Химические загрязнения окружающей среды

                                      Современная Гуманитарная  академия

                                                        Самарский филиал

                                                             Группа: 18 
 

                            Творческая работа  по дисциплине: Экология

                      Тема: «Химические  загрязнения окружающей  среды» 
 
 
 
 
 

                                                                                            Студент: Чекоданова Ю.В.

                                                             Группа: ЗЮп1-1109-18 
 

                          Химические загрязнения окружающей среды

Наиболее сильно отражается на окружающей среде загрязнение  продуктами химических преобразований. К ним можно отнести газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Также плохо отражается на атмосфере накопление углекислого  газа, количество которого, к сожалению, все увеличивается. Это может  привести в самом ближайшем будущем  к увеличению среднегодовой температуры  на Земле. Продолжается загрязнение  Мирового океана нефтью и ее производными, которое охватило уже 1/5 всей поверхности  океана.

Такая ситуация может стать причиной нарушения газо- водообмена между атмосферой и гидросферой. Загрязнение почвы пестицидами и превышение кислотности могут привести к распаду экосистемы. Все эти процессы вызывают негативные изменения в биосфере.

Атмосфера загрязняется в результате воздействия трех основных факторов: промышленности, бытовых  котельных и транспорта. В зависимости  от места расположения доля каждого  из трех источников загрязнения сильно колеблется. Однако общепризнанным является тот факт, что промышленное производство стало одним из самых грозных  «обидчиков» окружающей среды. Источниками  загрязнения становятся теплоэлектростанции, выбрасывающие вместе с дымом  в атмосферу сернистый и углекислый газ. Также сюда можно отнести  металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и  мышьяка. Сюда же относят и цементные, химические заводы. Вредные газы оказываются  в воздухе в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых  и промышленных отходов. 
 

                        Основные загрязняющие вещества

Атмосферные загрязнители можно разделить на первичные, поступающие  прямо в атмосферу, и вторичные, которые являются результатом метаморфозы  последних. Например, попадающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, взаимодействующего с парами воды, и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком формируются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, возникают и другие вторичные загрязняющие вещества. Основным источником пирогенного загрязнения на планете стали тепловые элек-тростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% добываемого твердого и жидкого топлива. Основные вредные примеси пирогенного происхождения следующие:

а) оксид углерода. Он возникает при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздухе  оказывается в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в  атмосферу не менее 250 млн.т. Оксид  углерода -- это соединение, активно реагирующее с составными частями атмосферы, он способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.

б) сернистый  ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки сернистых руд (до 70 млн. т в год). Часть соединений серы может выделиться при горении органических остатков в горнорудных отвалах. В США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида соста-вило 65% от общемирового выброса. 
 

в) серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции  становится аэрозоль или раствор  серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет  заболевания дыхательных путей  человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий наблюдается при  низкой облачности и высокой влажности  воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны небольшими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС каждый год выбра-сывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) сероводород  и сероуглерод. Поступают в атмосферу  отдельно или вместе с другими  соединениями серы. Основными источниками  выброса становятся предприятия  по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие  заводы, а также нефтепромыслы. В  атмосфере при взаимодействии с  другими загрязнителями медленно окисляются до серного ангидрида.

д) окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, посту-пающих в атмосферу, составляет 20 млн. т в год.

е) соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по про-изводству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений -  

- фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами. 
 

ж) соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную  кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную  известь, соду. В атмосфере наблюдаются  как примесь молекулы хлора и  паров соляной кислоты. Токсичность  хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

В металлургической индустрии при выплавке чугуна и  переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных  тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т предельного  чугуна выделяется 2,7кг сернистого газа и 4,5кг пылевых частиц, которые состоят  из соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Аэрозольное загрязнение.

Аэрозоли представляют собой твердые или жидкие частицы, которые находятся в воздухе  во взвешенном состоянии. Твердые компоненты аэрозолей нередко очень опасны для живых организмов, у людей  они порождают специфические  заболевания. В атмосфере аэрозольные  загрязнения можно наблюдать  в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей формируется  в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между  собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1--5 мкм. В атмосферу Земли  ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками  искусственных аэрозольных загрязнений  воздуха в настоящее время  являются ТЭС, потребляющие уголь высокой  зольности,

обогатительные  фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные  частицы от этих источников отличаются большим  

разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе можно найти соединения кремния, кальция и углерода, гораздо реже -- оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще более разнообразна органическая пыль, которая включает в себя алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пи-ролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предпри-ятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения стали промышленные отвалы -- искусственные насыпи из переработанного материала, главным образом вскрышных пород, полученных при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов становятся массовые взрывные работы. Известно, что в результате одного среднего по массе взрыва (250--300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м условного оксида углерода и более 150 т пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источ-ником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств -- измельчение и химическая обработка шихты, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов -- всегда сопровождаются выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

К атмосферным  загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они могут подвергаться различным превращениям, окислению, полимеризации, особенно если начнут взаимодействовать с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. Результатом этих реакций становится появление перекисных соединений, свободных радикалов, соединений углеводородов с оксидами азота и  
 

серы, часто в  виде аэрозольных частиц. При некоторых  погодных условиях в приземном слое воздуха могут формироваться  особо большие скопления вредных  газообразных и аэрозольных примесей. Обычно это случается, когда в  слое воздуха прямо над источниками  газопылевой эмиссии происходит инверсия - расположение слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует движению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В итоге вредные выбросы концентрируются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Контроль  за выбросами в атмосферу загрязняющих веществ (ПДК)

ПДК (предельно допустимые концентрации) - такие концентрации, которые на человека и его потомство не оказывают прямого или косвенного воздействия, не ухудшают его работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, происходит в ГГО -- Главной геофизической обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить загрязнение воздуха, измеренные значения концентраций сопоставляют с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и устанавливают число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия -- среднеустойчивой ПДК. Загрязнение воздуха несколькими веществами оценивается с помощью комплексного показателя -- индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (окислы азота и серы), Бишкеке (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения  

воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то формируется очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

                               Химические загрязнения водоемов.

Всякий водоем или водный источник соотнесен с  окружающей его внешней средой. На него влияют условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные  природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Результатом этих влияний  становится привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды).