Зашита окружающей среды

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10^-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода. Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от 7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей. Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод  (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация.

В 70-х годах ХХв. появились  сообщения о региональных снижениях  содержания озона в стратосфере. Особенно заметной стала сезонно  пульсирующая озоновая дыра над Антарктидой площадью более 10 млн. кв.км, где содержание О₃ за 80-е годы уменьшилось почти на 50%. Позднее «блуждаюшие озоновые дыры», правда, меньшие по размеру и не с таким значительным  снижением, стали наблюдаться в зимнее время и в Северном полушарии, в зонах стойких антициклонов – над Гренландией, Северной Канадой и Якутией. Средняя скорость глобального уменьшения  О₃ оценивается в 0,5-0,7% в год.

Поскольку ослабление озонового  экрана чрезвычайно опасно для всей наземной биоты и для здоровья людей, эти данные привлекли пристальное  внимание ученых. Был высказан ряд гипотез о причинах нарушения озонового слоя. Во-первых, – это запуски ракет и космических кораблей многоразового использования. Во-вторых, выбросы сверхзвуковых самолетов, особенно, летящих на высотах в 12-15 км. В-третьих – ядерные взрывы в атмосфере. В – четвертых, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Большинство специалистов склоняется к мнению о техногенном происхождении озоновых дыр. Наиболее обосновано представление, согласно которому главной причиной является попадание в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов, способных чрезвычайно активно присоединять атомарный кислород, тем самым, конкурируя с реакцией

 

О+О₂→О₃

 

Занос активных галогенов  в верхние слои атмосферы опосредован  летучими хлорфторуглеводами (ХФУ) типа фреонов (смешанные фторхлориды метана и этана, например, фреон ^-12 – дихлордифторметан CF₂Cl₂), которые будучи в обычных условиях инертными и нетоксичными, под действием коротковолновых ультрафиолетовых лучей в стратосфере распадаются. Вырвавшись на свободу каждый атом хлора способен разрушить или помешать образованию множества молекул озона.

Не исключено, однако, что часть наблюдаемого ослабления озонового экрана Земли связана не с техногенными выбросами, а вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата.

5. Какое воздействие на человека и природу оказывают вредные выбросы

 

Вещества, загрязняющие природную среду, очень разнообразны. Среди комплекса антропогенных воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают многочисленные химические соединения, широко используемые в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике и других сферах производства. В природную среду в виде выбросов во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств.

Промышленные выбросы в окружающую среду могут быть

- организованный промышленный выброс – выброс, поступающий в окружающую среду (воздушный и водный бассейны) через специально сооруженные газоходы, водоводы и трубы;

- неорганизованный промышленный выброс – выброс в окружающую среду в виде неправильных самопроизвольных водных или газовых потоков, образующихся в результате несовершенства технологического оборудования или нарушения его герметичности, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газов или отводу загрязненной воды в местах загрузки и хранения сырья, материалов, отходов, готовой продукции (например, пыление отвалов пустой породы, нерегулируемый поверхностный сток промышленных предприятий).

- первичные – это выбросы, поступающие в окружающую среду от тех или иных источников, а вторичные, будучи продуктами образования первичных, могут быть более токсичными и опасными, чем первые. Типичное превращение некоторых веществ – их фотохимическое окисление.

При сжигании топлива  в атмосферу выбрасывается диоксид и оксид углерода, оксиды азота и серы, сажа, пыль, а также канцерогенные циклические углеводороды (бензантрацен, холантрен и др.) при неполном сгорании топлива. Эти углеводороды содержатся и в саже, гудроне, которые выбрасываются дизельными двигателями. Более 58 % выбросов диоксида серы образуется при функционировании тепловых электростанций. Черная металлургия является источником выбросов не только оксидов углерода, но и марганца, соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути. Нефтедобывающая и нефтехимическая промышленность - источники выброса углеводородов, различных оксидов, твердых частиц, а химическая промышленность - различной пыли, оксидов тяжелых металлов, хлористых соединений, аммиака, фтористого водорода, силикатов, альдегидов, углеводородов, кремнефтористого натрия и других токсических веществ. Все виды транспорта (автомобильный, железнодорожный, морской, речной, авиация) значительно загрязняют воздух. Так, в выхлопных газах автомобилей содержатся оксид углерода, оксиды азота, различные углеводороды, в том числе альдегиды, сернистые газы, а также свинец, хлор, бром, фосфор и др. С выхлопными газами автомобилей в атмосферу поступает около 200 вредных веществ. Самолеты выделяют оксиды углерода и азота. Особенно вредны из всех выбросов диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, различные углеводороды, пыль, тяжелые металлы. Часто образуется смог - смесь дыма, влаги, химических веществ. Количества веществ, измеряемых десятками миллионов тонн и выбрасываемых в воздушную среду всего мира и России, представлены в таблице 2.

