Формы загрязнения окружающей среды
Вступление
1. Химическое загрязнение атмосферы
а) Основные загрязняющие вещества
б) Аэрозольное загрязнение
в) Фотохимический туман (смог)
2. Химическое загрязнение природных вод
а) Неорганическое загрязнение
б) Органическое загрязнение
3. Загрязнение Мирового океана
а) Нефть
б) Пестициды
в) СПАВ
г) Канцерогены
д) Тяжелые металлы
е) Сброс отходов в море (дампинг)
ж) Тепловое загрязнение
4. Загрязнение почвы
а) Пестициды, как загрязняющий фактор
б) Кислотные дожди
Заключение
Вступление
Наиболее масштабнымизначительнымявляетсяхимическое загрязнение среды несвойственнымиейвеществамихимической природы. Срединих - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения.Прогрессирует и накопление углекислогогаза в атмосфере.Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательнуютенденциювсторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мировогоокеана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызватьсущественные нарушениягазо-и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химическогозагрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.
1. Химическое загрязнение биосферы.
В основном существуют три основныхисточниказагрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленноепроизводство.
Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; метал лургические предприятия,особенно цветной металлургии, кото рые выбрасываютввоздухоксилыазота,сероводород,хлор, фтор,аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути
и мышьяка;химические и цементные заводы. Вредные газы попа дают ввоздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнителиразделяют на первичные,поступающие непосредственнов
атмосферу, ивторичные,являющиесярезультатом превращения последних.. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесямипирогенногопроисхожденияявляются следующие:
а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий.
б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива илипереработкисернистыхруд
в) Серныйангидрид. Образуетсяпри окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции являетсяаэрозольили раствор сернойкислотыв дождевой воде,который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферуразделно иливместе в другими соединениями серы.Основными источниками выброса являются предприятияпоизготовлениюискусственного волокна,сахара,коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.
д) Оксилыазота. Основнымиисточниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,азотную кислоту и нитраты,анилиновые красители,нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.
е) Соединения фтора. Источникамизагрязненияявляютсяпредприятия по производству алюминия,эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают ватмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическимэффектом.
ж) Соединенияхлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящихсолянуюкислоту,хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду.
Аэрозольное загрязнение атмосферы
Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов,а у людей вызывают специфическиезаболевания.Ватмосфереаэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительнаячастьаэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или сводяным паром. Большоеколичество пылевых частиц образуется также в ходепроизводственной деятельности людей.
Основными источникамиискусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС,которые потребляютугольвысокой зольности, обогатительные фабрики,металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Постоянными источниками аэрозольного загрязненияявляютсяпромышленные отвалы-искусственныенасыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышныхпород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.
При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.
Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно надисточниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, чтопрепятствуетвоздушныхмасс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образованияранеенеизвнстного в природе фотохимического тумана.
Фотохимический туман (смог)
Фотохимический туман представляет собоймногокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входятозон, оксиды азотаи серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях:наличии в атмосфере высокой концентрацииоксидов азота,углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиацииибезветрияиличень слабогообмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
2. Химическое загрязнение природных вод.
Всякий водоемили водный источник связан с окружающей его внешней средой.На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока,разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт,хозяйственнаяибытовая деятельность человека.Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду,классифицируютпоразному,в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое,
физическое и биологические загрязнения, как неорганической (минеральные соли,кислоты, щелочи, глинистые частицы),так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органическиеостатки,поверхностноактивныевещества, пестициды).
Неорганическое загрязнение
Основными неорганическими(минеральными) загрязнителями пресных иморских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон рН промышленныхстоков ( 11,0 - 11,0).Среди основных источниковзагрязнениягидросферыминеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем,подавляяразвитие фитопланктона. Отходы,содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек.Дальнейшая ее миграция сопровождаетсянакоплениемметиловойртутииее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известностьприобрела болезнь Минамата,впервые обнаруженную японскими учеными у людей,употреблявших в пищу рыбу,выловленную в заливе Минамата,в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.
Органическое загрязнение.
Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеютнетолькоминеральные, биогенные элементы,но и органические остатки. Сточные воды,содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,пагубновлияютна состояние водоемов.Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.Наличие суспензийзатрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.Одним из основных санитарных требований,предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количествакислорода.Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностноактивные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену междуводой и атмосферой,что снижает степень насыщенности воды кислородом.Значительный объеморганическихвеществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовымистоками.
Количество в мировом стоке загрязняющих веществ, млн.т./год:
1. Нефтепродукты 26,563
2. Фенолы 0,460
3. Отходы производств
синтетических волокон 5,500
4. Растительные органические остатки 0,170
5. Всего 33,273
В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколькозамедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.Бытовые отходы опасны нетолько тем, чтоявляютсяисточникомнекоторыхболезнейчеловека (брюшной тиф,дизентерия, холера), но и тем, что требуют длясвоего разложения много кислорода.
