Загрязнители окружающей среды

Проблема  контролирования выброса в атмосферу  загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК). Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми  ведомствами, осуществляется в ГГО (Главной Геофизической Обсерватории). Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют 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. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее 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 (оксиды азота и серы), Фрунзе (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 создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

          Транспорт как  источник химического загрязнения

 Второе  место по загрязнению окружающей  среды занимает транспорт, особенно

автомобильный. В 1992 г. Автомобильный парк мира составлял 600 миллионов единиц

и при сохранении тенденции роста к 2015 г. Может  достигнуть 1,5 млрд. единиц

([2] стр. 41). Сжигание  автотранспортом ископаемого топлива  повышает

концентрации CO, NO₂, CO₂, углеводородов, тяжелых

металлов  и твердых частиц в атмосфере, он же дает твердые отходы (покрышки и

сам автомобиль после выхода из строя) и жидкие (отработанные масла, мойка и т.

д.). На долю автомобилей приходится 25 % сжигаемого топлива. За время

эксплуатации, равное 6 годам, один усредненный автомобиль выбрасывает в

атмосферу: 9 т CO₂, 0,9 т CO, 0,25 т NO₂ и 80 кг

углеводородов.

    

             Химическая промышленность  как источник загрязнения

   Конечно, по сравнению с энергетикой и транспортом глобальное загрязнение

посредством химической промышленности невелико, но это тоже достаточно

ощутимое  локальное воздействие. Большинство  органических полупродуктов и

конечная  продукция, применяемая или производимая в отраслях химической

промышленности, изготавливается из ограниченного  числа основных продуктов

нефтехимии. При переработке сырой нефти  или природного газа на различных

стадиях процесса, например, перегонке, каталитическом крекинге, удалении серы

и алкилировании, возникают как газообразные, так и растворенные в воде и

сбрасываемые  в канализацию отходы. К ним  относятся остатки и отходы

технологических процессов, не поддающиеся дальнейшей переработке.

Газообразные  выбросы установок перегонки  и крекинга при переработке нефти  в

основном содержат углеводороды, моноксид углерода, сероводород, аммиак и

оксиды азота. Та часть этих веществ, которую удается  собрать в газоуловителях

перед выходом  в атмосферу, сжигается в факелах, в результате чего появляются

продукты  сгорания углеводородов, моноксид углерода, оксиды азота и диоксид

серы. При  сжигании кислотных продуктов алкилирования образуется фтороводород,

поступающий в атмосферу. Также имеют место неконтролируемые эмиссии,

вызванные различными утечками, недостатками в обслуживании оборудования,

нарушениями технологического процесса, авариями, а также испарением

газообразных  веществ из технологической системы  водоснабжения и из сточных

вод.

Из всех видов  химических производств наибольшее загрязнение дают те, где

изготавливаются или используются лаки и краски. Это связано с тем, что лаки и

краски часто  изготавливают на основе алкидных и  иных полимерных материалов, а

также нитролаков, обычно они содержат большой процент  растворителя. Выбросы

 

Химическое загрязнение природных  вод.

Всякий  водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия  формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные  явления, индустрия, промышленное и  коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний  является привнесение в водную среду  новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические  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, поверхностноактивные вещества, пестициды).

Неорганическое  загрязнение. Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных  и морских вод являются разнообразные  химические соединения, токсичные для  обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются  фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых  наиболее распространенных загрязнителей  гидросферы представлен в таблице 2:

 

Таблица 2

Вещество Планктон Ракообразные Моллюски Рыбы Медь + + + + + + + + + + + + Цинк + + + + + + + Свинец - + + + + + Ртуть + + + + + + + + + + + + + Кадмий - + + + + + + + Хлор - + + + + + + + + Роданид - + + + + + + + Цианид - + + + + + + + + + Фтор - - +   Сульфид - + + +

Степень токсичности:

- - отсутствует

+ - очень слабая

++ - слабая

+++ - сильная

++++ - очень сильная.

Кроме перечисленных  в таблице веществ, к опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон рН промышленных стоков (1,0 - 11,0) и способных изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0 , тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн.т солей. К 2000 году возможно увеличение их массы до 12 млн.т/год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическое загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т/год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена в таблице 3:

Таблица 3

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ, МЛН. Т/ГОД Нефтепродукты 26,563 Фенолы 0,460 Отходы производств синтетических  волокон 5,500 Растительные остатки. 0,170 Всего: 33,273

 

 В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько  замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и  почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в  водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера).

Разлагаясь  в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими  отходами, становится практически непригодной  для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых  болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют  для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают  в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода  может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

Проблема загрязнения мирового океана (на примере ряда органических соединений).

Нефть и нефтепродукты. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

Парафины (алкены) - (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

Циклопарафины - (30 - 60% от общего состава) - насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.