Экологические проблемы развития промышленного производства (на примере Пинского ТЭЦ филиал РУП «Брестэнерго»)

Следовательно, чувствительность растений эффективно можно регулировать пу­тем внесения в почву определенных питательных веществ.

Ряд авторов отмечает важное значение известкования почв, подкисляемых газа­ми. В этом случае известь выступает как в роли вещества, поддерживающего рН в оптимальных пределах, так и в роли поставщика Са, необходимого для питания рас­тений, что в свою очередь повышает их газоустойчивость

Если рассматривать наиболее важные загрязняющие воздух вещества с точки зрения их потенциальной опасности для растительности, то ведущую роль здесь займет S02 благодаря своему широкому распространению и своей потенциальной фитотоксичности. Однако следует отметить, что сера - одно из основных питательных веществ растений. При определенных обстоятельствах, например, на серодефицитных почвах, низкие концентрации S02 могут стать источником серы (для нормального роста многих сельскохозяйственных культур требуется около 20-25 кг 3 на 1 га). Имеются данные о том, что в условиях эмиссии S02 происходит повышение урожай­ности райграсса на серодефицитных почвах. И даже при незначительном поражении листьев овса часто происходит увеличение биомассы.

Токсичность диоксида серы обусловлена в основном его окислительно-восстановительными свойствами и соответствующим воздействием на скорость транспирации дыхания и фотосинтеза.

Диоксид серы первоначально поступает в растение через устьица и прежде всего воздействует на клетки, которые регулируют открывание устьиц. Поэтому на данном этапе чувствительность растений к S02 сильно зависит от факторов, увеличивающих интенсивность его проникновения через устьица, а именно: освещенность, влаж­ность, температура, содержание диоксида углерода в воздухе, сила ветра.

Исследования по определению качества воздуха показали, что концентрации S02, вызывающие острое повреждение растений, встречаются очень редко. Вместе с тем в результате возрастания общего количества выбросов и строительства более высо­ких труб в целях улучшения рассеивания загрязняющих газов увеличилась частота хронического воздействия низких концентраций S02, распространяющихся на очень больших территориях.

При действии на растения низких концентраций S02 поглощенный токсикант либо окисляется, либо восстанавливается, или же расходуется в синтезе органиче­ских соединений со скоростью, соответствующей скорости поглощения.

Известно, что в естественных условиях, вследствие многочисленных причин, кон­центрации химических загрязнений значительно изменяются во времени, что обу­славливает интермиттирующий (прерывистый) характер их воздействия. Особенно велики колебания концентраций загрязняющих веществ вблизи одиночных источни­ков, где может происходить чередование высоких и низких концентраций с периодами полного отсутствия загрязнений. Колебания концентраций могут наблюдаться и при изменении метеорологических условий. По мере удаления объекта от источника за­грязнения, продолжительность воздействия на него токсических веществ уменьшается по сравнению с общим временем его существования.

Экспериментально установлено, что при интермиттирующем воздействии наблю­дается ослабление влияния токсиканта, что может быть связано с уменьшением его содержания в растении во время свободного от загрязнителя периода.

Поглощение окислов азота также как и S02 определяется степенью раскрытия устьиц. При поглощении N02 образуется нитрат (NO3) и нитрит(N02). Нитрит более токсичен, чем нитрат, но многие растения обладают ферментативными механизмами его детоксикации до определенного уровня.

В экспериментах с использованием меченой двуокиси азота показано, что абсор­бированная газообразная N02 легко превращается в N03 и N02 и затем используется в клеточном метаболизме (N02 после восстановления может быть использована в синтезе аминокислот).

Повреждение растений под действием N02 является результатом закисления или фотоокисления.  По данным  N02 в 1,5-5 раза менее токсичен для растений, чем S02. Там же указывается, что при длительном воздействии безвредной является концентрация N02, составляющая 0,35 мг/м3 и 0,8 мг/м3 - при газации в течение 30 мин.

Имеются данные, свидетельствующие, что окислы азота обладают гораздо мень­шей токсичностью, чем сернистый ангидрид при воздействии их на сосну.

Следует отметить, что оксиды азота редко присутствуют в атмосфере в таких концентрациях, которые способны оказывать непосредственное вредное воздействие на растения. Отрицательная роль оксидов азота в основном связана с тем, что они являются предшественниками озона в атмосфере, а также способны оказывать воз­действие в комбинации с другими веществами.

