Auswirkungen der Chemie auf die Umwelt oder chemische Umweltverschmutzung durch die Industrie
Einführung.
Folgen eines Ölpipelineunfalls. 1996
Auf allen Stufen seiner Entwicklung war der Mensch eng mit der Außenwelt verbunden. Doch seit der Entstehung einer hochindustrialisierten Gesellschaft hat der gefährliche Eingriff des Menschen in die Natur dramatisch zugenommen, das Ausmaß dieser Eingriffe erweitert, er ist vielfältiger geworden und droht nun zu einer globalen Gefahr für die Menschheit zu werden. Der Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe steigt, immer mehr Ackerland verlässt die Wirtschaft, Städte und Fabriken werden darauf gebaut. Der Mensch muss immer stärker in die Ökonomie der Biosphäre eingreifen – jenem Teil unseres Planeten, auf dem Leben existiert. Die Biosphäre der Erde ist derzeit zunehmend anthropogenen Einflüssen ausgesetzt. Gleichzeitig lassen sich einige der wichtigsten Prozesse unterscheiden, von denen keiner die ökologische Situation auf dem Planeten verbessert.
Am umfangreichsten und bedeutsamsten ist die chemische Verschmutzung der Umwelt durch für sie ungewöhnliche Stoffe chemischer Natur. Darunter sind gasförmige und aerosolförmige Schadstoffe aus Industrie und Haushalt. Auch die Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre schreitet voran. Die Weiterentwicklung dieses Prozesses wird den unerwünschten Trend zur Erhöhung der durchschnittlichen Jahrestemperatur auf der Erde verstärken. Auch Umweltschützer sind alarmiert über die anhaltende Verschmutzung des Weltmeeres mit Öl und Ölprodukten, die bereits 1/5 seiner Gesamtfläche erreicht hat. Ölverschmutzungen dieser Größenordnung können den Gas- und Wasseraustausch zwischen der Hydrosphäre und der Atmosphäre erheblich stören. Es besteht kein Zweifel an der Bedeutung der chemischen Kontamination des Bodens mit Pestiziden und seiner erhöhten Versauerung, die zum Zusammenbruch des Ökosystems führen. Generell haben alle betrachteten Faktoren, die auf die Schadstoffwirkung zurückzuführen sind, einen erheblichen Einfluss auf die in der Biosphäre ablaufenden Prozesse.
Chemische Verschmutzung der Biosphäre.
Der Mensch verschmutzt die Atmosphäre seit Tausenden von Jahren, aber die Folgen des Gebrauchs von Feuer, das er während dieser ganzen Zeit benutzte, waren unbedeutend. Ich musste mich damit abfinden, dass der Rauch beim Atmen behinderte und der Ruß in einer schwarzen Hülle an Decke und Wänden der Wohnung lag. Die dabei entstehende Hitze war dem Menschen wichtiger als saubere Luft und unfertige Höhlenwände. Diese anfängliche Luftverschmutzung war kein Problem, denn die Menschen lebten damals in kleinen Gruppen und bewohnten eine unermesslich große unberührte Natur. Und selbst eine erhebliche Konzentration von Menschen auf relativ kleinem Raum, wie es in der klassischen Antike der Fall war, war noch nicht von schwerwiegenden Folgen begleitet.
Dies war bis Anfang des 19. Jahrhunderts der Fall. Erst in den letzten hundert Jahren hat uns die Entwicklung der Industrie mit solchen Produktionsverfahren „beschenkt“, deren Folgen sich der Mensch zunächst noch nicht vorstellen konnte. Millionenstädte entstanden, deren Wachstum nicht aufzuhalten ist. All dies ist das Ergebnis großer Erfindungen und Eroberungen des Menschen.
Grundsätzlich gibt es drei Hauptquellen der Luftverschmutzung: Industrie, Haushaltskessel, Verkehr. Der Anteil jeder dieser Quellen an der gesamten Luftverschmutzung ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Industrieproduktion die Luft am stärksten belastet. Verschmutzungsquellen - Wärmekraftwerke, die zusammen mit Rauch Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft abgeben; Hüttenbetriebe, insbesondere Nichteisenmetallurgie, die Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Chlor, Fluor, Ammoniak, Phosphorverbindungen, Partikel und Verbindungen von Quecksilber und Arsen in die Luft abgeben; Chemie- und Zementfabriken. Schädliche Gase gelangen in die Luft durch die Verbrennung von Brennstoffen für den industriellen Bedarf, die Beheizung von Haushalten, den Transport, die Verbrennung und die Verarbeitung von Haushalts- und Industrieabfällen. Atmosphärische Schadstoffe werden unterteilt in primäre, die direkt in die Atmosphäre gelangen, und sekundäre, die aus der Umwandlung der letzteren resultieren. So wird in die Atmosphäre gelangendes Schwefeldioxid zu Schwefelanhydrid oxidiert, das mit Wasserdampf interagiert und Schwefelsäuretröpfchen bildet. Wenn Schwefelsäureanhydrid mit Ammoniak reagiert, werden Ammoniumsulfatkristalle gebildet. In ähnlicher Weise werden infolge chemischer, photochemischer und physikalisch-chemischer Reaktionen zwischen Schadstoffen und atmosphärischen Bestandteilen andere sekundäre Anzeichen gebildet. Die Hauptquelle der pyrogenen Verschmutzung auf dem Planeten sind Wärmekraftwerke, metallurgische und chemische Unternehmen sowie Kesselanlagen, die mehr als 70% der jährlich produzierten festen und flüssigen Brennstoffe verbrauchen. Die wichtigsten schädlichen Verunreinigungen pyrogenen Ursprungs sind:
Kohlenmonoxid. Es wird durch unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen gewonnen. Es gelangt durch die Verbrennung fester Abfälle mit Abgasen und Emissionen von Industrieunternehmen in die Luft. Mindestens 1250 Millionen Tonnen dieses Gases gelangen jedes Jahr in die Atmosphäre Kohlenmonoxid ist eine Verbindung, die aktiv mit den Bestandteilen der Atmosphäre reagiert und zu einem Anstieg der Temperatur auf dem Planeten und zur Entstehung eines Treibhauseffekts beiträgt.
Schwefeldioxid. Es entsteht bei der Verbrennung von schwefelhaltigem Brennstoff oder der Verarbeitung von schwefelhaltigen Erzen (bis zu 170 Millionen Tonnen pro Jahr). Ein Teil der Schwefelverbindungen wird bei der Verbrennung organischer Reststoffe in Bergbauhalden freigesetzt. Allein in den Vereinigten Staaten belief sich die Gesamtmenge des in die Atmosphäre emittierten Schwefeldioxids auf 65 % der globalen Emissionen.
Schwefelsäureanhydrid. Es entsteht bei der Oxidation von Schwefeldioxid. Das Endprodukt der Reaktion ist ein Aerosol oder eine Lösung von Schwefelsäure in Regenwasser, das den Boden ansäuert und menschliche Atemwegserkrankungen verschlimmert. Die Ausfällung von Schwefelsäureaerosolen aus Rauchfackeln von Chemiebetrieben wird bei geringer Bewölkung und hoher Luftfeuchtigkeit beobachtet. Die Blattspreiten von Pflanzen, die in einer Entfernung von weniger als 11 km von solchen Unternehmen wachsen, sind normalerweise dicht mit kleinen nekrotischen Flecken übersät, die sich an den Sedimentationsstellen von Schwefelsäuretropfen bilden. Pyrometallurgische Unternehmen der Nichteisen- und Eisenmetallurgie sowie Wärmekraftwerke stoßen jährlich mehrere zehn Millionen Tonnen Schwefelsäureanhydrid in die Atmosphäre aus.
Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff. Sie gelangen getrennt oder zusammen mit anderen Schwefelverbindungen in die Atmosphäre. Hauptemissionsquellen sind Unternehmen zur Herstellung von Kunstfasern, Zucker, Koks, Ölraffinerien und Ölfelder. In der Atmosphäre werden sie bei Wechselwirkung mit anderen Schadstoffen langsam zu Schwefelsäureanhydrid oxidiert.
Stickoxide. Hauptemissionsquellen sind Betriebe, die Stickstoffdünger, Salpetersäure und Nitrate, Anilinfarben, Nitroverbindungen, Viskoseseide und Zelluloid herstellen. Die Menge an Stickoxiden, die in die Atmosphäre gelangen, beträgt 20 Millionen Tonnen pro Jahr.
Fluorverbindungen. Verschmutzungsquellen sind Unternehmen, die Aluminium, Emaille, Glas, Keramik, Stahl und Phosphatdünger herstellen. Fluorhaltige Substanzen gelangen in Form gasförmiger Verbindungen in die Atmosphäre - Fluorwasserstoff oder Staub aus Natrium- und Calciumfluorid. Die Verbindungen zeichnen sich durch eine toxische Wirkung aus. Fluorderivate sind starke Insektizide.
Chlorverbindungen. Sie gelangen aus Chemieunternehmen in die Atmosphäre, die Salzsäure, chlorhaltige Pestizide, organische Farbstoffe, hydrolytischen Alkohol, Bleichmittel und Soda herstellen. In der Atmosphäre kommen sie als Beimischung von Chlormolekülen und Salzsäuredämpfen vor. Die Toxizität von Chlor wird durch die Art der Verbindungen und deren Konzentration bestimmt. In der Hüttenindustrie werden beim Schmelzen von Roheisen und dessen Verarbeitung zu Stahl verschiedene Schwermetalle und giftige Gase in die Atmosphäre freigesetzt. So kommen pro 1 Tonne gesättigtes Gusseisen zusätzlich 12,7 kg Schwefeldioxid und 14,5 kg Staubpartikel, die die Menge an Verbindungen von Arsen, Phosphor, Antimon, Blei, Quecksilberdampf und seltenen Metallen, Teersubstanzen und Wasserstoff bestimmen Cyanid, freigesetzt werden.
