Основные продукты загрязнения и их приемники

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КАФЕДРА ГЕОЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

ОСНОВНЫЕ ПРОДУКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ИХ ПРИЕМНИКИ

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 708 гр

Остроушко Роман

Проверил: Бешенцев В.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2013

ОСНОВНЫЕ  ПРОДУКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ИХ ПРИЕМНИКИ

ПРОДУКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Продукты загрязнения  делятся на газообразные, жидкие и твердые.

Газообразные  продукты загрязнения связаны с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу. Загрязнение ПВ тесно связано с загрязнением атмосферы и почвенного слоя. За последние три десятилетия антропогенные выбросы химических веществ в атмосферу вызвали множество проблем, связанных с состоянием ОС и здоровьем населения. Некоторые химические вещества, например хлорфторуглероды (ХФУ), в производстве которых заинтересованы потребители, случайно попадают в атмосферу в результате неисправностей оборудования или использования отдельных предметов потребления. Другие вещества, подобные двуоксиду серы (S0₂) и оксиду углерода (СО), являются неизбежными побочными продуктами сжигания ископаемых видов топлива. Загрязнение воздуха в городах, кислые (кислотные) дожди, загрязнение токсичными химическими веществами (некоторые из них устойчивы и способны переноситься на большие расстояния), истощение озонового слоя стратосферы, а также изменение глобальной климатической системы — все это представляет серьезную угрозу ОС и благосостоянию человечества.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) обращает внимание на шесть «классических» веществ, загрязняющих воздух: СО, свинец, двуоксид азота (N02), взвеси (включая пыль, дымку и дымы), S0₂ и тропосферный озон (0₃). Сжигание ископаемого топлива и биомассы является наиболее значительным источником загрязнения воздуха такими веществами, как S0₂ и СО, некоторые оксиды азота (N0), взвеси, летучие органические соединения и тяжелые металлы. Эти процессы также являются мощным источником образования двуоксида углерода (С0₂) — одного из газов, играющих важнейшую роль в создании парникового эффекта. За четверть века — между 1973 и 1998 гг. - общее потребление энергии выросло на 57%, причем основная ее часть была получена за счет сжигания нефти, природного газа и угля, в то время как использование атомной энергии, гидроэлектроэнергии и возобновимых источников энергии было незначительным.

Кислые атмосферные осадки за последнее десятилетие вошли  в число наиболее серьезных экологических проблем, особенно в Европе и Северной Америке, а в последнее время также и в Китае. С начала 1980-х годов первоочередной экологической проблемой стал ущерб, наносимый кислыми осадками лесам Европы. При этом в период с 1950-х по 1980-е годы закисление тысяч озер Скандинавии привело к утрате популяций различных видов рыб, аналогичная картина наблюдается на Кольском п-ве в России.

В большинстве промышленноразвитых стран выбросы ЗВ в атмосферу уменьшились или стабилизировались, что в значительной степени является результатом реализации мер по снижению выбросов, разработанных и реализованных после 1970-х годов. Несмотря на то, что был достигнут заметный прогресс в сокращении промышленных выбросов, во многих странах транспорт стал одним из важнейших источников загрязнения воздуха (особенно оксидами азота и многочисленными соединениями углерода). Высокие концентрации этих веществ в воздухе городов способны при определенных климатических условиях вызвать фотохимический смог, который оказывает влияние на здоровье населения.

Во многих городских центрах  и прилегающих к ним районах  одной из дополнительных проблем становятся высокие концентрации тропосферного озона. Тропосферный озон антропогенного происхождения может образовываться в ходе реакций между N0x и летучими органическими веществами в теплые солнечные дни, особенно в городах и промышленных зонах, а также в регионах, для которых характерна стагнация воздушных масс. Это явление может иметь широкое распространение, поскольку обнаружено, что молекулы 0₃ мигрируют на большие расстояния (до 800 км) от источника их эмиссии. Концентрации тропосферного озона на обширных пространствах Европы и в некоторых районах Северной Америки столь велики, что угрожают не только здоровью населения, но и растительному покрову.

Одной из причин глобального  беспокойства является проблема стойких  органических ЗВ, медленно разрушающихся и способных переноситься в атмосфере на большие расстояния; к числу таких соединений относятся пестициды.

