тіло складається з частинок, які обертаються під дією електричних потоків. Зовнішнє магнітне поле порушує ці потоки, вносячи у клітини негативну інформацію. Наслідками є порушення сну, депресія, склероз, вроджені аномалії, пухлини, лейкемія.
Особливо небезпечним забрудником природного середовища є іонізаційне
випромінювання, зокрема радіація. Радіаційний фон Землі зумовлений:
1)
космічним випромінюванням;
2)
випромінюванням від радіоактивних ізотопів природного походжен- ня, які присутні в літосфері, гідросфері, атмосфері та біосфері. Це: довгоживучі радіоактивні елементи, які розташовані посередині періодичної таблиці Д.І. Менделєєва і мають масові числа від 40 до 190 (
40
К,
40
Са,
87
Rb,
130
Te тощо); радіоактивні ізотопи, які входять до складу уран-радієвої (мате- ринські радіонукліди
238
U і
226
Ra) та торієвої (материнський радіо- нуклід
232
Th) радіоактивних родин;
3)
випромінюванням від штучних радіонуклідів, які утворилися при випробуваннях ядерного зброї (і випали на поверхню Землі у вигляді радіоактивних опадів), під час роботи підприємств атомної промисловості та підприємств, які працюють з радіоактивними речовинами.
Перших два компоненти визначають природний радіаційний фон. Однак антропогенна діяльність людини призводить до перерозподілу природної радіоактивності. Це, зокрема, виготовлення будівельних матеріалів з відходів переробної промисловості та природних компонентів, що мають підвищену питому радіоактивність, газо-аерозольні викиди в атмосферу продуктів спалювання палива, потрапляння у природні водойми стічних вод уранових родовищ, підприємств зі збагачення урану, виробництв мінеральних добрив, а також порушенням озонового шару.
52
Єдиним газоподібним продуктом розпаду представників трьох родин природних радіоактивних елементів є радон
–
інертний газ без кольору і запаху, майже у 10 разів важчий за повітря, добре розчинний у воді.
Внесок радону в загальну дозу опромінення людини від природних джерел становить 30–50 %. Основним медико-біологічним наслідком опромі- нення радоном ійого дочірніми продуктами розпаду (ДПР) є рак легенів.
Основну частину дози опромінення від радону людина отримує, перебу- ваючи у закритому приміщенні, яке не провітрюється. В зонах з помірним кліматом концентрація радону в закритих приміщеннях в середньому у 8 разів вища, ніж у зовнішньому середовищі.
В атмосферу приміщень радон надходить такими шляхами:
−
проникненням з ґрунтів крізь фундамент і перекриття підвальних
приміщень будинку. Тому перед початком будівництва будь-яких об'єктів потрібно виміряти активність радону в ґрунті і повітрі, а також врахувати швидкість надходження радону з ґрунту в житлові приміщення. Важливим фактором впливу на концентрацію радону є конструкція будинку – чим більший "контакт" будинку із ґрунтом, тим вищий рівень радону;
−
за рахунок ексхаляції (виділення) з матеріалів конструкції будинку.
Будинки, збудовані з порівняно слаборадіоактивних (за гамма-випроміню- ванням) матеріалів, можуть бути вкрай небезпечними за рахунок високого виділення радону з будівельних матеріалів;
−
з водопровідною водою і природним газом. Радон добре розчиняється у воді і міститься у всіх природних водах. Причому в глибинних ґрунтових водах його вміст, як правило, більший, ніж у поверхневих водостоках і водоймах. Наприклад, у підземних водах концентрація радону може змінюватися від 4–5 Бк/л до 3–4 МБк/л, тобто в мільйон разів. У водах озер і рік концентрація радону не перевищує 0,5 Бк/л, а у водах морів і океанів – не перевищує 0,05 Бк/л. Одним з найрезультативніших методів боротьби з радоном, розчиненим у воді, є аерація води. Процес аерації є одним з етапів підготовки води на міських водоочищувальних станціях. Нормами радіаційної безпеки України (НРБУ-97) встановлено гігієнічні нормативи на вміст радону у воді джерел питного й господарського призначення ≤100 Бк/кг.
Значно більшу небезпеку становить надходження парів води з високим вмістом радону у легені разом з повітрям, що вдихається. Це найчастіше відбувається у ванній кімнаті. Концентрація радону у ванній кімнаті в 3 рази вища, ніж у житлових кімнатах.
Крім того, рівень концентрації радону і ДПР в атмосфері будинків
істотно залежить відповітрообміну з атмосферним повітрям– від природної і штучної вентиляції приміщення, старанності шпаклювання вікон, стиків стін
Скачать 1.3 Mb.