EINLEITUNGFolgen eines Ölpipelineunfalls. 1996
Auf allen Stufen seiner Entwicklung war der Mensch eng mit der Außenwelt verbunden. Doch seit der Entstehung einer hochindustrialisierten Gesellschaft hat der gefährliche Eingriff des Menschen in die Natur dramatisch zugenommen, das Ausmaß dieser Eingriffe erweitert, er ist vielfältiger geworden und droht nun zu einer globalen Gefahr für die Menschheit zu werden. Der Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe steigt, immer mehr Ackerland verlässt die Wirtschaft, Städte und Fabriken werden darauf gebaut. Der Mensch muss immer stärker in die Ökonomie der Biosphäre eingreifen – jenem Teil unseres Planeten, auf dem Leben existiert. Die Biosphäre der Erde ist derzeit zunehmend anthropogenen Einflüssen ausgesetzt. Gleichzeitig lassen sich einige der wichtigsten Prozesse unterscheiden, von denen keiner die ökologische Situation auf dem Planeten verbessert.
Am umfangreichsten und bedeutsamsten ist die chemische Verschmutzung der Umwelt durch für sie ungewöhnliche Stoffe chemischer Natur. Darunter sind gasförmige und aerosolförmige Schadstoffe aus Industrie und Haushalt. Auch die Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre schreitet voran. Die Weiterentwicklung dieses Prozesses wird den unerwünschten Trend zur Erhöhung der durchschnittlichen Jahrestemperatur auf der Erde verstärken. Auch Umweltschützer sind alarmiert über die anhaltende Verschmutzung des Weltmeeres mit Öl und Ölprodukten, die bereits 1/5 seiner Gesamtfläche erreicht hat. Ölverschmutzungen dieser Größenordnung können den Gas- und Wasseraustausch zwischen der Hydrosphäre und der Atmosphäre erheblich stören. Es besteht kein Zweifel an der Bedeutung der chemischen Kontamination des Bodens mit Pestiziden und seiner erhöhten Versauerung, die zum Zusammenbruch des Ökosystems führen. Generell haben alle betrachteten Faktoren, die auf die Schadstoffwirkung zurückzuführen sind, einen erheblichen Einfluss auf die in der Biosphäre ablaufenden Prozesse.
CHEMISCHE VERSCHMUTZUNG DER BIOSPHÄRE.
Der Mensch verschmutzt die Atmosphäre seit Tausenden von Jahren, aber die Folgen des Gebrauchs von Feuer, das er während dieser ganzen Zeit benutzte, waren unbedeutend. Ich musste mich damit abfinden, dass der Rauch beim Atmen behinderte und der Ruß in einer schwarzen Hülle an Decke und Wänden der Wohnung lag. Die dabei entstehende Hitze war dem Menschen wichtiger als saubere Luft und unfertige Höhlenwände. Diese anfängliche Luftverschmutzung war kein Problem, denn die Menschen lebten damals in kleinen Gruppen und bewohnten eine unermesslich große unberührte Natur. Und selbst eine erhebliche Konzentration von Menschen auf relativ kleinem Raum, wie es in der klassischen Antike der Fall war, war noch nicht von schwerwiegenden Folgen begleitet.
Dies war bis Anfang des 19. Jahrhunderts der Fall. Erst in den letzten hundert Jahren hat uns die Entwicklung der Industrie mit solchen Produktionsverfahren „beschenkt“, deren Folgen sich der Mensch zunächst noch nicht vorstellen konnte. Millionenstädte entstanden, deren Wachstum nicht aufzuhalten ist. All dies ist das Ergebnis großer Erfindungen und Eroberungen des Menschen.
Grundsätzlich gibt es drei Hauptquellen der Luftverschmutzung: Industrie, Haushaltskessel, Verkehr. Der Anteil jeder dieser Quellen an der gesamten Luftverschmutzung ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Industrieproduktion die Luft am stärksten belastet. Verschmutzungsquellen - Wärmekraftwerke, die zusammen mit Rauch Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft abgeben; Hüttenbetriebe, insbesondere Nichteisenmetallurgie, die Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Chlor, Fluor, Ammoniak, Phosphorverbindungen, Partikel und Verbindungen von Quecksilber und Arsen in die Luft abgeben; Chemie- und Zementfabriken. Schädliche Gase gelangen in die Luft durch die Verbrennung von Brennstoffen für den industriellen Bedarf, die Beheizung von Haushalten, den Transport, die Verbrennung und die Verarbeitung von Haushalts- und Industrieabfällen. Atmosphärische Schadstoffe werden unterteilt in primäre, die direkt in die Atmosphäre gelangen, und sekundäre, die aus der Umwandlung der letzteren resultieren. So wird in die Atmosphäre gelangendes Schwefeldioxid zu Schwefelanhydrid oxidiert, das mit Wasserdampf interagiert und Schwefelsäuretröpfchen bildet. Wenn Schwefelsäureanhydrid mit Ammoniak reagiert, werden Ammoniumsulfatkristalle gebildet. In ähnlicher Weise werden infolge chemischer, photochemischer und physikalisch-chemischer Reaktionen zwischen Schadstoffen und atmosphärischen Bestandteilen andere sekundäre Anzeichen gebildet. Die Hauptquelle der pyrogenen Verschmutzung auf dem Planeten sind Wärmekraftwerke, metallurgische und chemische Unternehmen sowie Kesselanlagen, die mehr als 70% der jährlich produzierten festen und flüssigen Brennstoffe verbrauchen. Die wichtigsten schädlichen Verunreinigungen pyrogenen Ursprungs sind:
Kohlenmonoxid. Es wird durch unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen gewonnen. Es gelangt durch die Verbrennung fester Abfälle mit Abgasen und Emissionen von Industrieunternehmen in die Luft. Mindestens 1250 Millionen Tonnen dieses Gases gelangen jedes Jahr in die Atmosphäre Kohlenmonoxid ist eine Verbindung, die aktiv mit den Bestandteilen der Atmosphäre reagiert und zu einem Anstieg der Temperatur auf dem Planeten und zur Entstehung eines Treibhauseffekts beiträgt.
Schwefeldioxid. Es entsteht bei der Verbrennung von schwefelhaltigem Brennstoff oder der Verarbeitung von schwefelhaltigen Erzen (bis zu 170 Millionen Tonnen pro Jahr). Ein Teil der Schwefelverbindungen wird bei der Verbrennung organischer Reststoffe in Bergbauhalden freigesetzt. Allein in den Vereinigten Staaten belief sich die Gesamtmenge des in die Atmosphäre emittierten Schwefeldioxids auf 65 % der globalen Emissionen.
Schwefelsäureanhydrid . Es entsteht bei der Oxidation von Schwefeldioxid. Das Endprodukt der Reaktion ist ein Aerosol oder eine Lösung von Schwefelsäure in Regenwasser, das den Boden ansäuert und menschliche Atemwegserkrankungen verschlimmert. Die Ausfällung von Schwefelsäureaerosolen aus Rauchfackeln von Chemiebetrieben wird bei geringer Bewölkung und hoher Luftfeuchtigkeit beobachtet. Die Blattspreiten von Pflanzen, die in einer Entfernung von weniger als 11 km von solchen Unternehmen wachsen, sind normalerweise dicht mit kleinen nekrotischen Flecken übersät, die sich an den Sedimentationsstellen von Schwefelsäuretropfen bilden. Pyrometallurgische Unternehmen der Nichteisen- und Eisenmetallurgie sowie Wärmekraftwerke stoßen jährlich mehrere zehn Millionen Tonnen Schwefelsäureanhydrid in die Atmosphäre aus.
Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff. Sie gelangen getrennt oder zusammen mit anderen Schwefelverbindungen in die Atmosphäre. Hauptemissionsquellen sind Unternehmen zur Herstellung von Kunstfasern, Zucker, Koks, Ölraffinerien und Ölfelder. In der Atmosphäre werden sie bei Wechselwirkung mit anderen Schadstoffen langsam zu Schwefelsäureanhydrid oxidiert.
Stickoxide. Hauptemissionsquellen sind Betriebe, die Stickstoffdünger, Salpetersäure und Nitrate, Anilinfarben, Nitroverbindungen, Viskoseseide und Zelluloid herstellen. Die Menge an Stickoxiden, die in die Atmosphäre gelangen, beträgt 20 Millionen Tonnen pro Jahr.
Fluorverbindungen. Verschmutzungsquellen sind Unternehmen, die Aluminium, Emaille, Glas, Keramik, Stahl und Phosphatdünger herstellen. Fluorhaltige Substanzen gelangen in Form gasförmiger Verbindungen in die Atmosphäre - Fluorwasserstoff oder Staub aus Natrium- und Calciumfluorid. Die Verbindungen zeichnen sich durch eine toxische Wirkung aus. Fluorderivate sind starke Insektizide.
