Източници и причини за химическо замърсяване на околната среда. Замърсяване на околната среда с химикали
Те разбират въвеждането в него на чужди вещества, които не са характерни при нормални условия, както и превишаването на нормалната концентрация на един или друг химичен агент. В момента замърсяването на околната среда е глобален проблем, който всички се опитват да разрешат от много години и дори десетилетия. развитите страни. За съжаление, постоянното увеличаване на темповете на технологичния прогрес, обработката на минерали, продължаващата популярност на черната металургия, разширяването на градовете и други антропогенни фактори само изострят отрицателното въздействие на човешката цивилизация върху дивата природа.
Определение
Видовете замърсявания често се разделят на няколко групи според вида на въздействието: физическо, биогенно, информационно и много други. Но един от най-опасните и разрушителни видове се счита за химическо замърсяване на околната среда. Това определение се отнася до всяка поява на химикали в зони, които не са предназначени за тях. Вече е ясно, че резултатите пряко влияниечовека върху неговата среда през цялата му история са отрицателни. И на първите редове в този списък трябва да бъде химическото замърсяване на природата.
Източници на замърсяване на околната среда
Последиците от антропогенното влияние се отразяват не само върху състоянието на околната среда, но и върху нас самите. Те често попадат в тялото и се натрупват в него, причинявайки сериозни отравяния, обостряйки и обостряйки съществуващи хронични заболявания. Доказано е също, че продължителното излагане на химикали (дори и в ниски концентрации) има опасен мутагенен и канцерогенен ефект върху живите същества.
Интензивен токсичен ефект може да има специална опасност се крие във факта, че те практически не се екскретират от тялото. Такива вещества могат да се натрупват, в които животните след това се хранят. Е, на върха на тази верига може да е човек. Следователно последният рискува да претърпи максималните негативни последици от въздействието на токсините върху тялото.
Друго опасно вещество, което причинява замърсяване на околната среда, са диоксините, които се образуват в големи количества при производството на продукти от целулозната и металургичната промишленост. Това трябва да включва и машини, работещи с двигатели вътрешно горене. Диоксините са опасни както за хората, така и за животните. Дори в малки количества те могат да причинят увреждане на имунната система, бъбреците и черния дроб.
В момента не спират да се появяват нови синтетични съединения и вещества. И е почти невъзможно да се предвиди разрушителност на последствията от тяхното влияние върху природата. Също така е невъзможно да не споменем човешката селскостопанска дейност: в много страни тя достига толкова грандиозни обеми, че провокира замърсяване на околната среда по-бързо от всички тежки индустрии взети заедно.
Как да опазим околната среда от негативно въздействие?
Основните мерки за борба с тези процеси трябва да включват следното: строг контрол върху образуването на отпадъци и тяхното последващо обезвреждане, подобряване на технологиите за доближаване до безотпаден модел и повишаване на общата ефективност на производството и неговата надеждност . огромна ролятук играят превантивните мерки, тъй като в този случай е много по-лесно да се предотврати възникването на проблем, отколкото да се справят с последствията от него.
Заключение
Очевидно е, че все още са далеч времената, когато нашето въздействие върху природата поне ще престане да се утежнява постоянно, да не говорим за значително намаляване на нанесените щети. Този проблем трябва да се решава на най-високо ниво, с усилията на всички жители на Земята, а не на отделни държави. Още повече, че първите стъпки към това са направени още преди няколко десетилетия. Така през 70-те години на миналия век учените за първи път публикуват информация за това.Оказва се, че аерозолните флакони и климатиците са източник на емисии на атомен хлор в околната среда. Последният, попадайки в атмосферата, реагира с озона и го унищожава. Тази информация накара много страни да се споразумеят за взаимно намаляване на обема на опасното производство.
Замърсяването на околната среда е глобален проблеммодерност, която редовно се обсъжда в новините и научните среди. Създадени са много международни организации за борба с влошаването на природните условия. Учените отдавна алармират за неизбежността на екологична катастрофа в много близко бъдеще.
В момента за замърсяването на околната среда се знае много – пише се голям брой научни трудовеи книги, са проведени множество изследвания. Но в решаването на проблема човечеството е напреднало много малко. Замърсяването на природата все още остава важен и неотложен проблем, чието отлагане може да бъде трагично.
История на замърсяването на биосферата
Във връзка с интензивната индустриализация на обществото замърсяването на околната среда се задълбочи особено през последните десетилетия. Въпреки този факт обаче, природното замърсяване е един от най-древните проблеми в човешката история. Дори в ерата на примитивния живот хората започнаха варварски да унищожават горите, да унищожават животните и да променят ландшафта на земята, за да разширят територията на пребиваване и да получат ценни ресурси.
Дори тогава това доведе до изменение на климата и други екологични проблеми. Нарастването на населението на планетата и прогресът на цивилизациите беше придружен от увеличен добив, отводняване на водни басейни, както и химическо замърсяване на биосферата. Индустриалната революция бележи не само нова ера в обществото, но и нова вълна от замърсяване.
С развитието на науката и технологиите учените получиха инструменти, които позволяват точно и подробен анализекологичното състояние на планетата. Метеорологичните доклади, наблюдението на химичния състав на въздуха, водата и почвата, сателитните данни, както и димящите лули навсякъде и нефтените петна по водата показват, че проблемът бързо се влошава с разширяването на техносферата. Не е чудно, че появата на човека се нарича основната екологична катастрофа.
Класификация на замърсяването на природата
Има няколко класификации на замърсяването на околната среда въз основа на техния източник, посока и други фактори.
И така, разграничават се следните видове замърсяване на околната среда:
- Биологично - източникът на замърсяване са живи организми, може да възникне поради естествени причини или в резултат на антропогенни дейности.
- Физически - води до изменение на съответните характеристики на средата. Физическото замърсяване включва топлинно, радиационно, шумово и др.