Защита озонового слоя Земли стала в последние 30 лет  одной из главных задач, учитываемых  при решении проблем ОС и устойчивого  развития. Истощение озонового слоя угрожает здоровью населения, вызывая такие заболевания, как рак кожи, катаракта глаз и др., воздействует на флору и фауну, влияет на климат планеты, а с ним и на все компоненты ОС, включая подземную гидросферу. Разрушение озонового слоя вызывается рядом химических соединений, называемых озоноразрушающими, из которых наиболее известны хлорфторуглеводороды (ХФУ), которые используются в холодильниках, кондиционерах, аэрозольных распылителях, изоляционных и мебельных материалах, противопожарном оборудовании. Истощение озонового слоя Земли в настоящее время особенно велико над Антарктидой и также над Арктикой. Благодаря постоянным усилиям со стороны международного сообщества глобальное потребление озоноразрушающих веществ заметно сократилось и можно ожидать, что в ближайшие 10—20 лет озоновый слой начнет восстанавливаться.

Ученым уже более 100 лет  известно о явлении естественного  парникового эффекта. Земля поддерживает свою равновесную температуру посредством хрупкого баланса между поступающей солнечной энергией (коротковолновой радиацией), которую она поглощает, и исходящей инфракрасной энергией (длинноволновой радиацией), которую она испускает и часть которой уходит в космическое пространство. Парниковые газы (ПГ) (водяной пар, двуоксид углерода, метан и др.) практически не препятствуют проникновению солнечной радиации сквозь атмосферу, но поглощают инфракрасное излучение, идущее от поверхности Земли, и затем отражают некоторую его часть обратно к земной поверхности. Этот природный парниковый эффект позволяет сохранять температуру земной поверхности примерно на 33° выше, чем она была бы в его отсутствие, что делает Землю достаточно теплой для поддержания жизни на ней.

В результате промышленной революции в атмосфере существенно  выросла концентрация С0₂ — одного из важнейших газов, создающих парниковый эффект. Считается, что он ответствен за явление глобального потепления. В настоящее время концентрация С0₂ в атмосфере составляет примерно 370 ррм, что означает более чем 30%-ное ее увеличение по сравнению с 1750 г. Накопление С0₂ в атмосфере связано с антропогенным выбросом его при сжигании ископаемого топлива и, в меньшей степени, с изменениями в характере землепользования, производства цемента и сжигания топлива на основе биомассы.

Кроме С0₂ увеличились концентрации в атмосфере других ПГ: метана, оксида азота, галогенуглеродных соединений. Наибольшие объемы выбросов ПГ приурочены к развитым странам. Ряд ученых считают, что наблюдаемое в последние 50 лет потепление климата в значительной степени обусловлено человеческой деятельностью. Окружающая среда, здоровье населения, экономика - все эти сферы чутко реагируют на изменение климата. Климатические изменения, в частности, могут оказать неблагоприятное воздействие на запасы пресной воды (поверхностной и подземной), производство продовольствия, распределение и сезонное распространение ряда инфекционных заболеваний.

Жидкие продукты загрязнения ПВ представляют собой сточные воды, образованные при функционировании предприятий всех отраслей промышленности, транспорта, энергетики, сельского и коммунального хозяйств и других видов человеческой деятельности. В России объем сброса загрязненных сточных вод в 2002 г. по сравнению с 1995 г. снизился за счет спада производства, но, тем не менее, является значительным — 19 767 млн м³. Наибольший вклад в формирование состава и объема сточных вод вносит целлюлозно-бумажная промышленность, на втором месте — жилищно-коммунальное хозяйство. Основными причинами загрязнения являются сброс недостаточно очищенных сточных вод и сток ливневых и талых снеговых вод с промышленных площадок и нарушенных территорий. Структура сброса сточных вод отраслями производственной деятельности приведена в табл. 3.1.

Согласно основам водного  законодательства и правилам охраны поверхностных вод от загрязнения, сброс стоков в природные водные объекты должен контролироваться. Не разрешается сбрасывать вредные примеси в стоках с концентрациями, превышающими ПДК для природных вод.

Все ЗВ, содержащиеся в стоках, можно разделить на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Минеральные загрязняющие вещества включают в себя песок, глину, шлак, различные руды, растворы минеральных солей, кислот и щелочей, минеральные масла и др.