Chlorverbindungen. Sie gelangen aus Chemieunternehmen in die Atmosphäre, die Salzsäure, chlorhaltige Pestizide, organische Farbstoffe, hydrolytischen Alkohol, Bleichmittel und Soda herstellen. In der Atmosphäre kommen sie als Beimischung von Chlormolekülen und Salzsäuredämpfen vor. Die Toxizität von Chlor wird durch die Art der Verbindungen und deren Konzentration bestimmt. In der Hüttenindustrie werden beim Schmelzen von Roheisen und dessen Verarbeitung zu Stahl verschiedene Schwermetalle und giftige Gase in die Atmosphäre freigesetzt. So kommen pro 1 Tonne gesättigtes Gusseisen zusätzlich 12,7 kg Schwefeldioxid und 14,5 kg Staubpartikel, die die Menge an Verbindungen von Arsen, Phosphor, Antimon, Blei, Quecksilberdampf und seltenen Metallen, Teersubstanzen und Wasserstoff bestimmen Cyanid, freigesetzt werden.
Aerosolverschmutzung der Atmosphäre. Aerosole sind feste oder flüssige Partikel, die in der Luft schweben. Die festen Bestandteile von Aerosolen sind teilweise besonders gefährlich für Organismen und verursachen beim Menschen bestimmte Krankheiten. In der Atmosphäre wird die Aerosolbelastung in Form von Rauch, Nebel, Nebel oder Dunst wahrgenommen. Ein erheblicher Teil der Aerosole entsteht in der Atmosphäre, wenn feste und flüssige Partikel miteinander oder mit Wasserdampf interagieren. Die durchschnittliche Größe von Aerosolpartikeln beträgt 1-5 Mikrometer. Etwa 1 Kubikmeter gelangt jedes Jahr in die Erdatmosphäre. km Staubpartikel künstlichen Ursprungs. Auch bei den Produktionstätigkeiten von Menschen entsteht eine Vielzahl von Staubpartikeln. Informationen zu einigen Quellen von technogenem Staub finden sich in Tabelle 1:
Tabelle 1
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Die Hauptquellen der Luftverschmutzung durch künstliche Aerosole sind Wärmekraftwerke, die aschereiche Kohle verbrauchen, Anreicherungsanlagen, Hütten-, Zement-, Magnesit- und Rußanlagen. Aerosolpartikel aus diesen Quellen zeichnen sich durch eine große Vielfalt an chemischer Zusammensetzung aus. Am häufigsten werden Verbindungen von Silizium, Kalzium und Kohlenstoff in ihrer Zusammensetzung gefunden, seltener - Oxide von Metallen: Eisen, Magnesium, Mangan, Zink, Kupfer, Nickel, Blei, Antimon, Wismut, Selen, Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom , Kobalt, Molybdän sowie Asbest. Eine noch größere Vielfalt ist charakteristisch für organischen Staub, einschließlich aliphatischer und aromatischer Kohlenwasserstoffe, Säuresalze. Es entsteht bei der Verbrennung von Erdölrückständen, während des Pyrolyseprozesses in Ölraffinerien, petrochemischen und anderen ähnlichen Unternehmen. Permanente Quellen der Aerosolverschmutzung sind Industriedeponien - künstliche Hügel aus wieder abgelagertem Material, hauptsächlich Abraum, die während des Bergbaus oder aus Abfällen aus der verarbeitenden Industrie und Wärmekraftwerken entstanden sind. Die Quelle von Staub und giftigen Gasen ist Massensprengung. Als Ergebnis einer mittelgroßen Explosion (250-300 Tonnen Sprengstoff) werden also etwa 2.000 Kubikmeter in die Atmosphäre freigesetzt. m von bedingtem Kohlenmonoxid und mehr als 150 Tonnen Staub. Auch die Herstellung von Zement und anderen Baustoffen ist eine Quelle der Luftverschmutzung mit Staub. Die wichtigsten technologischen Prozesse dieser Industrien – das Mahlen und die chemische Verarbeitung von Chargen, Halbfertigprodukten und Produkten, die in heißen Gasströmen gewonnen werden, gehen immer mit Emissionen von Staub und anderen Schadstoffen in die Atmosphäre einher. Atmosphärische Schadstoffe umfassen Kohlenwasserstoffe – gesättigt und ungesättigt, die 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthalten. Sie durchlaufen verschiedene Umwandlungen, Oxidation, Polymerisation und interagieren mit anderen atmosphärischen Schadstoffen, nachdem sie durch Sonnenstrahlung angeregt wurden. Als Ergebnis dieser Reaktionen werden Peroxidverbindungen, freie Radikale, Verbindungen von Kohlenwasserstoffen mit Stickstoff- und Schwefeloxiden gebildet, oft in Form von Aerosolpartikeln. Unter bestimmten Wetterbedingungen können sich in der Oberflächenluftschicht besonders große Ansammlungen schädlicher gasförmiger und aerosolischer Verunreinigungen bilden.
Dies geschieht normalerweise, wenn es in der Luftschicht direkt über den Quellen der Gas- und Staubemission zu einer Inversion kommt – die Lage einer Schicht kälterer Luft unter warmer Luft, die Luftmassen verhindert und den Transport von Verunreinigungen nach oben verzögert. Infolgedessen konzentrieren sich schädliche Emissionen unter der Inversionsschicht, ihr Gehalt in Bodennähe nimmt stark zu, was einer der Gründe für die Bildung eines in der Natur bisher unbekannten photochemischen Nebels wird.
Photochemischer Nebel (Smog). Photochemischer Nebel ist ein Mehrkomponentengemisch aus Gasen und Aerosolpartikeln primären und sekundären Ursprungs. Die Zusammensetzung der Hauptbestandteile von Smog umfasst Ozon, Stickstoff- und Schwefeloxide, zahlreiche organische Peroxidverbindungen, die zusammen Photooxidantien genannt werden. Photochemischer Smog tritt als Folge photochemischer Reaktionen unter bestimmten Bedingungen auf: Vorhandensein einer hohen Konzentration von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und anderen Schadstoffen in der Atmosphäre, intensive Sonneneinstrahlung und ruhiger oder sehr schwacher Luftaustausch in der Oberflächenschicht mit einer starken und erhöhten Inversion für mindestens einen Tag. Anhaltend ruhiges Wetter, normalerweise begleitet von Inversionen, ist notwendig, um eine hohe Konzentration an Reaktanten zu erzeugen.
Solche Bedingungen werden häufiger von Juni bis September und seltener im Winter geschaffen. Bei anhaltend klarem Wetter verursacht die Sonneneinstrahlung den Abbau von Stickstoffdioxidmolekülen unter Bildung von Stickstoffmonoxid und atomarem Sauerstoff. Atomarer Sauerstoff mit molekularem Sauerstoff ergibt Ozon. Es scheint, dass letzteres, das Stickstoffmonoxid oxidiert, sich wieder in molekularen Sauerstoff und Stickstoffmonoxid in Kohlendioxid umwandeln sollte. Aber das passiert nicht. Das Stickoxid reagiert mit den Olefinen in den Abgasen, die die Doppelbindung abbauen, um Molekülfragmente und überschüssiges Ozon zu bilden. Durch die fortschreitende Dissoziation werden neue Massen an Stickstoffdioxid gespalten und geben zusätzliche Mengen an Ozon ab. Es findet eine zyklische Reaktion statt, wodurch sich Ozon allmählich in der Atmosphäre ansammelt. Dieser Prozess stoppt nachts. Ozon wiederum reagiert mit Olefinen. In der Atmosphäre sind verschiedene Peroxide angereichert, die insgesamt Oxidationsmittel bilden, die für photochemischen Nebel charakteristisch sind. Letztere sind die Quelle der sogenannten freien Radikale, die sich durch eine besondere Reaktivität auszeichnen. Solcher Smog ist über London, Paris, Los Angeles, New York und anderen Städten in Europa und Amerika nicht ungewöhnlich. Entsprechend ihrer physiologischen Wirkung auf den menschlichen Körper sind sie äußerst gefährlich für die Atemwege und den Kreislauf und führen bei gesundheitlich angeschlagenen Stadtbewohnern oft zum vorzeitigen Tod.
Das Problem der Kontrolle der Emission von Schadstoffen in die Atmosphäre durch Industrieunternehmen (MPC). Die Priorität bei der Entwicklung der maximal zulässigen Konzentrationen in der Luft liegt bei der UdSSR. MPC - solche Konzentrationen, die direkte oder indirekte Auswirkungen auf eine Person und ihre Nachkommen haben, deren Arbeitsfähigkeit, Wohlbefinden sowie die Gesundheits- und Lebensbedingungen der Menschen nicht verschlechtern.
Die Verallgemeinerung aller Informationen über MPC, die alle Abteilungen erhalten, erfolgt im MGO (Main Geophysical Observatory). Um die Luftwerte auf der Grundlage der Beobachtungsergebnisse zu bestimmen, werden die gemessenen Konzentrationswerte mit der maximal zulässigen Einzelkonzentration und der Anzahl der Fälle, in denen der MPC überschritten wurde, sowie dem Vielfachen der größten verglichen Wert höher als der MPC war, bestimmt. Der Durchschnittswert der Konzentration für einen Monat oder ein Jahr wird mit dem Langzeit-MPC – mittelstabilem MPC – verglichen. Der Zustand der Luftverschmutzung durch mehrere Substanzen, die in der Atmosphäre der Stadt beobachtet werden, wird anhand eines komplexen Indikators bewertet - dem Luftverschmutzungsindex (API). Dazu wird der MPC auf die entsprechenden Werte normiert und die durchschnittlichen Konzentrationen verschiedener Substanzen mit Hilfe einfacher Berechnungen zum Wert der Konzentrationen von Schwefeldioxid geführt und dann aufsummiert. Die höchsten einmaligen Konzentrationen der Hauptschadstoffe waren in Norilsk (Stickstoff- und Schwefeloxide), Frunze (Staub), Omsk (Kohlenmonoxid) am höchsten. Der Grad der Luftverschmutzung durch die Hauptschadstoffe ist direkt abhängig von der industriellen Entwicklung der Stadt. Die höchsten Maximalkonzentrationen sind typisch für Städte mit mehr als 500.000 Einwohnern. Die Luftverschmutzung mit bestimmten Stoffen hängt von der Art der in der Stadt entwickelten Industrie ab. Wenn Unternehmen mehrerer Branchen in einer Großstadt angesiedelt sind, entsteht eine sehr hohe Luftverschmutzung, aber das Problem der Reduzierung der Emissionen vieler spezifischer Stoffe bleibt noch ungelöst.
