лекция. Лекция. Тема Источники загрязнения и основные группы загрязняющих веществ в природных средах
 Скачать 280.58 Kb.
|
|
1 Тема: Источники загрязнения и основные группы загрязняющих веществ в природных средах. 1. Понятие о загрязнениях окружающей среды. 2. Классификация и их краткая характеристика. 3. Защита окружающей среды от загрязнений. 1. Понятие о загрязнениях окружающей среды. Загрязнением окружающей среды называется поступление или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее, физических, химических, биологических и информационных агентов, приводящих к отрицательным последствиям. Загрязнитель – это вещество, количество которого выше естественного уровня в окружающей среде. Источники загрязнения бывают точечные (труба ТЭЦ) и площадные (сток ядохимикатов с полей). Ксенобиотики — чужеродные для живых организмов химические вещества, естественно не входящие в биотический круговорот, и, как правило, прямо или косвенно порождённые хозяйственной деятельностью человека. К ним относятся: пестициды, минеральные удобрения, моющие средства (детергенты), радионуклиды, синтетические красители,полиароматические углеводороды и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать аллергические реакции, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизить иммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровня биосферы в целом. Изучение превращений ксенобиотиков путём детоксикации и деградации в живых организмах и во внешней среде важно для организации санитарно-гигиенических мероприятий по охране природы. Загрязнение окружающей среды может возникнуть как в результате воздействия природных, естественных факторов, так и в результате хозяйственной деятельности человека. Естественные загрязнения возникают в результате природных катастроф: извержение вулканов, землетрясения, ураганы, бури и т. д. Не менее значительными и опасными являются загрязнения, связанные с обычной хозяйственной деятельностью, работой предприятий, транспорта, строительства портов и т. д. – антропогенные загрязнения. Для того чтобы как-то оценить степень загрязнения природного объекта, требуется соотнести это загрязнение с нормированной величиной. В России это ПДК. ПДК (предельно допустимая концентрация) – это количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает вредного влияния на здоровье человека и не вызывает неблагоприятного воздействия у его потомства. ПДК устанавливаются отдельно по каждой среде. В настоящее время разработаны ПДК более чем для 1000 видов загрязняющих веществ. Выделяют: а) ПДК рабочей зоны, которая не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов заболеваний и отклонений в состоянии здоровья; б) ПДК максимальную разовую, которая не должна вызывать у человека рефлекторных реакций; в) Среднесуточную ПДК, которая не должна оказывать прямого или косвенного воздействия на здоровье человека. 1) ПДУ (… уровень) вредного физического воздействия устанавливается для шумового и электромагнитного загрязнения. 2) ПДВ (… выброс) – максимальный объем выбросов веществ в атмосферу в единицу времени, который не ведет к превышению ПДК. 3) ПДС (… сброс) – максимальный объем сброса веществ в воду в единицу времени, который не ведет к превышению ПДК. 4) При одновременном содержании в среде нескольких веществ однонаправленного действия учитывается суммарный эффект воздействия, при котором выполняется следующее условие: , где С 1, С 2, С n – концентрация вредного вещества в среде Таким свойством обладает диоксид серы и сероводород, диоксид серы и диоксид азота и др. 2. Классификация и их краткая характеристика. В зависимости от их свойств и влияния на окружающую среду загрязнения делят на следующие группы: физические, химические, физико-химические и биологические. 2 1. Физическим загрязнением называют загрязнения, возникающие с изменением физических параметров среды: тепловых, световых, электромагнитных, акустических, радиационных. Примером может служить тепловое загрязнение, которое является результатом повышения температуры среды в связи с промышленными выбросами теплой воды, потоков нагретого воздуха, дымов, газов. Тепловое воздействие может быть вторичным как результат изменения химического состава среды (парниковый эффект), который возникает в результате антропогенного загрязнения воздуха в результате антропогенного загрязнения воздуха углекислым газом, метаном, которые пропускают солнечные лучи, но задерживают тепловое излучение поверхности Земли, тем самым, вызывая повышение температуры атмосферы. Радиационное загрязнение возникает в результате излучения, а радиоактивное – в результате повышения уровня естественного содержания радиоактивных веществ в окружающей среде.