- Химически - увеличаване на съдържанието на вещества или проникването им в околната среда. Води до промяна в нормалния химичен състав на ресурсите.
- Механично - замърсяване на биосферата с боклук.
Всъщност един вид замърсяване може да бъде придружен от друг или няколко наведнъж.
Газовата обвивка на планетата е неразделен участник в природните процеси, определя термичния фон и климата на Земята, предпазва от разрушителната космическа радиация и влияе върху формирането на релефа.
Съставът на атмосферата се променя през цялото историческо развитие на планетата. Сегашната ситуация е такава, че част от обема на газовата обвивка се определя от стопанската дейност на човека. Съставът на въздуха е разнороден и се различава в зависимост от географско местоположениев индустриални зони и главни градове високо нивовредни примеси.
основни източници химическо замърсяванеатмосфера:
- химически заводи;
- предприятия от горивно-енергийния комплекс;
- транспорт.
Тези замърсители причиняват наличието на тежки метали като олово, живак, хром и мед в атмосферата. Те са постоянни компоненти на въздуха в индустриалните зони.
Съвременните електроцентрали отделят стотици тонове въглероден диоксид в атмосферата всеки ден, както и сажди, прах и пепел.
Увеличаване на броя на автомобилите в селищадоведе до повишаване на концентрацията на редица вредни газове във въздуха, които са част от отработените газове на двигателя. Антидетонационните добавки, добавени към автомобилните горива, отделят големи количества олово. Автомобилите произвеждат прах и пепел, които замърсяват не само въздуха, но и почвата, утаявайки се на земята.
Атмосферата също е замърсена от много токсични газове, отделяни от химическата промишленост. Отпадъците от химически заводи, като азотни и серни оксиди, са причина за киселинни дъждове и са способни да реагират с компоненти на биосферата, за да образуват други опасни производни.
В резултат на човешката дейност редовно възникват горски пожари, по време на които се отделят огромни количества въглероден диоксид.
Почвата е тънък слой от литосферата, образуван в резултат на природни фактори, в който повечето отобменни процеси между живи и неживи системи.
Поради добива на природни ресурси, минното дело, строителството на сгради, пътища и летища се унищожават големи площи от почвата.
Ирационално стопанска дейностчовешката дейност причини деградацията на плодородния слой на земята. Променя естествения си химичен съставнастъпва механично замърсяване. Интензивно развитие селско стопанствокоето води до значителна загуба на земя. Честата оран ги прави уязвими към наводнения, засоляване и ветрове, които причиняват ерозия на почвата.
Обилното използване на торове, инсектициди и химически отрови за унищожаване на вредители и почистване на плевелите води до навлизането на неестествени за него токсични съединения в почвата. В резултат на антропогенна дейност възниква химическо замърсяване на земите тежки металии техните производни. Основният вреден елемент е оловото, както и неговите съединения. При преработката на оловни руди от всеки тон се изхвърлят около 30 килограма метал. Отработените газове от автомобили, съдържащи голямо количество от този метал, се утаяват в почвата, отравяйки живеещите в нея организми. Дренажите на течните отпадъци от мините замърсяват земята с цинк, мед и други метали.
Електроцентрали, радиоактивни отпадъци от ядрени експлозии, изследователски центрове за изследване на атомната енергия причиняват навлизане на радиоактивни изотопи в почвата, които след това влизат в човешкото тяло с храна.
Запасите от метали, концентрирани в недрата на земята, се разсейват в резултат на производствената дейност на човека. След това се концентрират в горния почвен слой. В древността човекът е използвал 18 елемента, от откритите в земната кора, а днес - всички известни.
Днес водната обвивка на земята е много по-замърсена, отколкото човек може да си представи. Маслени петна и бутилки, плуващи по повърхността, са точно това, което можете да видите. Значителна част от замърсителите са в разтворено състояние.
Щетите от водата могат да възникнат естествено. В резултат на кални потоци и наводнения магнезият се измива от континенталната почва, която навлиза във водни тела и уврежда рибите. В резултат на химични трансформации в прясна водаалуминият прониква. Но естественото замърсяване е незначително в сравнение с антропогенното замърсяване. По вина на човека във водата падат:
- повърхностно активни съединения;
- пестициди;
- фосфати, нитрати и други соли;
- лекарства;
- нефтени продукти;
- радиоактивни изотопи.
Източниците на тези замърсители са ферми, рибни стопанства, петролни платформи, електроцентрали, химическа промишленост и канализация.
Киселинният дъжд, който също е резултат от човешката дейност, разтваря почвата, отмивайки тежките метали.
В допълнение към химическото замърсяване на водата има физическо, а именно термично. По-голямата част от водата се използва за производството на електроенергия. Термоцентралите го използват за охлаждане на турбини, а нагрятата отпадъчна течност се източва в резервоари.
Механичното влошаване на качеството на водата от битовите отпадъци в населените места води до намаляване на местообитанията на живите същества. Някои видове умират.
Замърсената вода е основната причина за повечето заболявания. В резултат на отравяне с течност умират много живи същества, страда екосистемата на океана и се нарушава нормалният ход на естествените процеси. Замърсителите в крайна сметка навлизат в човешкото тяло.
Контрол на замърсяването
За да се избегне екологична катастрофа, борбата с физическото замърсяване трябва да бъде основен приоритет. Проблемът трябва да се решава на международно ниво, защото природата няма държавни граници. За да се предотврати замърсяването, е необходимо да се налагат санкции на предприятията, които изхвърлят отпадъци в околната среда, да се налагат големи глоби за поставяне на боклук на неправилно място. Стимулите за спазване на стандартите за безопасност на околната среда могат да бъдат приложени и чрез финансови методи. Този подход се оказа ефективен в някои страни.