Таблица 2

Выбросы в атмосферу  главных загрязнителей в мире и в России (млн.т)

Виды загрязнителей	Весь мир		Россия
	Стационарные  источники	Транспорт	Стационарные  источники	Транспорт
Твердые частицы Окись углерода Диоксид серы Оксиды азота Углеводороды	57 177 99 68 4	80 200 0,7 20 50	6,4 7,6 9,2 3,0 0,2	3,7 10,1 - 1,1 2,0

Наибольшая загрязненность атмосферы приурочена к индустриальным регионам. Около 90% выбросов приходится на 10% территории суши и сосредоточены  в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Особенно сильно загрязняется воздушный бассейн крупных промышленных городов, где техногенные потоки тепла и аэрополлютантов, особенно при неблагоприятных метеоусловиях (высоком атмосферном давлении и термоинверсиях), часто создаются пылевые купола и явления смога – токсичных смесей тумана, дыма, углеводородов и вредных окислов. Такие ситуации сопровождаются сильными превышения ПДК (предельно допустимая концентрация) многих аэрополлютантов.

Более 200 городов России, население которых составляет 65 млн.чел. испытывают постоянные превышения ПДК токсичных веществ. Жители 70 городов систематически сталкиваются с превышениями ПДК вредных веществ в 10 и более раз. Среди них такие города, как Москва, Санкт-Петербург, Самара, Екатеринбург, Челябинск, Новосибирск, Хабаровск и другие. В этих городах основной вклад в общий объем выбросов вредных веществ приходится на долю автомобильного транспорта.

Выбросы вредных веществ  оказывают различные неблагоприятные  воздействия, как на природу, так  и на человека.

Выбросы промышленных предприятий  приводят к повреждению растительности, особенно лесов. Например, выбросы ТЭЦ угнетают сосновые посадки и пригородные леса, выбросы металлургических заводов повреждают деревья в радиусе до 150 км. Вредное воздействие на растительность оказывают диоксиды серы и азота, озон, пероксид водорода, тяжелые металлы, этилен, анилин, соединения аммония, продукты фотохимического окисления фторидов и т.п. Под их влиянием происходит загрязнение растений, подавляется фотосинтез, нарушается водообмен, снижается транспирация, угнетаются рост и развитие растений, снижается их продуктивность. Загрязнение отрицательно влияет на плодовитость животных и птиц. Выпадающие «кислотные дожди» вызывают закисление водоемов, отрицательно влияют на почвенный и растительный покров. Наиболее тяжелые последствия закисления испытывают водные экосистемы, в особенности ихтиофауна. Сокращается численность фито- и зоопланктона. В первую очередь погибают саламандры и лягушки. Причиной гибели рыб служит нарушение ионного и кислотно-щелочного равновесия в жабрах, которое наступает при уменьшении значения рН от 5 до 4. Биологическая продуктивность многих озерных водоемов и рек резко сокращается.

В зависимости  от своей природы, концентрации, времени  действия на организм человека вредные вещества могут вызвать различные неблагоприятные последствия. В последнее время растет число таких заболеваний, как острые респираторные заболевания, врожденные аномалии, анемия, лейкемия, злокачественные новообразования, а также смертность.

Причем по мере углубления и расширения знаний о механизмах токсического воздействия выявляются все новые виды неблагоприятных эффектов (канцерогенное, мутагенное, иммунотоксическое, аллергизирующее, эмбриотоксическое, тератогенное и другие типы действий).

