Загрязнения: классификация. Концентрации и уровни загрязнений. Загрязнения и масштабы загрязнений

1

Загрязнения: классификация. Концентрации и уровни загрязнений. Загрязнения и масштабы загрязнений.

Введение.

Глава 1. Загрязнение окружающей среды

           1.1 Загрязнение атмосферы.

           1.2 Загрязнение почвы.

           1.3 Загрязнение воды.

Глава 2. Масштабы воздействия природных загрязнений на окружающую среду

Заключение.

Список литературы.

Приложение.

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнение     окружающей среды имеет почти такую же дол­гую историю, что и история самого человечества. Долгое время перво­бытный человек мало чем отли­чался от других видов животных и в экологическом смысле находился в равновесии с окружающей средой. К тому же численность человече­ства была невелика.

С течением времени в результате развития биологической организации людей, их умственных способностей, чело­веческий род выделился среди других видов: возник первый вид живых существ, воз­действие которых на все живое представляет собой потенциаль­ную угрозу равновесию в природе.

Можно счи­тать, что вмешательство человека в природные процессы за это время выросло не менее чем в 5000 раз, если это вмешательство вообще можно оценить.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.  Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество,  опасное  вмешательство  человека   в природу резко усилилось,  расширился объём этого  вмешательства,  оно стало  выражать разнообразные проявления  и  сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.  Человеку приходится все больше вмешиваться  в  хозяйство  биосферы  - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время  подвергается  нарастающему антропогенному воздействию.

Глава 1. Загрязнения окружающей среды.

Под загрязнением окружающей среды следует понимать изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных), происходящие в результате естественных или искусст­венных процессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту. Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество. Часто эти изменения выражаются в неблагоприятной форме загрязнения.

Загрязнение окружающей среды — это поступление в нее вредных веществ, могущих нанести ущерб здоровью человека, неорга­нической природе, растительному и животному миру или стать помехой в той или иной человеческой деятельности. Конечно, загрязне­ния, вызванные деятельностью людей (их называют антропогенными), надо отличать от естественных загрязнений. Обычно, говоря о загрязнении, имеют в виду именно антропогенное загрязнение и оце­нивают его, сравнивая мощности естественных и антропогенных источников загрязнения.

Из-за больших количеств поступа­ющих в среду отходов человечес­кой деятельности способ­ность окружающей среды к само­очищению находится на пределе. Значительная часть этих отходов чужда природ­ной среде: они либо ядовиты для микроорганизмов,  разрушающих сложные органические вещества и превращающих их в простые неор­ганические   соединения,   либо вообще не разрушаются и поэтому накапливаются в различных частях окружающей среды. Даже те веще­ства, которые привычны для окру­жающей среды, поступая в нее в слишком больших количествах, могут изменять ее качества и воз­действовать на экологические системы.

Влияние человека на природу ощущается практически везде. В Приложении показан список основных загрязнителей биосферы по данным ЮНЕСКО. Далее рассмотрим более детально природные загрязнения, оказывающие крайне негативное воздействие на биосферу.

1.1. Загрязнение атмосферы

Существует два главных источника загрязнения атмо­сферы: естественный и антропогенный.

Естественный ис­точник - это вулканы, пыльные бури, выветривание, лес­ные пожары, процессы разложения растений и животных.

Антропогенные, в основном делят на три основных  источника  загрязнения 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 промышленное  производство. Источники загрязнения - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в  воздух  оксиды  азота,  сероводород,  хлор, фтор,  аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути  и мышьяка;  химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в  воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,  работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

По данным ученых (1990 г.) ежегодно в мире в резуль­тате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд т оксидов углерода, 190 млн т оксидов серы, 65 млн т оксидов азота, 1,4 млн т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные (вызывающие заболевание раком).

Наиболее    распространенные загрязнители атмосферы посту­пают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе львиную долю- 80-90 процентов- всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообраз­ные выбросы. Существуют 3 основных источника образования газообразных  загрязнений: сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и природные источники.

Рассмотрим основные вредные   примеси   антропогенного  происхождения.

       Оксид углерода.  Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т.  Оксид углерода является соединением,  активно реагирующим  с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

       Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд (до 170 млн. т. в год).  Часть  соединений  серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах.

       Серный  ангидрид. Образуется  при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является  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 отмечается при низкой облачности и высокой  влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее  10 км.  от таких предприятий,  обычно  бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной  кислоты.  Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

       Сероводород и сероуглерод.  Поступают в атмосферу  раздельно или  вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по  изготовлению  искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

       Окислы  азота. Основными  источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.  Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в  год.

       Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству 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.

       Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих  соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь  молекулы хлора  и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов.

       Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмо­сферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий стали практичес­ки постоянными компонентами воздуха промышленных центров.

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 специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется 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 загрязнения воздуха являются ТЭС, которые потребляют 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 обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа,   магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена,  мышьяка,  бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест.

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы  -  искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород,  образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности,  ТЭС.

Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.  Основные технологические  процессы этих производств  -  измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ.

Но, конечно, нельзя забывать и о фреонах, или хлорфторуглеводородах. Именно их большинство ученых считают причиной образования так называемых озоновых дыр в атмосфере. Фреоны широко используются в производстве и в быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, а также в аэрозольных упаковках. А именно с понижением содержания озона в верхних слоях атмосферы медики связывают рост количества раковых заболеваний кожи. Известно, что атмосферный озон образуется в результате сложных фотохимических реакций под воздействием ультрафиолетовых излучений Солнца. Хотя его содержание невелико, его значение для биосферы огромно. Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение, предохраняет все живое на земле от гибели. Фреоны же, попадая в атмосферу, под действием солнечного излучения распадаются на ряд соединений, из которых окись хлора наиболее интенсивно разрушает озон. 

1.2. Загрязнение почвы.

            Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосфе­ру, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Осе­дающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы — сви­нец, кадмий, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они мало­подвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединя­ясь с ними, металлы могут перехо­дить в растворимые соединения, доступные растениям. В раствори­мые формы переходят также веще­ства, постоянно присутствующие в почвах, что иногда приводит к гибе­ли растений. Примером может слу­жить весьма распространенный в почвах алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев. Алюминиевая болезнь, при которой нарушается структура тканей растений, оказы­вается для деревьев смертельной.

С другой стороны, кислые дожди вымывают необходимые для расте­ний питательные соли, содержа­щие азот, фосфор и калий, что сни­жает плодородие почв. Повышение кислотности почв из-за кислых дождей губит полезные почвенные микроорганизмы, нарушает все микробиологические процессы в почве, делает невозможным суще­ствование ряда растений и иногда оказывается благоприятным для развития сорняков.

Все это можно назвать непредна­меренным загрязнением почв.

Но можно говорить и о преднамерен­ном загрязнении почвы. Начнем с применения минеральных удобрений, вносимых в почву специально для повышения урожайности сельскохозяйствен­ных культур.

Ясно, что после снятия урожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное ис­пользование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличе­нии дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальней­шее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайно­сти, а в избыточной дозе минераль­ные вещества могут оказаться для растений токсичными. Тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излиш­ков питательных веществ.

Избыток удобрений выщелачи­вается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказы­вается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения в почве распадаются, и газообраз­ный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы дегради­руют.

Кроме нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Некоторые растения   (например,   шпинат, салат)   способны   накапливать нитраты в больших количествах. Съев 250 граммов салата, выра­щенного на переудобренной гряд­ке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиач­ной селитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины — вещества, обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты оки­сляют гемоглобин и лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия — метгемоглобинемия.