CHEMISCHE VERSCHMUTZUNG VON NATÜRLICHEM WASSER.
Jedes Gewässer oder jede Wasserquelle ist mit seiner äußeren Umgebung verbunden. Es wird von den Bedingungen für die Bildung von Oberflächen- oder Grundwasserabflüssen, verschiedenen Naturphänomenen, Industrie, Industrie- und Kommunalbau, Verkehr, wirtschaftlichen und häuslichen menschlichen Aktivitäten beeinflusst. Die Folge dieser Einflüsse ist das Einbringen neuer, ungewöhnlicher Stoffe in die aquatische Umwelt – Schadstoffe, die die Wasserqualität verschlechtern. Die in die aquatische Umwelt gelangenden Schadstoffe werden je nach Vorgehensweise, Kriterien und Aufgaben unterschiedlich klassifiziert. Ordnen Sie also normalerweise chemische, physikalische und biologische Verschmutzung zu. Chemische Verschmutzung ist eine Veränderung der natürlichen chemischen Eigenschaften von Wasser aufgrund einer Erhöhung des Gehalts an schädlichen Verunreinigungen darin, sowohl anorganischer (Mineralsalze, Säuren, Laugen, Tonpartikel) als auch organischer Natur (Öl und Ölprodukte, organische Rückstände, Tenside, Pestizide).
anorganische Verschmutzung. Die wichtigsten anorganischen (mineralischen) Schadstoffe von Süß- und Meerwasser sind eine Vielzahl chemischer Verbindungen, die für die Bewohner der aquatischen Umwelt toxisch sind. Dies sind Verbindungen von Arsen, Blei, Cadmium, Quecksilber, Chrom, Kupfer, Fluor. Die meisten von ihnen landen durch menschliche Aktivitäten im Wasser. Schwermetalle werden vom Phytoplankton aufgenommen und dann über die Nahrungskette auf höher organisierte Organismen übertragen. Die toxische Wirkung einiger der häufigsten Schadstoffe in der Hydrosphäre ist in Tabelle 2 dargestellt:
Tabelle 2
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Toxizitätsgrad:
- - fehlen
+ - sehr schwach
++ - schwach
+++ - stark
++++ - sehr stark.
Zu den gefährlichen Schadstoffen der aquatischen Umwelt gehören neben den in der Tabelle aufgeführten Stoffen auch anorganische Säuren und Basen, die einen weiten pH-Bereich von Industrieabwässern (1,0 - 11,0) verursachen und den pH-Wert der aquatischen Umwelt auf Werte verändern können von 5,0 oder über 8,0, während Fische in Süß- und Meerwasser nur im Bereich von pH 5,0 - 8,5 existieren können. Unter den Hauptquellen der Belastung der Hydrosphäre mit Mineralien und biogenen Elementen sind die Betriebe der Lebensmittelindustrie und die Landwirtschaft zu nennen. Jährlich werden etwa 6 Millionen Tonnen Salze aus bewässerten Böden ausgewaschen. Bis zum Jahr 2000 ist es möglich, ihr Gewicht auf 12 Millionen Tonnen/Jahr zu steigern. Abfälle, die Quecksilber, Blei und Kupfer enthalten, werden in getrennten Gebieten vor der Küste lokalisiert, aber einige von ihnen werden weit über die Hoheitsgewässer hinausgetragen. Die Quecksilberverschmutzung reduziert die Primärproduktion mariner Ökosysteme erheblich und hemmt die Entwicklung von Phytoplankton. Quecksilberhaltige Abfälle sammeln sich meist in den Bodensedimenten von Buchten oder Flussmündungen an. Seine weitere Wanderung wird begleitet von der Akkumulation von Methylquecksilber und dessen Aufnahme in die Trophieketten aquatischer Organismen. So wurde die Minamata-Krankheit, die zuerst von japanischen Wissenschaftlern bei Menschen entdeckt wurde, die Fisch aßen, der in der Minamata-Bucht gefangen wurde, in die industrielle Abwässer mit technogenem Quecksilber unkontrolliert eingeleitet wurden, berüchtigt.
organische Verschmutzung. Unter den vom Land ins Meer eingetragenen löslichen Stoffen sind neben mineralischen und biogenen Elementen auch organische Reststoffe von großer Bedeutung für die Bewohner der aquatischen Umwelt. Der Eintrag organischer Stoffe in den Ozean wird auf 300 - 380 Millionen Tonnen / Jahr geschätzt. Abwässer, die Suspensionen organischen Ursprungs oder gelöste organische Stoffe enthalten, beeinträchtigen den Zustand von Gewässern. Beim Absetzen überschwemmen die Suspensionen den Boden und verzögern die Entwicklung oder stoppen die lebenswichtige Aktivität dieser Mikroorganismen, die am Prozess der Wasserselbstreinigung beteiligt sind. Wenn diese Sedimente verrotten, können schädliche Verbindungen und giftige Substanzen wie Schwefelwasserstoff entstehen, die zu einer Verschmutzung des gesamten Flusswassers führen. Das Vorhandensein von Suspensionen erschwert auch das tiefe Eindringen von Licht in das Wasser und verlangsamt die Prozesse der Photosynthese. Eine der wichtigsten sanitären Anforderungen an die Wasserqualität ist der Gehalt an der erforderlichen Sauerstoffmenge. Schädliche Wirkung haben alle Verunreinigungen, die auf die eine oder andere Weise zur Verringerung des Sauerstoffgehalts im Wasser beitragen. Tenside – Fette, Öle, Schmiermittel – bilden auf der Wasseroberfläche einen Film, der den Gasaustausch zwischen Wasser und Atmosphäre verhindert, wodurch der Sättigungsgrad des Wassers mit Sauerstoff verringert wird. Eine beträchtliche Menge organischer Stoffe, von denen die meisten für natürliche Gewässer nicht charakteristisch sind, wird zusammen mit industriellen und häuslichen Abwässern in Flüsse eingeleitet. In allen Industrieländern ist eine zunehmende Verschmutzung von Gewässern und Abflüssen zu beobachten. Angaben zum Gehalt einiger organischer Stoffe im Industrieabwasser sind in Tabelle 3 aufgeführt:
Tisch 3
Durch die rasante Urbanisierung und den etwas schleppenden Bau von Kläranlagen oder deren unbefriedigenden Betrieb werden Wasserbecken und Böden mit Hausmüll belastet. Verschmutzungen machen sich besonders in langsam fließenden oder stehenden Gewässern (Stauseen, Seen) bemerkbar.
Durch die Zersetzung in der aquatischen Umwelt können organische Abfälle zu einem Nährboden für pathogene Organismen werden. Mit organischen Abfällen verunreinigtes Wasser wird zum Trinken und für andere Zwecke nahezu ungeeignet. Hausmüll ist nicht nur deshalb gefährlich, weil er eine Quelle einiger menschlicher Krankheiten ist (Typhus, Ruhr, Cholera), sondern auch, weil er viel Sauerstoff für seine Zersetzung benötigt. Wenn häusliches Abwasser in sehr großen Mengen in den Stausee gelangt, kann der Gehalt an löslichem Sauerstoff unter das für das Leben von Meeres- und Süßwasserorganismen notwendige Niveau sinken.
DAS PROBLEM DER VERSCHMUTZUNG DES WELTMEERES (am Beispiel einiger organischer Verbindungen).
Öl und Ölprodukte. Öl ist eine viskose ölige Flüssigkeit mit dunkelbrauner Farbe und geringer Fluoreszenz. Öl besteht hauptsächlich aus gesättigten aliphatischen und hydroaromatischen Kohlenwasserstoffen. Die Hauptbestandteile von Öl - Kohlenwasserstoffe (bis zu 98%) - werden in 4 Klassen eingeteilt:
Paraffine (Alkene) - (bis zu 90% der Gesamtzusammensetzung) - stabile Substanzen, deren Moleküle durch eine gerade und verzweigte Kette von Kohlenstoffatomen ausgedrückt werden. Leichte Paraffine haben eine maximale Flüchtigkeit und Löslichkeit in Wasser.
Cycloparaffine - (30 - 60% der Gesamtzusammensetzung) - gesättigte zyklische Verbindungen mit 5-6 Kohlenstoffatomen im Ring. Neben Cyclopentan und Cyclohexan kommen in Öl auch bi- und polycyclische Verbindungen dieser Gruppe vor. Diese Verbindungen sind sehr stabil und schwer biologisch abbaubar.
aromatische Kohlenwasserstoffe - (20 - 40% der Gesamtzusammensetzung) - ungesättigte zyklische Verbindungen der Benzolreihe, die 6 Kohlenstoffatome im Ring weniger als Cycloparaffine enthalten. Öl enthält flüchtige Verbindungen mit einem Molekül in Form eines einzelnen Rings (Benzol, Toluol, Xylol), dann bicyclisch (Naphthalin), semicyclisch (Pyren).
Olefine (Alkene) - (bis zu 10 % der Gesamtzusammensetzung) - ungesättigte nichtzyklische Verbindungen mit einem oder zwei Wasserstoffatomen an jedem Kohlenstoffatom in einem Molekül, das eine gerade oder verzweigte Kette hat.