В результате фотохимических реакций между оксидами азота и углеводородами в атмосфере образуется оксидант - пероксиацетилнитрат (ПАН). Исследования ука­зывают, что почти любой углеводород (за исключением, возможно, метана) способен подвергаться фотоокислению в присутствии NОx с образованием оксидантов. При этом необходимы следующие условия: чтобы отношение углеводородов к NОx было достаточно велико и облучение достаточно продолжительно. Отсюда следует, что существенное снижение углеводородов может привести к значительному снижению ПАН в городских районах.

Считается, что токсичность ПАН связана с его способностью реагировать с тиольными группами (-SН) и вследствие этого воздействовать на некоторые ферменты, содержащие -SН и имеющие важнейшее значение для протекания фотосинтеза. Эти ферменты находятся в строме хлоропластов, которые являются первой из всех час­тей клетки, подвергающихся повреждению.

Симптомом повреждения обычно является появление бронзового налета, имею­щего стекловидную структуру на нижней поверхности листьев; при более интенсив­ном воздействии может быть повреждена и верхняя поверхность листа.

Пороговая концентрация оценивается величиной 0,01 млн-1 за 6 часов экспозиции (фоновая концентрация ПАН составляет менее 0,01 млн-1).

Надо отметить, что и другие загрязняющие вещества или факторы внешней сре­ды могут приводить к появлению глянцевитых, серебристых и бронзовых поврежде­ний, которые трудно отличить от повреждений, индуцированных действием ПАН.

Действие мороза или холода иногда приводит к появлению глянцевитых участков на нижней поверхности листьев. Озон индуцирует возникновение бронзовидных по­вреждений, а хлор и хлористый водород могут приводить к появлению глянцевитых участков. Особенно схожи симптомы поражения озоном и ПАН. При некоторых условиях, подобные повреждения могут являться результатом атаки клещей и других насекомых.

К фитотоксичным компонентам фотохимического загрязнения атмосферы отно­сится также озон. Характерными симптомами повреждения являются мельчайшие пятнышки темно-желтой или красновато-коричневой окраски, которые представляют собой поврежденные клетки верхней поверхности листа. Наиболее чувствительными к озону видами является люцерна, картофель, овес, хлопчатник, соя, виноград, табак и несколько видов сосны. Важно отметить колебания чувствительности между от­дельными членами популяции.

Пороговое значение концентрации, с которой начинает проявляться вредное воз­действие озона, оценивается величиной 0,03 млн -1 (60 мкг/мЗ) при 4-х часовой экспо­зиции. Озон является, также как и ПАН , вторичным загрязнителем. Образуется в результате сложной реакции между оксидами азота с участием солнечной радиа­ции. Концентрация озона в приземном слое воздуха зависит от интенсивности УФ-излучения. Фоновая концентрация озона составляет 0,02-0,04 млн-1 .

Для защиты здоровья человека практически во всех странах приняты стандарты на ПДК загрязнителей воздуха. Чувствительность растений к загрязнению атмосферы количественно и качественно отличается от чувствительности человека. В связи с этим в отдельных странах разработаны стандарты и для защиты растений

Оценить прямое воздействие выбросов рассматриваемого источника на растения можно путем сопоставления расчетных приземных концентраций, обусловленных источником, с концентрациями, для которых реакция растений определены в экспериментальных работах.

Анализ уровня загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния Пинской ТЭЦ, которая по расчетам охватывает территорию в радиусе около 10 км вокруг ТЭЦ, показал, что максимальные приземные концентрации формируются на расстоянии 1,5 км от дымовых труб ТЭЦ и составляет 0,0125 мг/м³ по двуокиси серы. Максимальное загрязнение выбросами золы дров составляет 0,003 мг/м³  и локализуется на расстоянии 800 м от дымовой трубы (=80м). Наибольшие значения среднегодовых концентраций (0,0005 мг/м³  -  SO2, 0,0003 мг/м³  - NO2) будут локализоваться на расстоянии около 2,4 км северо-восточнее ТЭЦ; среднегодовая концентрация золы дров составит 0,0002 мг/м³  на расстоянии 1,3 км.

Дополнительно был выполнен расчет приземных концентраций в зонах зеленых насаждений и местах отдыха.

2.2.2 Оценка воздействия Пинской ТЭЦ на животный мир

Животным принадлежит существенная роль в функционировании природных экосистем. Эколого-экономическая значимость этой роли определяется объемом выполняемой животными в целом «биоценотической» работы, которая проявляется, главным образом, в воздействии на условия протекания в природных экосистемах биопродукционных и деструкционных процессов.

Видовой состав и размеры популяций животного мира тесно связаны с характером растительности на рассматриваемой территории, кормовой базой, состоянием водотоков и водоемов, рельефом местности.