Обещаващо направление в борбата със замърсяването е използването на алтернативни източници на енергия. Използване слънчеви панели, водородното гориво и други спестяващи технологии ще намалят отделянето на токсични съединения в атмосферата.
Други методи за контрол на замърсяването включват:
- изграждане на пречиствателни съоръжения;
- създаване на национални паркове и резервати;
- увеличаване на броя на зелените площи;
- контрол на населението в страните от третия свят;
- привличане на общественото внимание към проблема.
Замърсяването на околната среда е масово световен проблем, което може да бъде решено само с активното участие на всички, които наричат планетата Земя свой дом, в противен случай екологичната катастрофа ще бъде неизбежна.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
Подобни документи
Концепцията за химическо замърсяване на биосферата, неговата същност и характеристики, източници и отрицателно въздействие върху околната среда. Основните вредни примеси от пирогенен произход, степента на тяхното влияние върху биосферата. Източници на химическо замърсяване на водата и почвата.
резюме, добавено на 04/04/2009
Основни източници на замърсяване: индустриални предприятия; автомобилен транспорт; енергия. Природни и техногенни източници на замърсяване на водите и почвите. Основните източници на замърсяване на въздуха. Пределно допустими концентрации на вредни вещества във въздуха.
презентация, добавена на 24.02.2016 г
Технология за плазмено рязане. Източници на опасни и вредни производствени фактори при извършване на плазмено рязане. Характеристика на замърсителите. Определяне на годишната емисия на вредни вещества. Мерки за намаляване на замърсяването на околната среда.
тест, добавен на 16.01.2013 г
Същността на метода за подземно инжектиране на промишлени Отпадъчни води. Обемът и източниците на замърсяване на подземните води в САЩ. Характеристики на химическото замърсяване на почвата Руска федерация. Замърсяване на почвата с отпадъци, нефтопродукти, военно-промишлен комплекс.
резюме, добавено на 13.01.2012 г
Икономическа оценкащети от замърсяване на околната среда. Изчисляване на ефективността на екологичните мерки. Оценка на щетите от замърсяване на атмосферата, водните обекти, замърсяване на акустичната среда на населените места. Опазване на околната среда от шумово замърсяване.
резюме, добавено на 19.07.2009 г
Замърсявания от естествен и антропогенен произход. Фактори, които определят тежестта на експозицията на замърсители. Видове физическо, химично, биологично замърсяване на околната среда. Ефектът на радиацията върху живия организъм. Преовлажняване на земи.
курсова работа, добавена на 28.03.2017 г
Анализ на проблема с химическото замърсяване на околната среда. Влиянието на промишлените емисии върху здравето на руското население. Емисии от превозни средства: проблеми със замърсяването на въздуха и мерки за борба с него. Характеристики на въздействието на химикалите върху хората.
резюме, добавено на 21.01.2015 г
Същността на замърсяването на околната среда, неговите признаци. Характеристики на замърсяването на водите и атмосферата, основните замърсители и степента на тяхното въздействие. Концепция за екологична криза и нейните последици. Фактори, източници и последствия от екологичната опасност.
контролна работа, добавена на 13.05.2009 г
Въведение
Източници на химическо замърсяване
Енергийните съоръжения са източници на най-големи количества химическо замърсяване
Транспортът като източник на химическо замърсяване
Химическата промишленост като източник на замърсяване
Въздействие върху екосистемата
6. Борба със загубите по време на транспортиране (предотвратяване на аварии на газопроводи и нефтопроводи).
Контрол на замърсяването на водата
Рециклиране.
Заключение
Въведение
Развитието на съвременната индустрия и сектора на услугите, както и разширяването на използването на биосферата и нейните ресурси, води до все по-голяма човешка намеса в материалните процеси, протичащи на планетата. Свързаните с това планирани и съзнателни промени в материалния състав (качество) на околната среда са насочени към подобряване на условията на живот на човека в технически и социално-икономически аспект. През последните десетилетия в процеса на развитие на технологиите се игнорира опасността от нежелани странични ефекти върху човека, живата и неживата природа. Това може би може да се обясни с факта, че преди се смяташе, че природата има неограничена способност да компенсира човешкото въздействие, въпреки че необратимите промени в околната среда са известни от векове, например обезлесяването, последвано от ерозия на почвата. Днес непредвидени въздействия върху уязвими зони на екосферата в резултат на енергична дейностчовек.
Човек е създал за себе си местообитание, пълно със синтетични вещества. Тяхното въздействие върху хората, другите организми и околната среда често е неизвестно и често се открива, когато вече са нанесени значителни щети или при извънредни обстоятелства, например внезапно се оказва, че по време на горене напълно неутрално вещество или материал образува токсични съединения.
Новите напитки, козметика, хранителни продукти, лекарства, предмети за бита, предлагани ежедневно от рекламата, задължително включват химични компоненти, синтезирани от човека. За степента на непознаване на токсичността на всички тези вещества може да се съди от данните в табл. един.
Книгата "Екологични проблеми" (стр. 36) дава следните факти:
„Сега се произвеждат около 5 хиляди вещества в масов мащаб и около 13 хиляди вещества в мащаб над 500 тона / година. Броят на веществата, предлагани на пазара в забележим мащаб, от 50 хиляди артикула през 1980 г., се е увеличил до 100 хиляди артикула в момента. От 1338 вещества, произведени в голям мащаб в страните от Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (OECD), само 147 имат някакви данни за тяхната опасност или безопасност (Losev, 1989; TheWord…, 1992). Според (Meadows…, 1994), от 65 000 химикала в търговско обращение, по-малко от 1% имат токсикологични характеристики.
Въпреки че има огромни разходи, свързани с изследванията на химическата експозиция: характеризирането на едно вещество изисква 64 месеца и 575 000 $, а изследванията на хроничната токсичност и канцерогенност изискват допълнителни 1,3 милиона $ (стр. 36); в тази област се работи малко.
