Защита биосферы от загрязнения

                                                      Реферат

                                                               на тему

                     «Защита биосферы от загрязнения»

                                               Содержание:

1. Введение…………………………………………………………………………………. 3

2. Защита атмосферы от загрязнения……………………………………………………... 6

3. Защита поверхностных и подземных вод от загрязнений отходами……………….. 10

4. Рекультивация нарушенных земель…………………………………………………... 17

5. Заключение……………………………………………………………………………... 19

1.      Введение

Биосфера - оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (15–20 км), верхнюю часть литосферы и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2–3 км на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И.Вернадским.

                                                          Рис. 1. Биосфера

Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые организмы.

Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ называются биогеохимическими циклами. Существование этих циклов обеспечивается энергией Солнца. Земля получает от Солнца ок. 1,31024 калорий в год. Около 40% этой энергии излучается обратно в космос; 15% поглощается атмосферой, почвой и водой; остальная энергия – это видимый свет, первичный источник энергии для всей жизни на Земле.

                                    Рис.2. Биотические факторы и их описание.

Фотосинтез, хемосинтез, дыхание и брожение – основные процессы, благодаря которым поток энергии проходит через организмы. Первые два процесса обеспечивают синтез органических веществ за счет энергии света (фотосинтез) и окисления неорганических веществ (хемосинтез). В ходе дыхания и брожения органические вещества расщепляются, а заключенная в них энергия используется живыми организмами, но в конечном итоге переходит в тепло. Брожение, в отличие от дыхания, не требует кислорода.

                        Рис.3. Фотосинтез                                                Рис.4. Хемосинтез

Наглядное представление о путях прохождения энергии дают пищевые цепи. Каждое их звено – это определенный трофический уровень. Первый трофический уровень занимают автотрофы, или продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т.д. Продуценты – это растения, цианобактерии (синезеленые «водоросли») и некоторые другие типы бактерий.

                                                Рис.5. Трофические уровни

Часть энергии, связанной продуцентами в процессе фотосинтеза, расходуется при собственном дыхании, другая часть сохраняется в их клетках и тканях и доступна для консументов. Разность между скоростью фотосинтеза и скоростью дыхания фотосинтезирующих организмов называется чистой первичной продукцией. В чистую первичную продукцию переходит всего ок. 0,1% солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Однако за год абсолютное количество чистой первичной продукции составляет 61020 калорий, что соответствует 165 млрд. т органического вещества.

Поддержание динамического равновесия между биотическим и абиотическим компонентами биосферы является необходимым условием существования всех форм жизни. Воздействие человека на биосферу, сопровождающееся ухудшением качества воды, сведением лесов или выбросом в атмосферу загрязняющих веществ, может создать угрозу жизни на Земле.

                        2. Защита атмосферы от загрязнения

Атмосфера – это огромная воздушная система.

Атмосфера нашей планеты состоит в основном из азота и кислорода, которые в сухом воздухе составляют по объему соответственно 78 и 21%. Кроме того, в состав атмосферы входят углекислый газ, озон, аргон, водород, гелий и некоторые другие газы, а также водяной пар, содержание его составляет в среднем 2,4 г/см3.

                                                  Рис.6. Состав атмосферы

Под загрязнением атмосферного воздуха, т.е. охраняемого природного объекта, представляющего газовую оболочку планеты, понимается изменение его состава в результате привнесения примесей.

Загрязняющим веществом является примесь в атмосферном воздухе, оказывающая неблагоприятное воздействие на здоровье человека, объекты растительного и животного мира, другие компоненты окружающей среды или наносящая ущерб материальным ценностям. Источником загрязнения называется объект, от которого загрязняющие вещества поступают в атмосферный воздух.

В зависимости от масштабов загрязнения различают локальное, региональное, глобальное. Под локальным понимается загрязнение, обусловленное одним или несколькими источниками поступления вредных загрязняющих веществ. Региональное загрязнение — это загрязнение атмосферного воздуха на территории в несколько сотен километров, а глобальное распространяется на тысячи километров от источника загрязнения.

Среди источников загрязнения атмосферы различают природные, производственные и бытовые процессы. Техногенные выбросы в воздушную среду насчитывают десятки тысяч различных веществ, тогда как наиболее распространенные загрязнители сравнительно немногочисленны. Это различные твердые частицы (пыль, дым, сажа), окись углерода (СО), диоксид серы (ЗО2), окислы азота (N0 и N0,), различные углеводороды (СНХ), соединения фосфора, сероводород (Н,5), аммиак (МН3), хлор (С1), фтористый водород (НР).

В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей среды.

К нормативам качества окружающей среды относятся:

- нормативы предельно допустимых концентраций химических и иных веществ;

- нормативы предельно допустимых физических воздействий;

- нормативы предельно допустимых концентраций микроорганизмов;

- иные нормативы качества окружающей среды.

Нормативы качества окружающей среды включают предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК) — максимальные концентрации вредных веществ в почве, воздушной или водной среде, при превышении которых отмечается их негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. ПДК устанавливаются на основании комплексных исследований действия и аккумуляции загрязнителей в окружающей среде и контролируются органами Минприроды, санэпидемслужбы и др.

Для каждого вещества, загрязняющего атмосферу, устанавливаются два норматива: максимальная разовая и среднесуточная ПДК.

Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, характеризующейся классом опасности. В зависимости от степени воздействия на организм человека все нормируемые вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1 -й класс — чрезвычайно опасные вещества, значения ПДК которых

в воздухе рабочей зоны не превышают 0,1 мг/м3;

2-й класс — высокоопасные со значением ПДК р.з от 0,1 мг/м3 до 1 мг/м3;

3-й класс - умеренно опасные со значением ПДК р.з от 1,1 до 10 мг/м3;

4-й класс — малоопасные со значением ПДК р.з свыше 10 мг/м3.

Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды, его хорошее состояние — естественная основа устойчивого социально-экономического развития республики, поэтому правовые и организационные основы хозяйственной деятельности в области использования воздушного бассейна закреплены Законом «Об охране атмосферного воздуха».

                                                       Рис. 7. Воздух

Охрана атмосферного воздуха - это совокупность организационных, экономических, технических, правовых и иных мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения атмосферного воздуха и осуществляемых государственными органами, юридическими и физическими лицами.

Система защиты атмосферного воздуха от загрязнения состоит из следующих групп мероприятий.

Санитарно-технические — мероприятия, осуществляемые на объекте загрязнения. К ним относятся: установка газоочистных сооружений и устройств, герметизация технологического оборудования, использование высоких дымовых труб.

Технологические мероприятия направлены на улучшение технологии производства и сжигания топлива, применение технологий с замкнутым циклом, т.е. не допускающих выброс вредных загрязняющих веществ в атмосферу.

Планирование мероприятий призвано обеспечить целесообразность размещения жилых массивов по отношению к источникам загрязнения атмосферы. Объекты жилья следует располагать с учетом направления ветра («розы ветров») в конкретной местности. Эта группа мероприятий предусматривает создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных объектов, а также размещение потенциально экологически опасных производств за городской чертой.

К сожалению, существующий уровень развития технологических процессов, состояния машин и агрегатов не позволяет в полной мере обеспечить безопасность атмосферы, поэтому на предприятиях повсеместно применяют различные методы очистки отходящих газов. Однако прежде чем выбрать оборудование для очистки промышленных выбросов, необходимо осуществить все возможные организационно-технические мероприятия для снижения валовых выбросов вредных веществ в атмосферу. К ним относятся следующие: совершенствование технологических процессов и оборудования, комплексная переработка сырья и продуктов, организация непрерывных технологических процессов и т.д.

К снижению выбросов вредных веществ в окружающую среду, как правило, приводят следующие мероприятия: повышение коэффициента полезного использования топлива и теплоты; более полное потребление вторичных энергоресурсов; облагораживание топлива (например, снижение содержания в нем серы, азота и механических примесей, добавление, улучшающих условия горения и уменьшающих расход топлива); применение экологически чистого топлива; организация процесса сжигания топлива в соответствии с научной теорией горения вещества и с минимальным образованием продуктов, загрязняющих атмосферу.

Большой эффект по снижению расхода топлива и сокращению загрязнения природной среды может быть достигнут за счет внедрения энерготехнологических схем, сочетающих процесс производства с выработкой энергии.

Для успешного решения проблемы защиты атмосферного воздуха от вредных примесей важно усвоить определения основных понятий в этой области.

Отведение выбросов на большую высоту приводит к усилению рассеивания примесей в атмосфере и снижению их концентрации до допустимых значений в воздушном слое, прилегающем к земной поверхности.

Данный способ не снижает загрязнения атмосферы в целом, так как общая масса выброса при его использовании не уменьшается. Тем не менее, он широко применяется в настоящее время, поскольку не все производства работают по безотходной технологии и не для всех выбросов разработаны эффективные способы очистки.

Очистка — удаление (выделение, улавливание) примесей из различных сред. Обезвреживание — обработка примесей до безвредного для людей, животных, растений и в целом для окружающей среды состояния.

Обеззараживание - инактивация (дезактивация) микроорганизмов различных видов, находящихся в газовоздушных выбросах, жидких и твердых средах.

Дезодорация — обработка одорантов (веществ, обладающих запахом), содержащихся в воздухе, воде или твердых средах, с целью устранения или снижения интенсивности запахов. При организации производства, в особенности малоотходного или безотходного, необходимой стадией является промышленная и санитарная очистка газовоздушных выбросов.

Промышленная очистка — это очистка газа с целью последующей утилизации или возврата в производство отделенного от газа или превращенного в безвредное состояние продукта. Этот вид очистки является необходимой стадией технологического процесса, при этом технологическое оборудование связано друг с другом материальными потоками с соответствующей обвязкой аппаратов. В качестве пылегазоулавливающего оборудования могут использоваться разгрузочные циклопы, пылеосадительные камеры, фильтры, адсорберы, скрубберы и т.д.

Санитарная очистка — это очистка газа от остаточного содержания в нем загрязняющего вещества, при которой обеспечивается соблюдение норматива ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений.

Установка очистки газа — это комплекс сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для отделения от газа, поступающего из промышленного источника, или превращения веществ, загрязняющих атмосферу, в безвредное состояние.

3. Защита поверхностных и подземных вод от загрязнений отходами

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное многостороннее воздействие.

                                                 Рис. 8. Гидросфера (вода)