Радиационное и радиоактивное загрязнения строго регламентируется. Превышение нормативов может вызвать серьезные изменения в окружающей среде и в организме человека. Мутагенный эффект, вызываемый радиацией, является наиболее опасным последствием этого вида загрязнения. В эпоху НТП появляются новые виды загрязнений, в частности, электромагнитное. Этот вид загрязнений, возникающий в результате действия линий передач, радио, телевидения, средств коммуникаций, работы промышленных установок. Вызывает изменения клеточных мембран и действует на молекулярном уровне, вызывая изменения деятельности живых организмов в целом. 2. Химическое загрязнениепроявляется в изменении химических свойств среды, когда содержание какого-то химического элемента или вещества превышает средние многолетние колебания. Особенно опасны выбросы промышленных предприятий, содержащие двуокись серы, окислы азота и продукты их превращений, что ведет к выпадению кислотных дождей. По экспертным оценкам преобладающее влияние на химическое загрязнение окружающей среды оказывает автотранспорт, самым опасным среди выбросов которого являются соединения свинца, в частности угарный газ, углеводороды и др. Классификация вредных веществ по степени опасности: 1. класс – чрезвычайно опасные – ПДК < 0,1 мг/м 3 (свинец, ртуть). 2. класс – высоко опасные – ПДК < 0,1-1 мг/м 3 (марганец). 3. класс – умеренно опасные – ПДК 1-10 мг/м 3 (диоксид азота). 4. класс – малоопасные – ПДК > 10 мг/м 3 (угарный газ). 3. Биологическое загрязнениеокружающей среды подразделяется на биотическое (биогенное) и микробиологическое (микробное). К биотическому загрязнению относят распространение в окружающей среде биогенных веществ – выбросов предприятий, производящих определенные виды продовольствия (мясокомбинатов, молокозаводов, пив.заводов), предприятий, производящих антибиотики. Микробное загрязнение возникает вследствие массового размножения микроорганизмов в антропогенных субстратах или в средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека. Кроме того, все загрязнения в зависимости от масштабов можно разделить на глобальные, региональные и локальные. А) Глобальные загрязнения называют также фоново - биосферными. Они обнаруживаются в любой точке планеты, зачастую на значительном расстоянии от источников. Чаще всего эти источники являются антропогенными и связаны с глобальным влиянием человечества как экологического фактора. Б) Региональное загрязнение – это такое привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, биологических и информационных агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня концентраций перечисленных агентов в среде. Обнаруживаемое в пределах значительных пространств, но не охватывающее всю планету. В) Локальное называют загрязнение небольшого региона, как правило, вокруг населенного пункта, промышленного предприятия, автотранспортного предприятия и т.д. В результате вывода в околоземное и космическое пространство объектов со случайными орбитами и общего засорения этого пространства космическими объектами возникает загрязнение космоса. Различают также загрязнения оболочек биосферы - атмосферы, гидросферы, почвы, подземных вод, Мирового океана оборудованием, использующих новейшие технологии. 3. Защита окружающей среды от загрязнений. 3 Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О3. В 1974 установили, что озон разрушается под действием атомарного хлора. Одним из основных источников хлора, попадающего в атмосферу, являются хлорфторпроизводные углеводородов (фреоны, хладоны), используемые в аэрозольных баллонах, холодильниках и кондиционерах. Разрушение озонового слоя происходит, возможно, не только под действием этих веществ. Тем не менее, были предприняты меры по уменьшению их производства и использования. В 1985 многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются. Проведение мероприятий, предупреждающих попадание загрязняющих веществ в водоемы, включает установление прибрежных защитных полос и водоохранных зон, отказ от ядовитых хлорсодержащих пестицидов, уменьшение сбросов промышленных предприятий за счет применения замкнутых циклов. Снижение опасности загрязнения нефтью возможно путем повышения надежности танкеров. Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры – не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены. Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. Если потери вещества, хотя бы теоретически, все же можно предотвратить, то экологические проблемы энергетики все равно останутся. Теплового загрязнения нельзя избежать в принципе, а так называемые экологически чистые источники энергии, например ветряные электростанции, все равно наносят ущерб окружающей среде. Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов. Создаются новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды. Таблица 4. УМЕНЬШЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Безотходное производство Малоотходное производство Комплексная переработка сырья Новые технологии и материалы |