Понастоящем поради редица причини остават неразрешени проблеми при оценката на токсичността на химическите продукти за хората и в по-голяма степен по отношение на околен свят. изчерпателни изследвания
| Обхват на наличната информация | Промишлени химикали с производство >500 t/y½<500 т/год½ Объем неизв | Хранителни добавки | Лекарства физиол. активен в-ва | Козметични съставки | Пестициди, инертни добавки | |||
| Пълно, % | 0 | 0 | 0 | 5 | 18 | 2 | 10 | |
| Непълно, % | 11 | 12 | 10 | 14 | 18 | 14 | 24 | |
| Няма достатъчно информация, % | 11 | 12 | 8 | 1 | 3 | 10 | 2 | |
| Много малко информация, % | 0 | 0 | 0 | 34 | 36 | 18 | 26 | |
| Няма информация, % | 78 | 76 | 82 | 46 | 25 | 56 | 38 | |
| 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
| Брой изследвания на химически продукти | 12860 | 13911 | 21752 | 8627 | 1815 | 3410 | 3350 | |
въздействията на веществата могат да бъдат осъзнати само след получаване на пълна информация за експозицията (действащата доза) на всеки химикал.
В процеса на своята икономическа дейност човек произвежда различни вещества. Всички произведени вещества, използващи както възобновяеми, така и невъзобновяеми ресурси, могат да бъдат разделени на четири типа:
* изходни вещества (суровини);
* междинни вещества (възникващи или използвани в производствения процес);
* краен продукт;
* страничен продукт (отпадък).
Отпадъкът възниква на всички етапи от получаването на крайния продукт и всеки краен продукт след консумация или употреба става отпадък, така че крайният продукт може да се нарече отложен отпадък. Всички отпадъци попадат в околната среда и се включват в биогеохимичния кръговрат на веществата в биосферата. Много химически продукти са включени от човека в биогеохимичния цикъл в мащаб, много по-голям от естествения цикъл. Някои вещества, изпратени от човека в околната среда, преди това са отсъствали в биосферата (например хлорофлуоровъглеводороди, плутоний, пластмаси и др.), Така че естествените процеси не могат да се справят с тези вещества за дълго време. Резултатът е огромна вреда за организмите.
таблица 2. Източници на емисии (изпускания) на вредни вещества (%) през 1986 г. и прогноза за 1998 г. (по примера на Германия).
| SO2 | NO x (NO 2) | ко | Прах | Летливи органични съединения | ||||||
| Промишленост (отрасъл на националната икономика) | 1996 | 1998 | 1996 | 1998 | 1996 | 1998 | 1996 | 1998 | 1996 | 1998 |
| Обща сума | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
процеси |
4,3 | 7,9 | 0,8 | 0,4 | 11,9 | 15,0 | 57,7 | 59,1 | 4,6 | 7,0 |
Консумация на енергия |
95,7 | 92,1 | 99,2 | 99,6 | 88,1 | 85,0 | 42,3 | 40,9 | 56,4 | 60,4 |
| транспорт, с изключение на градския а) | 1,8 | 3,3 | 8,3 | 10,6 | 3,2 | 3,4 | 3,1 | 2,7 | 3,0 | 3,9 |
· градски транспорт |
2,8 | 7,5 | 52,4 | 64,0 | 70,7 | 63,6 | 10,3 | 12,9 | 48,5 | 49,9 |
· битови |
5,8 | 9,6 | 3,1 | 3,5 | 9,0 | 10,5 | 6,7 | 6,1 | 3,0 | 3,7 |
малки потребители b) |
4,4 | 6,4 | 1,7 | ,1,8 | 1,5 | 2,0 | 1,6 | 1,3 | 0,5 | 0,7 |
| преработвателни предприятия и мини в) | 12,6 | 14,7 | 7,1 | 7,0 | 2,9 | 4,3 | 4,1 | 4,6 | 0,8 | 1,1 |
| Други преработвателни индустрии c), d) | 5,7 | 14,5 | 2,0 | 2,1 | 0,3 | 0,5 | 0,9 | 1,3 | 0,1 | 0,3 |
| Електрически и топлоелектрически централи д) | 62,6 | 36,1 | 24,6 | 10,6 | 0,5 | 0,7 | 15,6 | 12,0 | 0,5 | 0,8 |
а) Строителство, селско и горско стопанство, военен, железопътен и воден транспорт, въздушни съобщения.
б) Включително военна служба.
в) Промишленост: други области на обработка, предприятия и добив, процеси (само промишлени).
г) Нефтопреработвателни заводи, коксови батерии, брикетиране.
д) За промишлени електроцентрали, само производство на енергия.
От табл. 2 (стр. 109) се вижда, че най-голямото количество отпадъци е свързано с производството на енергия, върху потреблението на която всички
Таблица 3Емисии във въздуха от електроцентрала с мощност 1000 MW/година (в тонове).
стопанска дейност. Поради изгарянето на изкопаеми горива за енергийни цели, сега има масивен поток от редуциращи газове в атмосферата. В табл. 3 (стр. 38) са показани данни за емисиите на различни газове от изгарянето на различни видове изкопаеми горива. За 20 години, от 1970 до 1990 г., светът е изгорил 450 милиарда барела петрол, 90 милиарда тона въглища, 11 трлн. куб m газ ( стр. 38).
Замърсяването и отпадъците от енергийните съоръжения се разделят на два потока: единият причинява глобални промени, а другият - регионални и локални. Глобалните замърсители навлизат в атмосферата и поради обема си
Таблица 4. Промени в концентрацията на определени газови компоненти в атмосферата.
брой парникови газове (Таблица 4, виж , стр. 40). От тази таблица може да се види, че концентрацията на малки газови компоненти на атмосферата се променя в натрупването, в атмосферата се появяват газове, които преди това практически липсваха в нея - хлорофлуоровъглероди. Последиците от натрупването на глобални замърсители в атмосферата са:
* Парников ефект;
* разрушаване на озоновия слой;
* кисели валежи.