Öl und Ölprodukte sind die häufigsten Schadstoffe in den Ozeanen. Zu Beginn der 1980er Jahre gelangten jährlich etwa 6 Millionen Tonnen Öl in den Ozean, was 0,23 % der Weltproduktion entsprach. Die größten Ölverluste sind mit dem Transport aus den Fördergebieten verbunden. Notfälle, Ablassen von Wasch- und Ballastwasser über Bord durch Tankschiffe – all dies führt zu permanenten Verschmutzungsfeldern entlang der Seewege. In der Zeit von 1962 bis 1979 gelangten infolge von Unfällen etwa 2 Millionen Tonnen Öl in die Meeresumwelt. In den vergangenen 30 Jahren, seit 1964, wurden im Weltmeer etwa 2.000 Bohrungen durchgeführt, davon allein in der Nordsee 1.000 und 350 Industriebohrungen ausgerüstet. Durch kleinere Lecks gehen jährlich 0,1 Millionen Tonnen Öl verloren. Große Ölmassen gelangen entlang von Flüssen, Haus- und Sturmabflüssen in die Meere.
Das Verschmutzungsvolumen aus dieser Quelle beträgt 2,0 Millionen Tonnen/Jahr. Jedes Jahr gelangen 0,5 Millionen Tonnen Öl mit Industrieabwässern ins Land. Beim Eindringen in die Meeresumwelt breitet sich Öl zunächst in Form eines Films aus und bildet Schichten unterschiedlicher Dicke. Anhand der Farbe des Films können Sie seine Dicke bestimmen (Tabelle 4):
Tabelle 4
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Der Ölfilm verändert die Zusammensetzung des Spektrums und die Intensität des Lichteinfalls in das Wasser. Die Lichtdurchlässigkeit dünner Rohölfilme beträgt 1–10 % (280 nm), 60–70 % (400 nm).
Eine Folie mit einer Dicke von 30-40 Mikrometern absorbiert Infrarotstrahlung vollständig. Beim Mischen mit Wasser bildet Öl eine Emulsion von zwei Arten: direkt - "Öl in Wasser" - und umgekehrt - "Wasser in Öl". Direkte Emulsionen, bestehend aus Öltröpfchen mit einem Durchmesser von bis zu 0,5 µm, sind weniger stabil und typisch für tensidhaltige Öle. Wenn flüchtige Fraktionen entfernt werden, bildet Öl viskose inverse Emulsionen, die an der Oberfläche verbleiben, von der Strömung getragen, an Land gespült und auf dem Grund abgesetzt werden können.
Pestizide. Pestizide sind eine Gruppe von künstlichen Substanzen, die zur Bekämpfung von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten eingesetzt werden. Pestizide werden in folgende Gruppen eingeteilt: Insektizide – zur Bekämpfung von Schadinsekten, Fungizide und Bakterizide – zur Bekämpfung von bakteriellen Pflanzenkrankheiten, Herbizide – gegen Unkräuter. Es wurde festgestellt, dass Pestizide, die Schädlinge vernichten, viele nützliche Organismen schädigen und die Gesundheit von Biozönosen untergraben. In der Landwirtschaft besteht seit langem das Problem des Übergangs von chemischen (umweltbelastenden) zu biologischen (umweltfreundlichen) Methoden der Schädlingsbekämpfung. Derzeit kommen mehr als 5 Millionen Tonnen Pestizide auf den Weltmarkt. Etwa 1,5 Millionen Tonnen dieser Stoffe sind bereits durch Asche und Wasser in die terrestrischen und marinen Ökosysteme gelangt. Die industrielle Produktion von Pestiziden geht mit dem Auftreten einer Vielzahl von Nebenprodukten einher, die das Abwasser belasten. In der aquatischen Umwelt sind Vertreter von Insektiziden, Fungiziden und Herbiziden häufiger als andere. Synthetisierte Insektizide werden in drei Hauptgruppen eingeteilt: Organochlor, Organophosphor und Carbonate. Organochlor-Insektizide werden durch Chlorierung von aromatischen und heterocyclischen flüssigen Kohlenwasserstoffen gewonnen. Dazu gehören DDT und seine Derivate, in deren Molekülen die Stabilität von aliphatischen und aromatischen Gruppen bei gemeinsamer Anwesenheit zunimmt, verschiedene chlorierte Derivate von Chlordien (Eldrin). Diese Substanzen haben eine Halbwertszeit von bis zu mehreren Jahrzehnten und sind sehr widerstandsfähig gegen biologischen Abbau. In der aquatischen Umwelt werden häufig polychlorierte Biphenyle gefunden - Derivate von DDT ohne aliphatischen Teil mit 210 Homologen und Isomeren. In den letzten 40 Jahren wurden mehr als 1,2 Millionen Tonnen polychlorierte Biphenyle bei der Herstellung von Kunststoffen, Farbstoffen, Transformatoren und Kondensatoren verwendet. Polychlorierte Biphenyle (PCBs) gelangen durch industrielle Abwassereinleitungen und die Verbrennung fester Abfälle auf Deponien in die Umwelt. Die letztere Quelle liefert PBCs in die Atmosphäre, von wo sie mit atmosphärischen Niederschlägen in alle Regionen der Erde ausfallen. So betrug der PBC-Gehalt in Schneeproben aus der Antarktis 0,03 - 1,2 kg/l.
Synthetische Tenside. Waschmittel (Tenside) gehören zu einer umfangreichen Gruppe von Stoffen, die die Oberflächenspannung von Wasser herabsetzen. Sie sind Bestandteil synthetischer Waschmittel (SMC), die im Alltag und in der Industrie weit verbreitet sind. Zusammen mit dem Abwasser gelangen Tenside in die kontinentalen Gewässer und in die Meeresumwelt. SMS enthalten Natriumpolyphosphate, in denen Detergenzien gelöst sind, sowie eine Reihe weiterer für Wasserorganismen giftiger Inhaltsstoffe: Aromastoffe, Bleichmittel (Persulfate, Perborate), Soda, Carboxymethylcellulose, Natriumsilikate. Je nach Art und Struktur des hydrophilen Teils der Tensidmoleküle werden diese in anionische, kationische, amphotere und nichtionische eingeteilt. Letztere bilden in Wasser keine Ionen. Die häufigsten unter den Tensiden sind anionische Substanzen. Sie machen mehr als 50 % aller weltweit hergestellten Tenside aus. Das Vorhandensein von Tensiden in Industrieabwässern ist mit ihrer Verwendung in Prozessen wie der Flotationskonzentrierung von Erzen, der Trennung von Produkten der chemischen Technologie, der Herstellung von Polymeren, der Verbesserung der Bedingungen für das Bohren von Öl- und Gasquellen und der Bekämpfung von Ausrüstung verbunden Korrosion. In der Landwirtschaft werden Tenside als Bestandteil von Pflanzenschutzmitteln eingesetzt.
Verbindungen mit krebserzeugenden Eigenschaften. Krebserzeugende Stoffe sind chemisch einheitliche Verbindungen, die eine umwandelnde Wirkung aufweisen und die Fähigkeit besitzen, krebserzeugende, teratogene (Verletzung embryonaler Entwicklungsprozesse) oder mutagene Veränderungen in Organismen hervorzurufen. Je nach Expositionsbedingungen können sie zu Wachstumshemmung, beschleunigter Alterung, Störung der individuellen Entwicklung und Veränderungen im Genpool von Organismen führen. Zu den Stoffen mit krebserzeugenden Eigenschaften gehören chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, Vinylchlorid und insbesondere polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Die maximale Menge an PAK in den aktuellen Sedimenten des Weltozeans (mehr als 100 μg/km Trockenmasse) wurde in tentonisch aktiven Zonen mit tiefer thermischer Einwirkung gefunden. Die wichtigsten anthropogenen Quellen von PAK in der Umwelt sind die Pyrolyse organischer Substanzen bei der Verbrennung verschiedener Materialien, Holz und Brennstoff.
Schwermetalle. Schwermetalle (Quecksilber, Blei, Cadmium, Zink, Kupfer, Arsen) sind weit verbreitete und hochgiftige Schadstoffe. Sie werden häufig in verschiedenen Industrieproduktionen verwendet, daher ist der Gehalt an Schwermetallverbindungen im Industrieabwasser trotz der Behandlungsmaßnahmen ziemlich hoch. Große Massen dieser Verbindungen gelangen über die Atmosphäre in den Ozean. Am gefährlichsten für marine Biozönosen sind Quecksilber, Blei und Cadmium. Quecksilber wird mit dem kontinentalen Abfluss und durch die Atmosphäre in den Ozean transportiert. Bei der Verwitterung von Sediment- und Eruptivgestein werden jährlich 3,5 Tausend Tonnen Quecksilber freigesetzt. Die Zusammensetzung des atmosphärischen Staubs enthält etwa 12.000 Tonnen Quecksilber, und ein erheblicher Teil ist anthropogenen Ursprungs. Etwa die Hälfte der jährlichen Industrieproduktion dieses Metalls (910.000 Tonnen/Jahr) landet auf verschiedenen Wegen im Ozean. In durch industrielle Gewässer belasteten Gebieten ist die Quecksilberkonzentration in Lösung und Suspension stark erhöht. Gleichzeitig wandeln einige Bakterien Chloride in das hochgiftige Methylquecksilber um. Die Kontamination von Meeresfrüchten hat wiederholt zu Quecksilbervergiftungen der Küstenbevölkerung geführt. Bis 1977 gab es 2.800 Opfer der Minomata-Krankheit, die durch Abfallprodukte aus der Produktion von Vinylchlorid und Acetaldehyd verursacht wurde, bei denen Quecksilberchlorid als Katalysator verwendet wurde. Unzureichend gereinigtes Abwasser von Unternehmen gelangte in die Bucht von Minamata. Schweine sind ein typisches Spurenelement, das in allen Bestandteilen der Umwelt vorkommt: in Gesteinen, Böden, natürlichen Gewässern, der Atmosphäre und lebenden Organismen. Schließlich werden Schweine während menschlicher Aktivitäten aktiv in die Umwelt verteilt. Dies sind Emissionen aus industriellen und häuslichen Abwässern, aus Rauch und Staub von Industrieunternehmen, aus Abgasen von Verbrennungsmotoren. Der Migrationsstrom von Blei vom Kontinent zum Ozean erfolgt nicht nur mit dem Abfluss von Flüssen, sondern auch durch die Atmosphäre. Mit kontinentalem Staub erhält der Ozean (20-30) Tonnen Blei pro Jahr.