Кратковременное воздействие небольших концентраций токсических веществ может вызвать головокружение, тошноту, першение в горле, кашель. Попадание в организм человека больших концентраций токсических веществ может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. При систематическом или периодическом поступлении в организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление.

Поступающие в атмосферу  оксиды углерода, серы, азота, углеводороды, соединения свинца, пыль и др. вызывают следующие воздействия на человека:  СО - воздействует на нервную и сердечно-сосудистую систему, вызывает удушье; оксиды азота - отравленный оксидами азота воздух начинает действовать с легкого кашля; при повышении концентрации NO возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль; SO₂. - создает неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей; углеводороды - обладают наркотическим действием, в малых дозах вызывают головную боль, головокружение, кашель, неприятные ощущения в горле; альдегиды - вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, головную боль, слабость, потерю аппетита, бессонницу; пыль вызывает раковые заболевания, аллергию, дерматозы, силикоз; диоксид серы вызывает хронический гастрит, атеросклероз, расстройства нервной и сердечно-сосудистой системы, бронхит, ларингит, рак легких; свинец изменяет состав крови и костного мозга, поражает печень и почки и др.; мышьяк, ртуть, селен приводят к отравлениям, а также могут вызвать импотенцию, ослабить умственные способности (ртуть); сероводород - причина расстройств центральной нервной и сердечно-сосудистой систем и т.п.

В результате выбросов (сбросов) производственных сточных вод в воду попадают различные химические вещества и вредно влияющие на рыб. В настоящее время хозяйственная деятельность человека привела во многих районах к усилению процессов эвтрофикации водоемов: в них в избыточных количествах стали поступать соединения углерода, азота, фосфора, что приводит к нежелательным  последствиям. В таких сильно загрязненных водоемах усиливается «цветение» - массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды. Результатом цветения воды является дефицит кислорода, появляется метан и сероводород. В результате рыба и другие животные погибают, а вода становится непригодной для бытовых нужд.

В случае сбросов городских сточных вод, включающих преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные,  происходит загрязнение водоемов гельминтами, которые представляют паразитарную опасность для человека. Наличие моющих синтетические веществ в сточных водах даже в незначительном количестве придает воде неприятный привкус и запах, а также ведет к образованию пены. Даже небольшая концентрация этих веществ приводит к гибели мелкого планктона и замору рыб.

 

6. Перечислить  глобальные воздействия выбросов  на природу

 

1. «Парниковый эффект» и глобальное потепление климата – повышение средней температуры атмосферы и гидросферы в масштабах планеты, вызванное природными и техногенными факторами.

2. Ослабление озонового  слоя Земли - «озоновые дыры» важного естественного барьера, предохраняющего живые организмы от действия ультрафиолетовых лучей.

3. Проблема «кислотных» дождей, которые возникают в результате выброса оксидов серы и азота и соединения с водяными парами, которые затем выпадают вместе с атмосферными осадками в виде ядовитых «кислотных» дождей.

4. Загрязнение атмосферы, воды выбросами, содержащими ртуть, радионуклиды и другие вредные вещества, приводит к полному исчезновению многих видов животных, рыб и растений или превращению в ранг редких и исчезающих видов.

5. В результате загрязнения среды обитания появились или умножились различные заболевания, снижающие дееспособность человека и уносящие ежегодно многие тысячи жизней. Среди них – генетическая отягощенность, сердечно-сосудистые и психические заболевания, социальные пороки, травматизм различного происхождения и т.д.

6. Загрязнение Мирового  океана сбросами местных бытовых и промышленных сточных вод, под влиянием которых происходит отравление водных организмов, обеднение фауны, падение рыбного промысла, разрушение природных ландшафтов.

 

 

 

 

7. Мероприятия  по защите окружающей среды 

 

1. Нормативно-правовые основы охраны окружающей природной среды

Эта документация по охране окружающей среды включает федеральные, республиканские, местные санитарные нормы и правила Министерства здравоохранения РФ, строительные нормы и правила Комитета по строительной, архитектурной и жилищной политике РФ, систему стандартов «Охрана природы», документы Министерства природных ресурсов РФ, Государственного комитета РФ по охране окружающий среды, Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.