Второ място по замърсяване на околната среда заема транспортът, особено автомобилният. През 1992 г. световният автомобилен парк е бил 600 милиона единици и ако тенденцията на растеж продължи, до 2015 г. може да достигне 1,5 милиарда единици (стр. 41). Изгарянето на изкопаеми горива от превозни средства повишава концентрациите на CO, NO x , CO 2 , въглеводороди, тежки метали и прахови частици в атмосферата, също така произвежда твърди отпадъци (гуми и самата кола след повреда) и течни отпадъци (отработени масла , пране и др.). Автомобилите представляват 25% от изгореното гориво. По време на експлоатация, равняваща се на 6 години, един среден автомобил отделя в атмосферата: 9 тона CO 2 , 0,9 тона CO , 0,25 тона NO x и 80 kg въглеводороди.
Разбира се, в сравнение с енергията и транспорта, глобалното замърсяване от химическата промишленост е малко, но това също е доста осезаемо местно въздействие. Повечето органични междинни и крайни продукти, използвани или произведени в химическата промишленост, са направени от ограничен брой основни нефтохимикали. По време на обработката на суров нефт или природен газ, различни етапи от процеса, като дестилация, каталитичен крекинг, отстраняване на сяра и алкилиране, генерират както газообразни, така и разтворени във вода и изхвърлени в канализацията. Те включват остатъци и отпадъци от технологични процеси, които не могат да бъдат преработени по-нататък.
Газообразните емисии от дестилационни и крекинг инсталации по време на рафиниране на нефт съдържат главно въглеводороди, въглероден оксид, сероводород, амоняк и азотни оксиди. Тази част от тези вещества, които могат да бъдат събрани в газови уловители преди изпускане в атмосферата, се изгарят във факели, което води до продукти на изгаряне на въглеводороди, въглероден оксид, азотни оксиди и серен диоксид. При изгаряне на киселинни продукти на алкилиране в атмосферата се отделя флуороводород. Има и неконтролирани емисии, причинени от различни течове, недостатъци в поддръжката на оборудването, смущения в процесите, аварии, както и изпарение на газообразни вещества от системата за технологично водоснабдяване и от отпадъчни води.
От всички видове химически индустрии най-замърсени са тези, в които се произвеждат или използват лакове и бои. Това се дължи на факта, че лаковете и боите често се правят на базата на алкидни и други полимерни материали, както и нитролакове, те обикновено съдържат голям процент разтворител. Емисиите на антропогенни органични вещества в отраслите, свързани с използването на лакове и бои, са 350 хиляди тона годишно, останалата част от химическата промишленост като цяло отделя 170 хиляди тона годишно (, стр. 147).
Въздействие на химикалите върху околната среда
Нека разгледаме по-подробно въздействието на химикалите върху околната среда. Екотоксикологията се занимава с изследване на влиянието на антропогенни химикали върху биологични обекти на околната среда. Задачата на екотоксикологията е да изучава влиянието на химичните фактори върху видовете, жизнените общности, абиотичните компоненти на екосистемите и върху техните функции.
Под вредните ефекти, приложени към съответната система, в екотоксикологията разбирайте:
ясни промени в обичайните колебания в размера на популацията;
дългосрочни или необратими промени в състоянието на екосистемата.
Ефекти върху индивиди и популации
Всяка експозиция започва с токсичен праг, под който не се открива ефект на веществото (NOEC - концентрация, под която не се наблюдава ефект). Съответства на концепцията за експериментално определен праг на концентрация (LOEC - минималната концентрация, при която се наблюдава ефектът на дадено вещество). Използва се и трети параметър: MATC - максимално допустимата концентрация на вредно вещество (в Русия е възприет терминът MPC - „максимално допустима концентрация“). MPC се намира чрез изчисление и стойността му трябва да бъде между NOEC и LOEC. Определянето на тази стойност улеснява оценката на риска от излагане на съответните вещества на чувствителни организми (стр. 188).
Химическите вещества, в зависимост от свойствата и структурата, влияят на организмите по различни начини.
Молекулярно-биологични ефекти.
Много химикали взаимодействат с ензимите на тялото, променяйки тяхната структура. Тъй като ензимите катализират хиляди химични реакции, става ясно защо всяка промяна в структурата им дълбоко засяга тяхната специфичност и регулаторни свойства.
Пример:цианидите блокират дихателния ензим - цитохром с-оксидаза; Ca 2+ катионите инхибират активността на рибофлавин китазата, която е фосфатен носител на рибофлавин в животински клетки.
Нарушения на метаболизма и регулаторните процеси в клетката.
Клетъчният метаболизъм може да бъде нарушен от химикали. Реагирайки с хормони и други регулаторни системи, химикалите причиняват неконтролирани трансформации и променят генетичния код.
Пример:нарушение на реакциите на окислително разграждане на въглехидрати, причинени от токсични метали, особено съединения на мед и арсен; пентахлорфенол (PCP), триетилолово, триетилцинк и 2,4-динитрофенол прекъсват веригата от химични процеси на дишане на етапа на реакцията на окислително фосфорилиране; съединенията на лидан, кобалт и селен нарушават процеса на разграждане на мастни киселини; Органохлорните пестициди и полихлорираните бифенили (PCBP) причиняват нарушения на щитовидната жлеза.
Мутагенни и канцерогенни ефекти.
Вещества като DDT, PCBF и полиароматни въглеводороди (PAH) имат потенциал да бъдат мутагенни и канцерогенни. Опасното им въздействие върху хората и животните се проявява в резултат на продължителен контакт с тези вещества, съдържащи се във въздуха и хранителните продукти. Според данните, получени въз основа на експерименти с животни, канцерогенният ефект се осъществява в резултат на двустепенен механизъм:
4. Въздействие върху поведението на организмите.
