Химическое загрязнение среды промышленностью

 

Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное  натяжение  воды.  Они входят в состав  синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности.  Вместе  со сточными водами СПАВ попадают  в материковые воды и морскую среду.  СМС  содержат  полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,  арбоксиметилцеллюлоза, силикаты  натрия. В  зависимости  от  природы  и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные,  катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в  воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются  анионоактивные вещества.  На их долю приходится более 50% всех производимых  в мире СПАВ.  Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано  с  использованием  их 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 трансформирующую  активность  и способность вызывать канцерогенные,   тератогенные  (нарушение процессов   эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах.  В зависимости от условий воздействия они могут приводить                       к ингибированию роста,  ускорению старения, нарушению индивидуального развития  и изменению генофонда организмов.   К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).  Максимальное количество  ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено  в тентонически активных  зонах,  подверженным глубинному термическому воздействию.  Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей 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 распространенных  и весьма  токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются   в различных промышленных производствах,  поэтому, несмотря   на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов  в промышленных  сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений  поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть,  свинец и кадмий.  Ртуть переносится в   океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно  выделяется  3,5 тыс.т. ртути.  В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства  этого металла (910 тыс.т./год) различными путями  попадает  в   океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии  переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно  приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве  катализатора  использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предприятий поступали в залив Минамата.  Свиней - типичный рассеянный  элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах,  природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец,  свиней  активно рассеивается в окружающую среду в процессе  хозяйственной деятельности  человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками,  с дымом и пылью промышленных предприятий,  с выхлопными  газами   двигателей внутреннего сгорания.  Миграционный поток свинца с континента  в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает  (20-30) т.   свинца в год.

 

Сброс отходов  в море с целью захоронения (дампинг). Многие страны,  имеющие выход к морю,  производят  морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого            при дноуглубительных  работах,  бурового  шлака,  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 в море  служит 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. В шлаках промышленных производств  присутствуют  разнообразные  органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества)  32-40%  органических веществ; 0,56% азота;  0,44%  фосфора;  0,155% цинка; 0,085%  свинца; 0,001%  ртути; 0,001% кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь столб  воды, часть загрязняющих веществ  переходит в раствор, изменяя  качество воды, другая сорбируется  частицами взвеси и переходит  в донные отложения.  Одновременно повышается мутность воды.  Наличие  органических  веществ  часто  приводит  к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко  к его полному исчезновению,  растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме,  появлению  сероводорода.

Присутствие большого количества органических веществ создает в  грунтах устойчивую восстановительную  среду,  в которой возникает  особый тип иловых вод,  содержащих сероводород,  аммиак,  ионы металлов.  Воздействию  сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы  бентоса и др. В случае образования  поверхностных пленок,  содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие  в раствор, могут аккумулироваться в тканях   и органах гидробиантов  и  оказывать  токсическое  воздействие  на  них.  Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к  гибели от удушья малоподвижные формы бентоса.  У выживших рыб,  моллюсков  и  ракообразных  сокращается  скорость  роста  за  счет ухудшения условий  питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.  При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов  дампинга,  определение  динамики  загрязнения  морской воды  и  донных отложений. Для выявления  возможных объемов сброса   в море необходимо проводить расчеты  всех  загрязняющих веществ  в  составе материального сброса. 

 

Тепловое загрязнение.  Тепловое загрязнение  поверхности  водоемов   и  прибрежных   морских акваторий  возникает  в  результате  сброса  нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными  производствами. Сброс  нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах  на  6-8  градусов Цельсия. Площадь  пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км.  Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается,  а  потребление  его  возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий,  разлагающих органическое  вещество.  Усиливается видовое  разнообразие  фитопланктона и всей флоры   водорослей.

На основании обобщения  материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия  на водную среду проявляются на  индивидуальном и популяционно-биоценотическом  уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит  к упрощению  экосистемы.

 

Загрязнение почвы.

 

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли.  Именно  почвенная  оболочка  определяет  многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит  в аккумулировании  органического  вещества,  различных  химических  элементов,  а также   энергии. Почвенный покров  выполняет  функции  биологического  поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных  загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено,  то сложившееся  функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно  важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова,  его  современного состояния и изменения  под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов  антропогенного воздействия  является загрязнение пестицидами.