Животные испытывают прямое и косвенное воздействие антропогенных изменений в состоянии окружающей природной среды.

Прямое воздействие на состояние животного населения связано с непосредственным изъятием особей, токсикологическим загрязнением среды их обитания и уничтожением подходящих для их обитания биотопов.

Косвенное воздействие проявляется в антропогенном изменении экологических условий среды их обитания и нарушении пространственных связей между популяциями.

2.2.3 Методы оценки выбросов Пинской ТЭЦ и их влияние на состояние здоровья населения

Жизнедеятельность населения, его труд, быт, отдых, здоровье, социальный комфорт во многом обусловлены качеством окружающей среды. Анализ общей заболеваемости населения республики показывает, что 15-20 % ее связаны с неблагоприятным воздействием факторов окружающей среды.

Связь между состоянием здоровья и факторами окружающей среды нуждается в дальнейших исследованиях, но уже сейчас получены определенные зависимости между уровнем загрязнения атмосферного воздуха и заболеваемостью.

При кратковременном воздействии можно выделить концентрацию каждого вещества в воздухе, которую организм человека воспринимает без неблагоприятных реакций. Вследствие больших различий в токсичности загрязняющих веществ указанные концентрации различаются для каждого вещества, причем иногда эти различия могут достигать нескольких порядков. При превышении определенной концентрации организм реагирует посредством процессов сопротивляемости и адаптации, пытаясь устранить воздействие разрушающего вещества и приспосабливая процессы жизнедеятельности к изменившимся условиям окружающей среды. Дальнейшее повышение концентрации загрязнения и достижение их характеристических величин приводит к тому, что организм теряет способность к адаптации и устранению воздействия токсичного вещества.

Реакции на загрязнение атмосферы могут иметь острую или хроническую форму, а воздействие их может быть локальным или общим. Характер воздействия подразделяют на токсический, раздражающий или кумулятивный.

Локальное воздействие токсичных веществ может проявляться в точке контакта или поступления в организм (в верхних дыхательных путях, в слизистой оболочке глаз).

Процесс воздействия загрязняющего вещества на организм после его поглощения зависит, главным образом, от природы  вещества. Оно может накапливаться в организме или поступать в кровь и, следовательно, переноситься к различным органам и там воздействовать на биологические процессы, приводя к дальнейшему разрушению организма.

Остановимся на влиянии некоторых вредных веществ, содержащихся в выбросах ТЭЦ, на здоровье человека.

Установлено, что сернистый газ, поступая в организм с вдыхаемым воздухом, проникает в кровь. Током крови продукты превращения сернистого газа распределяются по различным органам, вследствие чего сера может быть обнаружена в гортани, трахее, легких, печени, почках, селезенке, мышцах, лимфатических узлах и головном мозге.

Анализ экспериментальных материалов по токсикологии сернистого газа позволяет отнести его к ядрам политропного действия, ибо поступая в организм, SO вызывает изменение со стороны центральной нервной системы, системы крови, углеводного обмена, обмена витаминов В и С.

Токсическое действие вещества проявляется также угнетением окислительно-восстановительных процессов в организме и нарушением белкового обмена.

Ингаляция сернистого газа приводит к изменению функции состояния иммунобиологических систем организма, что обуславливает снижение сопротивляемости организма по отношению к инфекции.

Биологическое действие окислов азота изучено как  в эксперименте, так и по данным клинических наблюдений. Однако в большинстве работ дана оценка биологического действия газовой смеси (NOx) без дифференциации токсикодинамики отдельных ее компонентов.

Действие окислов азота весьма разнообразно и определяется их физико-химическими свойствами и характером превращений в организме. Если низшие окислы азота (NO) являются практически индифферентными соединениями, то с увеличением валентности азота возрастает биологическая активность его окислов.

Общий характер действия нитрогазов изменяется в зависимости от преобладания в газовой смеси двуокиси или окиси азота: в первом случае отравление протекает по раздражающему типу действия, во втором – по нитрозному. Основное биологическое действие двуокиси азота обусловлено ее высокой окислительной способностью. Вдыхание окислов азота с преобладанием NO приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. Двуокись азота обладает резко выраженным раздражающим действием на дыхательные пути, особенно на бронхоальвеолярный аппарат, являясь ядром, блокирующим ферменты, угнетает процессы аэробного окисления в тканях, вызывает снижение активности холинэстеразы в сыворотке крови и печени, нарушение белкового и липидного обмена, метаболические нарушения печени и почек, угнетает иммунобиологические системы организма, нарушает генеративную функцию. Двуокись  азота вызывает также метгемоглабинемию за счет  образования в крови нитратов и нитритов.