Таблица 5Примери за инициатори и стимулатори на канцерогенезата (стр. 194).
| Инициатори | промоутъри | ||
| Химични съединения | Биологични свойства | Химични съединения | Биологични свойства |
| PAH (поликондензирани ароматни въглеводороди), нитрозамини | Канцерогенен | Кротоново масло | Сам по себе си не е канцерогенен. |
| N-нитрозо-N-нитро-N-метилгуанидин | Експозиция преди експозиция на промотора | Фенобарбитал | Действието настъпва след появата на инициатора |
Диметилнитрозамин Диетилнитрозамин |
Достатъчна е една инжекция | DDT, PCBF TCDD (тетрахлородибензодиоксин) |
Изисква се дълготрайна експозиция |
| N-нитрозо-N-метилкарбамид | Влиянието е необратимо и адитивно | Хлороформ | Първоначално действието е обратимо, а не адитивно. |
| Уретан | Няма прагова концентрация | Захарин (под въпрос) | Праговата концентрация вероятно зависи от времето на експозиция на дозата |
| 1,2-диметилхидразин | Мутагенно действие | Цикламат | Няма мутагенен ефект |
Въвеждане на веществото Праг на експозиция |
|||
| веднага - няколко дни |
Нарушения на поведението (неврологични и ендокринни, химотаксис, фотогеотаксис, баланс/ориентация, полет, мотивация/способност за учене) |
Биохимични реакции (ензимна и метаболитна активност, синтез на аминокиселини и стероидни хормони, мембранни промени, ДНК мутации) ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ |
|
|
Физиологичен (консумация на кислород, осмотична и йонна регулация, смилане и отделяне на храната, фотосинтеза, фиксиране на азот) |
Морфологични промени (промени в клетките и тъканите, образуване на тумори, анатомични промени) |
||
| часове - седмици |
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ |
||
| дни - месеци | Промяна на индивидуалния жизнен цикъл (ембрионално развитие, скорост на растеж, размножаване, способност за регенерация) |
||
| месеци - години | Промени в населението (намаляване на броя на индивидите, промени във възрастовата структура, промени в генетичния материал) |
||
| месеци - десетилетия | Последици за околната среда (динамични промени в биоценозите / екосистемите, тяхната структура и функция) |
||
Ориз. един.Въздействия върху биологичните системи, тъй като те стават по-сложни (стр. 201).
„генотоксично начало“,
„епигенетична промоция“.
Инициаторив процеса на взаимодействие с ДНК причиняват необратими соматични мутации и е достатъчна много малка доза от инициатора, се предполага, че за този ефект няма прагове на концентрация, под които той да не се проявява.
Насочено унищожаване на определени видове растения и животни.
Пример: алдехидни, фунгицидни, акарицидни, хербицидни, инсектицидни мерки, особено в урбанизирани екосистеми
Широко разпространено намаляване на видовото разнообразие на организмите.
Пример:използване на пестициди и торове в селскостопанските екосистеми.
Масово замърсяване.
Пример:замърсяване на бреговете и устията на реките с нефт от аварии на танкери.
Постоянно замърсяване на биотопите
Пример: еутерификация на реки и езера в резултат на навлизането в тях на значителни количества разтворени и свързани съединения на азота и фосфора.
Дълбоки биотопни промени
Пример: засоляване на сладководни биотопи; „съвременно влошаване на състоянието на горите.
Пълно унищожаване на екосистемата в резултат на загуба на цялостна непокътната структура (биотоп) и нейните функции (биоценоза).
Пример: Унищожаването на мангрови гори в резултат на използването на хербициди като химически оръжия във войната във Виетнам.
Фиг.2.Схема на възможните последствия от въздействието на химически продукти върху екосистемите.
промоутъризасилват действието на инициатора и собствения си ефект върху
организмът е обратим за известно време.
Допълнително въздействие- сумиране (събиране) на отделни въздействия.
Таблица 5 изброява някои от инициаторите и промоторите и техните свойства.
Нарушаването на поведението на организмите е следствие от общото въздействие върху биологичните и физиологичните процеси.
Пример:Установено е, че значително по-ниски концентрации от LD 50 (летална доза при 50% смъртност) предизвикват ясна промяна в поведението поради излагане на химикали.
Различните организми имат различна чувствителност към химикали, така че времето на проявяване на определени действия на химикали за различните биосистеми е различно (виж фиг. 1).
Въздействие върху екосистемата
Под въздействието на химикали се променят следните параметри на екосистемата:
* гъстота на населението;
* доминираща структура;
* видово разнообразие;
* изобилие от биомаса;
* пространствено разпределение на организмите;
* репродуктивни функции.
Възможните последици и форми на вредно въздействие на химикалите върху екосистемата могат да бъдат класифицирани според фиг. 2 (стр. 184).
Предприети мерки за минимизиране на риска от използване на химически продукти
За да се минимизира рискът от използване на химически продукти, в съответствие с нивото на познания по този проблем в страните от ЕС, през 1982 г. беше приет така нареченият „Закон за химическите продукти“. В процеса на проверка на прилагането му, в продължение на няколко години, бяха предприети мерки за оптимизиране на технологиите, биологичните и физико-химичните изследвания, както и за изясняване на терминологията, стандартните вещества и методите за вземане на проби. Законът за химикалите установява правилата за допускане до пазара на всички нови химически продукти.
Технически мерки, използвани за предотвратяване на опасността от промишлени емисии
За да се намали и намали изпускането на химикали от промишлени предприятия, трябва да се предприемат следните мерки:
Нека разгледаме по-отблизо последните две точки.