3. Проблема загрязнения Мирового океана (на примереряда органических соединений)
Нефть и нефтепродукты
Нефть представляетсобойвязкуюмаслянистуюжидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающуюслабойфлуоресценцией.
Нефть и нефтепродукты являются наиболеераспространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-ых годов в океан ежегодно поступало около 10,23% мировой добычи нефти. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.Аварийные ситуации, слив заборттанкерами промывочных и балластных вод,- все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.
Нефтяная пленка изменяет составспектраиинтенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 1-10%(280нм),60-70%(400нм). Пленка толщиной 130-40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение.Смешиваясьсводой,нефть образует эмульсию двух типов: прямую "нефть в воде" и обратную "вода в нефти" . При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.
Пестициды
Пестициды составляютгруппуискусственносозданныхвеществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды - для борьбыс вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды-против сорных растений.Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам иподрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.
Синтетические поверхностно-активные вещества.
Детергенты (СПАВ) 0относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностноенатяжениеводы.Они входят в состав синтетических моющих средств ( СМС) , широко применяемых в быту и промышленности.Вместесо сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. Наиболее распространенными среди СПАВ являютсяанионоактивные вещества.На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ.Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связаносиспользованиемих в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий,получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами.
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующуюактивностьиспособностьвызывать канцерогенные, тератогенные(нарушениепроцессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения ворганизмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить
к ингибированию роста,ускорению старения, нарушению индивидуального развитияиизменению генофонда организмов.К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Основные антропогенные источники ПАУвокружающей среде- это пиролиз органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы (ртуть,свинец,кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенныхивесьматоксичныхзагрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах,поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленныхсточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть,свинец и кадмий.Ртутьпереноситсяв океан с материковым стоком и через атмосферу. Около половины годового промышленного производстваэтого металла различными путямипопадаетвокеан. Заражение морепродуктовнеоднократноприводилок ртутному отравлению прибрежного населения. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: вгорных породах, почвах,природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец,свинецактивно рассеивается в окружающую среду в процессехозяйственнойдеятельностичеловека.Это выбросы спромышленными и бытовыми стоками,с дымом и пылью промышленных предприятий,свыхлопнымигазами двигателей внутреннего сгорания.Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу.
Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг).
Многие страны,имеющие выход к морю,производятморскоезахоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительныхработах,буровогошлака, отходов промышленности,строительного мусора,твердых отходов, взрывчатых и химических веществ,радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга вмореслужит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды.Однако эта способность не беспредельна.Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит кгибели от удушья малоподвижные формы бентоса.У выживших рыб,моллюсков и ракообразныхсокращаетсяскоростьростазасчетухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.
Тепловое загрязнение.
Тепловое загрязнениеповерхностиводоемрвиприбрежных морских акваторийвозникаетврезультатесбросанагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленнымипроизводствами. Сброснагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемахна 6-8 градусов Цельсия. Растворимость кислорода уменьшается,апотреблениеего возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий,разлагающих органическоевещество. Усиливается видовоеразнообразиефитопланктона и всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно сделать вывод ,что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются наиндивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы.
4. Загрязнение почвы.
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именнопочвеннаяоболочкаопределяет многие процессы, происходящие в биосфере.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулированииорганического вещества,различныххимическихэлементов,а также энергии. Почвенный покроввыполняетфункциибиологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено,то сложившеесяфункционирование биосферы необратимо нарушится.
Одним из видовантропогенного воздействия является загрязнение пестицидами.
Пестициды как загрязняющий фактор.
Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных отразличныхвредителейи болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных расвредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых былиуничтожены пестицидами.Неумеренное применение пестицидов (гербицидов,инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. Оченьважно создавать и применять только препараты с небольшойпродолжительностьюжизни,измеряемой неделями или месяцами.В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большойскоростьюдеструкции, однако проблема в целом ещё не решена.
Кислые атмосферные выпады на сушу.
Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего-это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв незнаютзасух,но их естественное плодородие понижено и неустойчиво;они быстро истощаются и урожаи на них низкие.Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками водыраспространяетсянавесь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количествоксиловсеры, азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются врастворысмеси сернистой,серной,азотистой,азотной иугольной кислот,которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу,взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, уг лей,газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступлениев атмосферу оксилов серы,азота,сероводорода и оксида углерода.
Заключение
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным,но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справится со всеми выявившимисязатруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятсяцеленаправленные и продуманные действия.Ответственная и действенная политика по отношению кокружающейсредебудет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды,обоснованные знанияовзаимодействии важных экологических факторов,если разработаем новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.