Einleitung von Abfällen ins Meer zum Zwecke der Entsorgung (Dumping). In vielen Ländern mit Zugang zum Meer werden verschiedene Materialien und Substanzen im Meer vergraben, insbesondere Erdreich, das beim Baggern ausgehoben wird, Bohrschlacke, Industrieabfälle, Bauabfälle, feste Abfälle, Sprengstoffe und Chemikalien sowie radioaktive Abfälle. Das Verschüttungsvolumen betrug etwa 10 % der Gesamtmasse der in den Weltozean eingetragenen Schadstoffe. Grundlage für die Verklappung im Meer ist die Fähigkeit der Meeresumwelt, eine große Menge an organischen und anorganischen Stoffen ohne große Wasserschäden zu verarbeiten. Diese Fähigkeit ist jedoch nicht unbegrenzt.
Daher wird Dumping als erzwungene Maßnahme angesehen, als vorübergehender Tribut an die Unvollkommenheit der Technologie durch die Gesellschaft. Industrieschlacken enthalten eine Vielzahl organischer Substanzen und Schwermetallverbindungen. Haushaltsabfälle enthalten im Durchschnitt (bezogen auf das Gewicht der Trockenmasse) 32-40 % organische Stoffe; 0,56 % Stickstoff; 0,44 % Phosphor; 0,155 % Zink; 0,085 % Blei; 0,001 % Quecksilber; 0,001 % Cadmium. Während der Einleitung, dem Durchgang des Materials durch die Wassersäule, geht ein Teil der Schadstoffe in Lösung und verändert die Wasserqualität, der andere wird von Schwebstoffen sorbiert und gelangt in Bodensedimente. Gleichzeitig nimmt die Trübung des Wassers zu. Das Vorhandensein organischer Substanzen führt oft zu einem schnellen Verbrauch von Sauerstoff im Wasser und oft zu seinem vollständigen Verschwinden, der Auflösung von Suspensionen, der Ansammlung von Metallen in gelöster Form und dem Auftreten von Schwefelwasserstoff.
Das Vorhandensein einer großen Menge organischer Stoffe schafft eine stabile reduzierende Umgebung im Boden, in der eine spezielle Art von interstitiellen Wasser auftritt, das Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Metallionen enthält. Benthische Organismen und andere werden durch die freigesetzten Stoffe in unterschiedlichem Maße beeinträchtigt.Bei der Bildung von Oberflächenfilmen, die Erdölkohlenwasserstoffe undTenside enthalten, wird der Gasaustausch an der Luft-Wasser-Grenzfläche gestört. In die Lösung gelangende Schadstoffe können sich in den Geweben und Organen von Hydrobienen anreichern und auf diese toxisch wirken. Das Abkippen von Deponiematerialien auf den Boden und längere erhöhte Trübung des gegebenen Wassers führt zum Erstickungstod von inaktiven Formen von Benthos. Bei überlebenden Fischen, Mollusken und Krebstieren ist die Wachstumsrate aufgrund der Verschlechterung der Ernährungs- und Atmungsbedingungen reduziert. Die Artenzusammensetzung einer bestimmten Gemeinschaft ändert sich häufig. Bei der Organisation eines Kontrollsystems für die Einleitung von Abfällen ins Meer ist die Definition von Deponiegebieten, die Bestimmung der Dynamik der Verschmutzung von Meerwasser und Bodensedimenten von entscheidender Bedeutung. Um mögliche Eintragsmengen ins Meer zu identifizieren, müssen Berechnungen aller Schadstoffe in der Zusammensetzung des stofflichen Eintrags durchgeführt werden.
Wärmebelastung. Die thermische Verschmutzung der Oberfläche von Stauseen und Küstenmeeresgebieten tritt als Folge der Einleitung von erhitztem Abwasser aus Kraftwerken und einigen Industrieproduktionen auf. Das Ablassen von erwärmtem Wasser verursacht in vielen Fällen eine Erhöhung der Wassertemperatur in Stauseen um 6-8 Grad Celsius. Die Fläche der beheizten Wasserstellen in Küstengebieten kann 30 Quadratmeter erreichen. km. Eine stabilere Temperaturschichtung verhindert den Wasseraustausch zwischen Ober- und Unterschicht. Die Löslichkeit von Sauerstoff nimmt ab und sein Verbrauch steigt, da mit steigender Temperatur die Aktivität aerober Bakterien, die organische Stoffe zersetzen, zunimmt. Die Artenvielfalt des Phytoplanktons und der gesamten Algenflora nimmt zu.
Aus der Verallgemeinerung des Materials lässt sich schließen, dass sich die Auswirkungen der anthropogenen Einwirkung auf die aquatische Umwelt auf individueller und populationsbiozönotischer Ebene manifestieren und die Langzeitwirkung von Schadstoffen zu einer Vereinfachung des Ökosystems führt.
ERDBODENVERSCHMUTZUNG.
Die Bodenbedeckung der Erde ist der wichtigste Bestandteil der Biosphäre der Erde. Es ist die Bodenhülle, die viele Prozesse bestimmt, die in der Biosphäre ablaufen.
Die wichtigste Bedeutung von Böden ist die Ansammlung von organischem Material, verschiedenen chemischen Elementen und Energie. Die Bodenbedeckung fungiert als biologischer Absorber, Zerstörer und Neutralisator verschiedener Schadstoffe. Wenn diese Verbindung der Biosphäre zerstört wird, dann wird die bestehende Funktion der Biosphäre irreversibel gestört. Aus diesem Grund ist es von großer Bedeutung, die globale biochemische Bedeutung der Bodenbedeckung, ihren aktuellen Zustand und ihre Veränderungen unter dem Einfluss anthropogener Aktivitäten zu untersuchen. Eine der Arten von anthropogenen Auswirkungen ist die Verschmutzung durch Pestizide.
Pestizide als Schadstoff. Die Entdeckung von Pestiziden – chemische Mittel zum Schutz von Pflanzen und Tieren vor verschiedenen Schädlingen und Krankheiten – ist eine der wichtigsten Errungenschaften der modernen Wissenschaft. Heute werden weltweit 300 kg Chemikalien pro 1 Hektar ausgebracht. Als Folge des langjährigen Einsatzes von Pestiziden in Landwirtschaft und Medizin (Vektorkontrolle) kommt es jedoch fast überall zu einem Nachlassen der Wirksamkeit durch die Entwicklung resistenter Schädlingsstämme und die Ausbreitung „neuer“ Schädlinge, deren natürliche Feinde und Konkurrenten wurden durch Pestizide zerstört. Gleichzeitig begann sich die Wirkung von Pestiziden weltweit zu manifestieren. Von der großen Anzahl von Insekten sind nur 0,3% oder 5.000 Arten schädlich. Bei 250 Arten wurden Resistenzen gegen Pestizide festgestellt. Dies wird durch das Phänomen der Kreuzresistenz verstärkt, das darin besteht, dass eine erhöhte Resistenz gegen die Wirkung eines Arzneimittels mit einer Resistenz gegen Verbindungen anderer Klassen einhergeht. Aus allgemeinbiologischer Sicht kann Resistenz als Veränderung von Populationen infolge des Übergangs von einem empfindlichen Stamm zu einem resistenten Stamm der gleichen Art durch Selektion durch Pestizide betrachtet werden. Dieses Phänomen ist mit genetischen, physiologischen und biochemischen Umlagerungen von Organismen verbunden. Der übermäßige Einsatz von Pestiziden (Herbizide, Insektizide, Entlaubungsmittel) wirkt sich negativ auf die Bodenqualität aus. In diesem Zusammenhang werden das Schicksal von Pestiziden in Böden und die Möglichkeiten und Möglichkeiten, sie durch chemische und biologische Methoden zu neutralisieren, intensiv untersucht. Es ist sehr wichtig, nur Medikamente mit kurzer Lebensdauer, gemessen in Wochen oder Monaten, herzustellen und zu verwenden. In diesem Bereich wurden bereits einige Fortschritte erzielt und Medikamente mit hoher Zerstörungsrate werden eingeführt, aber das Problem insgesamt ist noch nicht gelöst.