Контрол на замърсяването на водата
Разбирането за необходимостта от регулирано водоснабдяване и пречистване на отпадъчните води е възникнало много отдавна. Още в древен Рим са построени акведукти за снабдяване с прясна вода и „Клоамаксима“ - канализационна мрежа. картер и по този начин предотвратява запушването на канализацията и образуването на продукти от гниене („Дортмундски кладенци“ и „Емски кладенци“).
Друг метод за неутрализиране на отпадъчните води беше почистването им с помощта на напоителни полета, тоест изхвърлянето на отпадъчни води в специално подготвени полета. Но едва в средата на миналия век започва развитието на методите за пречистване на отпадъчни води и системното изграждане на канализационни мрежи в градовете.
Първо бяха създадени инсталации за механично почистване. Същността на това пречистване беше утаяването на твърдите частици в отпадъчните води до дъното, просмукване през песъчливата почва, отпадъчните води бяха филтрирани и избистрени. И едва след откриването през 1914 г. на биологична (жива) утайка
Таблица 6. Физико-химично пречистване на отпадъчни води (стр. 153).
Таблица 7. Гранични стойности за концентрацията на замърсители в отпадъчни води от нефтопреработвателни заводи, изпратени за биологично третиране (стр.144).
Таблица 8. Осреднени характеристики на инфузионни води от хранилища (депа) за градски битови отпадъци (6-8 години след складиране) (стр. 165).
| pH стойност | 6,5 - 9,0 |
| Сух остатък | 20000 ml/l |
| Неразтворими вещества | 2000 mg/l |
| Електрическа проводимост (20 o C) | 20000 µS/cm |
| Неорганични компоненти | |
| Съединения на алкални и алкалоземни метали (по метал) | 8000 mg/l |
| Съединения на тежки метали (за всеки метал) | 10 mg/l |
| Съединения на желязото (общо Fe) | 1000 mg/l |
| NH4 | 1000 mg/l |
| SO 2- | 1500 mg/l |
| HCO3 | 10000 mg/l |
| Органични съставки | |
| БПК (биохимична нужда от кислород за 5 дни) | 4000 mg/l |
| COD (химическа нужда от кислород) | 6000 mg/l |
| Фенол | 50 mg/l |
| Перилен препарат | 50 mg/l |
| Вещества, екстрахируеми с метиленхлорид | 600 mg/l |
| Органични киселини, дестилирани с водни пари (изчислени като оцетна киселина) | 1000 mg/l |
стана възможно да се разработят съвременни технологии за пречистване на отпадъчни води, включително връщане (рециклиране) на биологична утайка в нова порция отпадъчни води и едновременно аериране на суспензията. Всички методи за пречистване на отпадъчни води, разработени през следващите години и до момента, не съдържат съществено нови решения, а само оптимизират предварително разработения метод, ограничен до различни комбинации от известни етапи на технологичен процес. Изключение правят методите за физико-химично третиране, които използват физични методи и химични реакции, специално подбрани за отстраняване на веществата, съдържащи се в отпадъчните води (Таблица 6).
Отпадъчните води от предприятия (например петролни рафинерии) първо се подлагат на физическо и химическо третиране, а след това на биологично. Съдържанието на вредни вещества в отпадъчните води, доставяни за биологично третиране, не трябва да надвишава определени стойности (Таблица 7).
Рециклиране.
При разработването на екологосъобразна система за управление на отпадъците се поставят следните (по важност) основни задачи:
Видове изхвърляне на отпадъци:
* складова дейност;
* изгаряне;
* компостиране (неприложимо за отпадъци, съдържащи токсични вещества);
* пиролиза.
Таблица 9. Емисии на вредни вещества от инсталации за изгаряне на отпадъци (mg/l) (стр.158).
Таблица 10. Средно съдържание на метали в прахови частици от дим от инсинератор (10 проби, средно съдържание на прах в димните газове 88 mg/m 3) (стр. 159).
Таблица 11Разлики между термолиза и пиролиза на органични отпадъци (стр.171).
| изгаряне на отпадъци | Пиролиза на отпадъци |
| Задължителна висока температура | Сравнително ниска температура (450 o C) |
| Необходим е излишен въздух (съответно кислород) | Липса на кислород (респ. въздух) |
| Входяща топлина директно поради отделената топлина на реакцията | Подаване на топлина предимно чрез топлообменници |
| Оксидиращи условия, металите се окисляват | При редуциращи условия металите не се окисляват |
| Основни реакционни продукти: CO 2 , H 2 O, пепел, шлака | Основни реакционни продукти: H 2 , C n H m , CO, твърди въглеродни остатъци |
| Газообразни вредни вещества: SO2, SO3, NO x, HCl, HF, тежки метали, прах | Газообразни вредни вещества: H2S, HCN, NH3, HCl, HF, феноли, смоли, Hg, прах |
| Големи обеми газ (пропорция въздух) | Малки обеми газове |
| Пепелта се синтерова в шлака, оставяйки влага | Няма процеси на топене и синтероване, загуба на влага |
| Предварителното смилане и равномерното раздробяване не са необходими, но благоприятни | Предварителното смилане и равномерността на смачкване са от съществено значение |
| Течните и пастообразните отпадъци обикновено не се третират | По принцип се третират течни и пастообразни отпадъци |
| Рентабилността на производството се постига при население от около 1 милион души | Икономиката на производството вероятно ще бъде осигурена при население от около милион души |
Най-разпространеното сега е складирането на отпадъци. Приблизително 2/3 от всички битови и промишлени отпадъци и 90% от инертните отпадъци се съхраняват в депата. Такива съоръжения за съхранение заемат големи площи, са източници на шум, прах и газове в резултат на химични и анаеробни биологични реакции в пласта, както и източници на замърсяване на подпочвените води в резултат на образуването на инфилтрирана вода в открити сметища (Таблица 8).
От това следва, че съхраняването на отпадъци не може да бъде задоволителен метод за тяхното обезвреждане и трябва да се използват други методи.