Таблица 3.1. Показатели сброса сточных вод в поверхностные водоемы за 2002 г., млн м³ [9]

Отрасль промышленности	Всего	Загрязненных		Нормативно-	Нормативно-
		Всего	В том числе  без очистки	чистых	очищенных
Жилищно-коммунальное	13 668,1	12 205,8	1052,51	73,94	1388,3
хозяйство
Сельское хозяйство	6829,1	1189,5	1117,5	5633,6	5,9
Промышленность  в целом	33 775,2	6175,6	1797,3	26719,0	880,6
В том числе
деревообрабатывающая  и целлюлозно-бумажная	1619,7	1416,6	89,4	170,0	33,
химическая и
нефтехимическая	1893,7	1302,6	288,8	508,7	82,4
электроэнергети ка	26203,0	768,3	556,7	25286,7	148,0
черная металлургия	808,2	686,3	210,7	101,7	20,2
машиностроение  и металлообработка	630,9	473,3	113,3	28,3	129,3
цветная металлургия	954,9	421,2	209,5	396,4	137,2
угольная	486,2	394,6	122,7	54,2
нефтеперерабатывающая	363,1	143,1	0,7	0,4	217,6
производство  строительных материалов	187,5	125,6	86,5	57,2	4,7
пищевая	153,8	89,4	38,9	54,1	10,3
легкая	81,2	69,6	5,2	1,0	10,6
газовая	29,0	11,6	1,1	0,6	16,8
нефтедобывающая	19,1	4,2	2,7	12,6	2,3

Все эти компоненты характерны для сточных вод машиностроительных, металлургических, нефтяных, нефтеперерабатывающих, строительных, горнодобывающих и других производств. Особое место среди этих загрязняющих веществ занимают тяжелые металлы, соединения которых характеризуются мутагенными (сульфид цинка), тератогенными (уродства при рождении детей: кадмий, свинец, литий, галий) и канцерогенными (мышьяк, селен, хром, свинец, ртуть) свойствами, многие из них обладают токсичностью.

Органические загрязнения  могут быть растительного и животного  происхождения. К первым относятся остатки растений, плодов, овощей, бумаги и др. Все они характеризуются повышенным содержанием углерода. В состав загрязнений животного происхождения входят физиологические выделения (фекалии), остатки мускульных и жировых тканей, клеевые вещества, в них содержится большое количество азота. Перечисленные составляющие есть в городских коммунальных стоках, сточных водах целлюлозно-бумажной промышленности, мыловаренных, кожевенных, мясоперерабатывающих, пищевых и других предприятий.

В стоках кроме названных  органических веществ содержатся и  другие виды органики; наиболее распространенными из них являются нефтепродукты. Нефтепродукты относятся к числу органических трудноокисляемых соединений и присутствуют в стоках практически всех видов промышленности. В сточных водах многих предприятий содержатся фенолы (в основном химическая промышленность) и синтетические поверхностно-активные вещества.

Бактериальные и биологические  загрязнения представлены различными микроорганизмами в виде дрожжевых и плесневых грибков, мелких водорослей и бактерий.

Выпуск теплых вод от различных  энергетических установок вызывает тепловое загрязнение, интенсификацию испарения и сопровождается увеличением минерализации вод. Тепловое загрязнение наиболее часто встречается в фунтовых водах, но может отмечаться и в глубоких водоносных горизонтах, где оно возникает за счет инфильтрации с поверхности земли теплых сточных вод, а также за счет возникновения ореола теплового загрязнения при закачке промышленных сточных вод через нагнетательные скважины.

Твердые продукты загрязнения (отходы) ПВ формируются в результате практически всех видов деятельности человека. Основными видами твердых отходов являются отработанные горные породы, илы и шламы обогатительных предприятий горнодобывающей промышленности; шламы из систем промышленной и коммунальной очистки сточных вод; отходы различных промышленных производств; зола и шлак предприятий энергетической промышленности (тепловых электростанций); пришедшие в негодность ядохимикаты; коммунальные отходы (упаковочные материалы, твердые отходы жилых помещений и коммунальных предприятий, городской мусор и т.д.), строительный мусор.