Saure atmosphärische Auswirkungen auf Land. Eines der akutesten globalen Probleme der Gegenwart und der absehbaren Zukunft ist das Problem der zunehmenden Versauerung der Niederschläge und der Bodenbedeckung. Gebiete mit sauren Böden kennen keine Dürren, aber ihre natürliche Fruchtbarkeit ist verringert und instabil; sie sind schnell erschöpft und die Erträge sind gering. Saurer Regen verursacht nicht nur eine Versauerung von Oberflächengewässern und oberen Bodenhorizonten. Die Versauerung mit nach unten gerichteten Wasserströmungen erstreckt sich auf das gesamte Bodenprofil und verursacht eine erhebliche Versauerung des Grundwassers. Saurer Regen entsteht als Ergebnis menschlicher Wirtschaftstätigkeit, begleitet von der Emission kolossaler Mengen von Schwefel-, Stickstoff- und Kohlenstoffoxiden. Diese Oxide, die in die Atmosphäre gelangen, werden über große Entfernungen transportiert, interagieren mit Wasser und verwandeln sich in Lösungen einer Mischung aus Schwefel-, Schwefel-, Salpeter-, Salpeter- und Kohlensäure, die in Form von "saurem Regen" auf Land fallen und mit ihnen interagieren Pflanzen, Böden, Gewässer. Die Hauptquellen in der Atmosphäre sind die Verbrennung von Schiefer, Öl, Kohle, Gas in Industrie, Landwirtschaft und zu Hause. Die menschliche Wirtschaftstätigkeit hat den Eintrag von Schwefeloxiden, Stickstoff, Schwefelwasserstoff und Kohlenmonoxid in die Atmosphäre fast verdoppelt. Dies wirkte sich natürlich auf die Zunahme des Säuregehalts von atmosphärischen Niederschlägen, Grund- und Grundwasser aus. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, das Volumen systematischer repräsentativer Messungen von Luftschadstoffverbindungen großräumig zu erhöhen.
FAZIT.
Der Schutz der Natur ist die Aufgabe unseres Jahrhunderts, ein gesellschaftlich gewordenes Problem. Immer wieder hören wir von den Gefahren, die die Umwelt bedrohen, dennoch halten viele von uns sie für ein unangenehmes, aber unvermeidliches Produkt der Zivilisation und glauben, dass wir noch Zeit haben werden, all die ans Licht gekommenen Schwierigkeiten zu bewältigen.
Der Einfluss des Menschen auf die Umwelt hat jedoch alarmierende Ausmaße angenommen. Um die Situation grundlegend zu verbessern, bedarf es zielgerichteten und überlegten Handelns. Eine verantwortungsvolle und effiziente Umweltpolitik wird nur möglich sein, wenn wir verlässliche Daten über den aktuellen Zustand der Umwelt sammeln, fundiertes Wissen über das Zusammenwirken wichtiger Umweltfaktoren, wenn wir neue Methoden zur Verringerung und Vermeidung von Schäden entwickeln, die der Natur zugefügt werden Mann.
Auswirkungen der chemischen Produktion auf die Umwelt
Die chemische Produktion hat vielfältige Auswirkungen auf die Umwelt. Generell lassen sich drei Arten von Auswirkungen unterscheiden:
- Verschmutzung der natürlichen Umwelt mit Chemikalien,
- Schwund von natürlichen Ressourcen;
- Veränderung natürlicher und die Entstehung anthropogener (technogener) Landschaften.
Tatsächlich sind alle diese drei Interaktionstypen miteinander verbunden und können nur in Extremfällen getrennt werden. Betrachten wir diese Effekte genauer.
Die Verschmutzung der natürlichen Umwelt durch Chemikalien als Ergebnis der Arbeit eines Chemieunternehmens wird richtiger mit dem unkontrollierten Abfluss von Abfällen aus dieser Produktion in die natürliche Umwelt in Verbindung gebracht. In diesem Fall sollte der Abfall alle Emissionen, Einleitungen, Verluste von Haupt- und Nebenprodukten usw. umfassen. Korrekter ist offenbar der Begriff Schadstoff, also jedes chemische Produkt, das in die Umwelt gelangt oder in Mengen darin vorkommt, die über die Grenzen des üblichen Gehalts, der Begrenzung natürlicher Schwankungen oder des durchschnittlichen natürlichen Untergrunds zum jeweiligen Zeitpunkt hinausgehen Frage.
In den Staubemissionen der Petrochemia-Anlage in Plock (Polen) beträgt der Gehalt an Aluminium 69,3, Vanadium - 22,4, Eisen - 9,0, Nickel - 2,58, Schwermetalle (Blei, Chrom, Kobalt, Molybdän, Cadmium usw.) - 0,43 % (Mai). Rund um die Anlage auf einer Fläche von etwa 150 Quadratmetern. km fallen jährlich 924 Tonnen Vanadiumverbindungen, 105 Tonnen Nickel, 37 Tonnen Blei, 765 Tonnen Eisen und etwa 70 Tonnen Verbindungen anderer Metalle. Die Akkumulation von Schwermetallen in Pflanzen ist 2...3 mal höher als in weiter entfernten Gebieten (Daten von 1986).
Chemieunternehmen sind nicht nur Verschmutzungsquellen der Luft, sondern auch von Gewässern mit Abwässern. So entsteht bei der Herstellung von mineralischen und anorganischen Salzen Abwasser, das anorganische Säuren, Laugen, Salze enthält: Fluoride, Sulfate, Phosphate usw.
Die Produktion der wichtigsten organischen und petrochemischen Synthese enthalten Fettsäuren, aromatische Verbindungen, Alkohole in den eingeleiteten Abwässern (Einleitungen).
Erdölraffinerien und Betriebe zur thermischen Aufbereitung fester Brennstoffe leiten mit dem Abwasser Erdölprodukte, Öle und Harze, Phenole, Tenside usw. Die Herstellung von Kunstharzen, Polymeren, Kunstfasern enthält makromolekulare Substanzen, Monomere, Polymerpartikel usw. .d.
Feste Abfälle aus der chemischen Industrie verursachen bei unkontrollierter Freisetzung in die Umwelt auch deren Verschmutzung.
Nicht nur chemische Produktionsabfälle stellen eine Gefahr für die Umwelt dar, sondern auch deren Produkte, wenn sie unkontrolliert in die Natur gelangen. Letzterer Umstand ist auf die Toxizität chemischer Produkte zurückzuführen.
Tatsächlich verursacht eine Verbindung aus der Gruppe der Nitrosamine, die beispielsweise in Oak Ridges synthetisiert wird, bei Mäusen 5-mal stärkere Mutationen als ihre Bestrahlung mit einer Dosis von 600 Rad. Es ist klar, dass der Eintrag einer solchen Substanz in die natürliche Umwelt das Risiko von Mutationen in lebenden Organismen dramatisch erhöht.
Die Erschöpfung natürlicher Ressourcen ist die zweite Auswirkung der chemischen (chemisch-metallurgischen) Produktion auf die Umwelt. Ein Beispiel dafür ist die Idee einer integralen Ressource, die von den Akademikern N. P. Fedorsenko und N. F. Rsimmsrs vorgeschlagen wurde (Abb. 3.5).
Reis. 3.5. Schema zur Veranschaulichung der Verschlechterung der Qualität natürlicher Ressourcen (Integralressourcen) infolge technogener Einwirkung:
a - der anfängliche Grundwasserspiegel; 6 - Grundwasserspiegel infolge wirtschaftlicher Tätigkeit; 1 - Entwaldung; 2 - Reliefzerstörung; 3 - Tod von Fischen; 4 - Versandung des Reservoirs; 5 - Absenkung des Flussspiegels; 6 - Verringerung der Stromerzeugung in Wasserkraftwerken infolge eines Rückgangs des Flusspegels: 7 - Entwaldung infolge von Luftverschmutzung
Die Besonderheit einer integralen Ressource besteht darin, dass eine qualitative oder quantitative Änderung einer der Komponenten einer integralen Ressource zwangsläufig zu mehr oder weniger auffälligen Änderungen in der Quantität und Qualität anderer Komponenten dieser Ressource führt.
So geht der Bau einer Chemiefabrik und die Ausbeutung bestimmter Rohstoffe durch sie mit einer Verschlechterung der Qualität natürlicher Ressourcen, deren Erschöpfung und Umweltverschmutzung einher.
Die Veränderung von Naturlandschaften und die Entstehung anthropogener Landschaften folgt unmittelbar aus der Weiterentwicklung des Konzepts einer integralen Ressource. Die Wertminderung natürlicher Ressourcen (insbesondere ästhetischer und erholungsbezogener) geht zwangsläufig mit der Umwandlung von Naturlandschaften in anthropogene (technogene) Landschaften einher.
Die Klassifikation der natürlich-technogenen Landschaften ist in Abb. 2 dargestellt. 3.6.
Reis. 3.6. Klassifikation von natürlich-technogenen Landschaften
Anthropogene Landschaft - eine Landschaft, deren Entstehung und Struktur durch menschliche Aktivitäten bestimmt werden; Es wird in zwei Typen unterteilt: kulturell (erster) und akultureller (zweiter).
Kultur ist das Ergebnis gezielter menschlicher Aktivität, sie wird ständig von einer Person im richtigen Zustand gehalten, um bestimmte Aufgaben auszuführen (zu solchen Landschaften gehören bebaute Felder, Parks, Gärten usw.).
Der zweite Landschaftstyp - akulturell - wird nicht direkt geschaffen und ist oft das Ergebnis unerwünschter natürlicher Prozesse, die durch menschliche Aktivitäten verursacht werden: Die Entwicklung von Schluchten auf den Feldern ist meistens das Ergebnis einer Verletzung der landwirtschaftlichen Technologie; das Überschwemmen der Ufer von Stauseen von Tieflandflüssen tritt als Folge einer starken Verlangsamung des Wasserflusses und eines Anstiegs des Grundwasserspiegels auf; Die Bildung von Dolinen und Bodensenkungen ist oft mit Einstürzen von unterirdischen Hohlräumen verbunden, die durch Untertagebau usw. entstehen.