 

Пестициды как  загрязняющий фактор. Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и  животных от  различных  вредителей  и болезней - одно из важнейших достижений современной науки.  Сегодня  в  мире  на 1 га. наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате  длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве медицине (борьба  с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас  вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были  уничтожены пестицидами.  В  то же время действие пестицидов стало   проявляться в глобальных масштабах.  Из громадного количества   насекомых вредными  являются лишь 0,3%  или 5 тыс.  видов.  У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции,  заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного  препарата  сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С  общебиологических позиций резистентность можно  рассматривать   как смену  популяций в результате перехода от чувствительного   штамма к устойчивому штамму того же вида  вследствие  отбора,   вызванного пестицидами.  Это явление связано с генетическими,   физиологическими и биохимическими  перестройками  организмов.   Неумеренное применение пестицидов (гербицидов,  инсектицидов,   дефолиантов) негативно влияет на качество почвы.  В  связи  с   этим усиленно  изучается судьба пестицидов в почвах и возможности  и возможности их обезвреживать химическими  и  биологическими способами.  Очень  важно создавать и применять только  препараты  с небольшой  продолжительностью  жизни,  измеряемой неделями              или месяцами.  В этом деле уже достигнуты определенные успехи  и внедряются препараты с большой  скоростью  деструкции, 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 не знают  засух,  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  воды  распространяется   на  весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.  Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств  оксилов  серы,  азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в  растворы  смеси сернистой,  серной,  азотистой,  азотной и  угольной кислот,  которые выпадают в виде "кислых дождей"  на  сушу,  взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными  источниками в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, углей,  газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление  в атмосферу оксилов серы,  азота,  сероводорода и оксида  углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков,  наземных  и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём  систематических представительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях.                                        

Заключение

 

В наше время защита окружающей среды выдвигается на первый план. Последствия недостаточного внимания к проблеме могут быть катастрофическими. Речь идет не только о благополучии человечества, а о его выживании. Особенно тревожно то, что деградация природной среды может оказаться  необратимой.

Загрязнение вод наносит  ущерб здоровью человека и рыбным запасам. Деградация сельскохозяйственных угодий привела к засухе и эрозии почв во многих районах. Отсюда недоедание, голод, болезни. Загрязнение воздуха  наносит все более ощутимый ущерб  здоровью людей. Массовое уничтожение  лесов отрицательно сказывается  на климате и сокращает биоразнообразие, генофонд. Серьезной угрозой здоровью является истощение озонового слоя, защищающего от вредных излучений  Солнца. К катастрофическим изменениям в климате Земли ведет "парниковый эффект", то есть глобальное потепление в результате растущих выбросов углекислого  газа в атмосферу. Нерациональное использование  минеральных и живых ресурсов ведет к их истощению, что опять-таки ставит проблему выживания человечества. Наконец, аварии на предприятиях, связанных  с радиоактивными и ядовитыми  веществами, не говоря уже об испытании  ядерного оружия, причиняют огромный ущерб здоровью людей и природе. Достаточно вспомнить об аварии на Чернобыльской АЭС и на американском химическом заводе в Индии. Большой  ущерб окружающей среде приносят вооруженные конфликты, о чем  свидетельствует опыт войн во Вьетнаме, Кампучии, Персидском заливе, в Югославии  и др.

На конференции ООН 1992 г. в Рио-де-Жанейро прозвучал  вывод о том, что нынешняя рыночно-потребительская  модель, действующая в ряде стран, стремительно ведет к гибели всего  человечества. Это модель неустойчивого  развития, характеризующаяся бездумной  разработкой и потреблением природно-энергетических и сырьевых ресурсов биосферы.

Учитывая высокую энерго-  и ресурсоемкость промышленного  производства в России, низкий уровень  культуры производства и пренебрежение  экологическим законодательством, необходимо трансформировать всю социальную и политическую организацию управления и разработать новую экологическую  доктрину, концепцию, в интересах  выживания будущих поколений  россиян.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1.    Экологическая  химия: Пер. с нем. / Под ред.  Ф. Корте. — М.: Мир, 2006.

— 396 с., ил.

 

2.    Экологические  проблемы: что происходит, кто виноват  и что делать?:

Учебное пособие / Под ред. Проф. В. И. Данилова - Даниляна. — М.: Изд-во

МНЭПУ, 2007. — 332 с.

 

3.    Небел Б. Наука  об окружающей среде: Как устроен  мир: В 2-х т. Т. 1,2.

Пер. с англ.- М.: Мир, 2005. - с., ил.

 

4.    Ревель П., Ревель  Ч. Среда нашего обитания: В  4-х книгах. Кн. 2.

Загрязнения воды и воздуха: Пер с англ. - М.: Мир, 2005. - с., ил.

 

5.  Барбье М. Введение  в химическую экологию / Пер. с  франц. М.: Мир, 2006.

230 с.

 

6. Телитченко М.М., Остроумов  С.А. Введение в проблемы биохимической

экологии. М.: Мир, 2005. 420 с.

 

7. Винокурова Н.Ф., Трушин  В.В. Глобальная экология. М.: Просвещение,

2008. 270 с.

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2010

					ПС-332.01.01.00ПЗ	Лист
Изм.	Лист	№докум.	Подп.	Дата