В момента до 50% от всички отпадъци в развитите страни се изгарят. Предимствата на метода на изгаряне са значителното намаляване на обема на отпадъците и ефективното унищожаване на горими материали, включително органични съединения. Остатъците от изгарянето - шлака и пепел - съставляват само 10% от първоначалния обем и 30% от масата на изгорелите материали. Но при непълно изгаряне в околната среда могат да попаднат множество вредни вещества (Таблици 9 и 10). За да се намалят емисиите на органични вещества, е необходимо да се използват устройства за третиране на дима.
Пиролизата е разлагане на химични съединения при високи температури в отсъствието на кислород, в резултат на което изгарянето им става невъзможно. В табл. 11 показва разликите в процесите на изгаряне (термолиза) и пиролиза на отпадъци въз основа на сравнение на тези два метода. Въпреки че пиролизата има много предимства, тя има и значителни недостатъци: отпадъчните води, идващи от пиролизни инсталации, са силно замърсени с органични вещества (феноли, хлорирани въглеводороди и др.), а от сметищата на твърди остатъци от пиролиза (пиролизен кокс) под действието на дъжд , измиване на вредни вещества; в твърдите пиролизни продукти освен това са открити високи концентрации на поликондензирани и хлорирани въглеводороди. В тази връзка пиролизата не може да се счита за екологичен метод за преработка на отпадъци.
Човекът в хода на своята дейност произвежда огромно количество химикали, които влияят неблагоприятно на околната среда. Но в момента той не разполага с такава технология, която да направи човешката дейност абсолютно безотпадна.
Заключение
И така, разгледах някои аспекти на химическото замърсяване на околната среда. Това далеч не са всички аспекти на този огромен проблем и само малка част от възможностите за разрешаването му. За да не унищожи напълно местообитанието на своето местообитание и местообитанието на всички други форми на живот, човек трябва да бъде много внимателен към околната среда. А това означава строг контрол върху прякото и непряко производство на химикали, цялостно проучване на този проблем, обективна оценка на въздействието на химическите продукти върху околната среда и откриване и прилагане на методи за минимизиране на вредното въздействие на химикалите върху среда са необходими.
Библиография
1. Екологична химия: пер. с него. / Ед. Ф. Корте. - М.: Мир, 1996. - 396 с., ил.
2. Екологични проблеми: какво се случва, кой е виновен и какво да правим?: Учебник / Изд. проф. В. И. Данилов - Данилян. - М .: Издателство на MNEPU, 1997. - 332 с.
3. Небел Б. Наука за околната среда: Как работи светът: В 2 т. Т. 1.2. пер. от английски - М .: Мир, 1993. - с., ил.
4. Ревел П., Ревел Ч. Нашето местообитание: В 4 кн. Книга. 2. Замърсяване на водата и въздуха: Превод от английски. - М.: Мир, 1995. - стр., ил.
Основни определения. химическо замърсяване- навлизане в околната среда на замърсители под формата на химикали, образувани директно в хода на естествени, природно-антропогенни и антропогенни процеси (първично замърсяване), или образуване (синтез) на вредни и опасни замърсители по време на физични и химични процеси в околната среда (вторично замърсяване). Трябва да се отбележи, че в развитите страни, благодарение на мерките, предприети през последните две-три десетилетия за намаляване на техногенните въздействия, химическото замърсяване изчезна на заден план, отстъпвайки място на радиационното замърсяване. У нас все още опасността от химическо замърсяване на околната среда е на първо място сред другите видове замърсявания.
Химиците познават 4–5 милиона химични съединения, чийто брой се увеличава с около 10% годишно. Според СЗО човек в ежедневието или промишлената си дейност влиза в контакт с 60-70 хиляди химични съединения, чийто брой се увеличава ежегодно с 200-1000 нови вещества. Ако само 1% от химичните съединения, с които човек е принуден да контактува, могат да окажат вредно въздействие върху здравето му, то дори тогава техният брой е изключително голям (до десетки хиляди или повече).
Обемите индустриално произведени химикали са огромни. Според СЗО в света повече от 50 химически съединения се произвеждат от индустрията в обеми над 1 милион тона.Например, повече от 1 милион тона детергенти са произведени в бившия СССР и няколко десетки милиона тона минерали торове.
Класификация на замърсителите.Химическите замърсители могат да бъдат характерни за живите организми, ако са в определени концентрации в тялото на животно, изпълняващи важни функции за регулиране на процесите на метаболизъм, храносмилане и др., или чужди за него, т.нар. ксенобиотици(от гръцки. ксенос- извънземен и биос- живот), които влизат в тялото по различни начини: въздух, чрез храна или питейна вода. Например така наречените микроелементи, необходими за нормално, балансирано хранене, които включват желязо, манган, цинк и др., са характерни за човешкото тяло.
Според геосферите на Земята (на глобално ниво) се разграничава химическото замърсяване на атмосферата, хидросферата и литосферата. Според компонентите на околната среда и обектите на замърсяване, разглеждани на местно ниво, се разграничават следните видове химическо замърсяване:
1) атмосферен въздух (например населени места, работна зона);
2) жилищни и производствени помещения;
3) повърхностни и подземни води (водохранилища);
5) храна и др.
Източници на химическо замърсяване на околната среда. Източници на техногенно химично замърсяванемогат да бъдат разделени на четири големи групи:
1) технически инсталации и устройства за изпускане в околната среда на газообразни, течни и твърди промишлени отпадъци;
2) стопански съоръжения, произвеждащи замърсители или натрупващи и съхраняващи отпадъци (депа за отпадъци);
3) регионът, от който идват замърсителите (при трансграничен пренос);
4) замърсяване на планетата, замърсени валежи, битови, промишлени и селскостопански отпадъчни води.
Според източниците на навлизане в околната среда се разграничават следните групи химикали: промишлени, енергийни, транспортни (например от автомобили), селскостопански, битови и др.