Zweck der Studie: Untersuchung des Einflusses der Industrie auf die Natur des Planeten. Aufgaben: 1. Beschreiben Sie die Wechselwirkungen von Industrieunternehmen mit der Umwelt; 2. Zeigen Sie die Umweltauswirkungen der Umweltverschmutzung; 3. Bilden Sie eine gemeinsame ökologische Kultur einer Person.
Auf allen Stufen seiner Entwicklung war der Mensch eng mit der Außenwelt verbunden. Doch seit dem Aufkommen einer hochindustriellen Gesellschaft haben die gefährlichen Eingriffe des Menschen in die Natur dramatisch zugenommen. Der Mensch muss immer stärker in die Ökonomie der Biosphäre eingreifen – jenem Teil unseres Planeten, auf dem Leben existiert. Heutzutage gibt es mehrere Quellen der Umweltverschmutzung. Einer davon ist die Industrie.
Es ist bekannt, dass Luftverschmutzung hauptsächlich durch die Arbeit von Industrie, Verkehr usw. verursacht wird, die zusammen jährlich mehr als eine Milliarde feste und gasförmige Partikel „in den Wind“ emittieren. Die wichtigsten Luftschadstoffe sind heute Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid. Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Industrieproduktion die Luft am stärksten belastet. Verschmutzungsquellen - Wärmekraftwerke, die zusammen mit Rauch Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft abgeben; Hüttenbetriebe, insbesondere Nichteisenmetallurgie, die Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Chlor, Fluor, Ammoniak, Phosphorverbindungen, Partikel und Verbindungen von Quecksilber und Arsen in die Luft abgeben; Chemie- und Zementfabriken. Schädliche Gase gelangen in die Luft durch die Verbrennung von Brennstoffen für den industriellen Bedarf, die Beheizung von Haushalten, den Transport, die Verbrennung und die Verarbeitung von Haushalts- und Industrieabfällen. Die häufigsten Luftschadstoffe treten hauptsächlich in zwei Formen ein: entweder in Form von Schwebeteilchen oder in Form von Gasen. Luftverschmutzung
Wasserverschmutzung Die Menschheit nutzt hauptsächlich Süßwasser für ihren Bedarf. Ihr Volumen beträgt etwas mehr als 2 % der Hydrosphäre, und die Verteilung der Wasserressourcen auf der ganzen Welt ist äußerst ungleichmäßig. In Europa und Asien, wo 70 % der Weltbevölkerung leben, sind nur 39 % des Flusswassers konzentriert. Der Gesamtverbrauch an Flusswasser steigt in allen Regionen der Welt von Jahr zu Jahr. Der Wassermangel wird durch die Verschlechterung seiner Qualität noch verstärkt. Die in Industrie, Landwirtschaft und Alltag genutzten Wässer werden in Form von schlecht gereinigten oder meist unbehandelten Abwässern in die Gewässer zurückgeführt. So entsteht die Verschmutzung der Hydrosphäre vor allem durch die Einleitung industrieller, landwirtschaftlicher und häuslicher Abwässer in Flüsse, Seen und Meere. Derzeit sind viele Flüsse stark verschmutzt - Donau, Wolga, Dnjepr, Dnjestr usw. Die Verschmutzung des Weltmeeres nimmt zu. Und hier spielt nicht nur die Abwasserverschmutzung eine bedeutende Rolle, sondern auch das Eindringen einer großen Menge von Ölprodukten in die Gewässer der Meere und Ozeane. Eine der wichtigsten sanitären Anforderungen an die Wasserqualität ist der Gehalt an der erforderlichen Sauerstoffmenge. Schädlich wirken sich alle Verschmutzungen aus, die auf die eine oder andere Weise zur Sauerstoffreduzierung im Wasser beitragen. In allen Industrieländern ist eine zunehmende Verschmutzung von Gewässern und Abflüssen zu beobachten.
Bodenbelastung Die Bodenbedeckung der Erde ist der wichtigste Bestandteil der Biosphäre der Erde. Es ist die Bodenhülle, die viele Prozesse bestimmt, die in der Biosphäre ablaufen. Bodenbelastungen sind schwer einzuordnen, ihre Einteilung wird in verschiedenen Quellen unterschiedlich angegeben. Wenn wir die Hauptsache verallgemeinern und hervorheben, wird folgendes Bild der Bodenverschmutzung beobachtet: Müll, Emissionen, Deponien, Sedimentgesteine; Schwermetalle; Pestizide; radioaktive Substanzen. Die wichtigste Bedeutung von Böden ist die Ansammlung von organischem Material, verschiedenen chemischen Elementen und Energie. Die Bodenbedeckung fungiert als biologischer Absorber, Zerstörer und Neutralisator verschiedener Schadstoffe. Wenn diese Verbindung der Biosphäre zerstört wird, dann wird die bestehende Funktion der Biosphäre irreversibel gestört. Aus diesem Grund ist es von großer Bedeutung, die globale biochemische Bedeutung der Bodenbedeckung, ihren aktuellen Zustand und ihre Veränderungen unter dem Einfluss anthropogener Aktivitäten zu untersuchen. Eine der Arten von anthropogenen Auswirkungen ist die Verschmutzung durch Pestizide. Nahezu alle Schadstoffe, die zunächst in die Atmosphäre freigesetzt werden, landen und landen im Wasser. Sich absetzende Aerosole können giftige Schwermetalle enthalten - Blei, Quecksilber, Kupfer, Vanadium, Kobalt, Nickel. Normalerweise sind sie inaktiv und reichern sich im Boden an. Aber auch mit Regen gelangen Säuren in den Boden. Durch die Verbindung mit ihm können Metalle in lösliche Verbindungen umgewandelt werden, die für Pflanzen verfügbar sind. Auch Stoffe, die ständig im Boden vorhanden sind, gehen in lösliche Formen über, was mitunter zum Absterben von Pflanzen führt.
Das Problem der sauren Rückstände Eines der akutesten globalen Probleme von heute und in der Zukunft ist das Problem der zunehmenden Versauerung von Niederschlägen und Bodenbedeckung. Jedes Jahr werden etwa 200 Millionen Feststoffpartikel (Staub, Ruß usw.), 200 Millionen Tonnen Schwefeldioxid (SO2), 700 Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Erdatmosphäre freigesetzt. Tonnen Kohlenmonoxid, 150 Mio. Tonnen Stickoxide, das sind insgesamt mehr als 1 Milliarde Tonnen Schadstoffe. Saurer Regen (oder richtiger), saurer Niederschlag, da der Niederschlag von Schadstoffen sowohl in Form von Regen als auch in Form von Schnee, Hagel, auftreten kann, verursachen enorme Schäden. Durch saure Niederschläge wird das Gleichgewicht in Ökosystemen gestört. Gebiete mit sauren Böden kennen keine Dürren, aber ihre natürliche Fruchtbarkeit ist reduziert und instabil; sie sind schnell erschöpft und ihre Erträge sind gering; Metallkonstruktionen rosten; Gebäude, Bauwerke usw. werden zerstört. Saurer Regen verursacht nicht nur eine Versauerung von Oberflächengewässern und oberen Bodenhorizonten. Die Versauerung mit nach unten gerichteten Wasserströmungen erstreckt sich auf das gesamte Bodenprofil und verursacht eine erhebliche Versauerung des Grundwassers. Saurer Regen entsteht durch menschliche Aktivitäten, begleitet von der Emission kolossaler Mengen von Schwefel-, Stickstoff- und Kohlenstoffoxiden. Diese Oxide, die in die Atmosphäre gelangen, werden über weite Strecken transportiert, interagieren mit Wasser und verwandeln sich in Lösungen einer Mischung aus Schwefel-, Schwefel-, Salpeter-, Salpeter- und Kohlensäure, die in Form von saurem Regen auf Land fallen und mit Pflanzen interagieren. Böden, Gewässer. Saurer Regen ist eine der Ursachen für das Waldsterben in vielen Regionen der Welt. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, das Volumen systematischer Messungen von Luftschadstoffverbindungen großräumig zu erhöhen.
Das Problem des Treibhauseffekts Bis Mitte des 20. Jahrhunderts. Klimaschwankungen hingen relativ wenig vom Menschen und seiner Wirtschaftstätigkeit ab. Diese Situation hat sich in den letzten Jahrzehnten dramatisch verändert. Als Folge der anthropogenen Aktivität nimmt die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre stetig zu, was zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts führt und zu einer Erhöhung der Lufttemperatur in der Nähe der Erdoberfläche beiträgt. Die Veränderung der durchschnittlichen Lufttemperatur steht in direktem Zusammenhang mit der Veränderung im Bereich der Schnee- und Eisbedeckung. Das Eisregime hängt von der Ankunft der Sonnenstrahlung und der Lufttemperatur in der warmen und kalten Jahreszeit ab. Experten zufolge wird das aktive Schmelzen des arktischen Meereises mit einem Anstieg der durchschnittlichen Lufttemperatur auf der Nordhalbkugel um etwa 2 °C beginnen. Der Klimawandel beeinflusst Niederschlagsmuster. Die Erwärmung führt zu einer Zunahme der Verdunstung von der Oberfläche der Ozeane und folglich zu einer Zunahme der Niederschlagsmenge, die auf die Erdoberfläche fällt. Der Klimawandel wirkt sich zwangsläufig auf den Pegel des Weltozeans aus. Es wurde vermutet, dass der westliche Teil der antarktischen Eisdecke instabil ist und (bei rascher Erwärmung) innerhalb weniger Jahrzehnte kollabieren könnte, was den Meeresspiegel um etwa 5 m anheben und zur Überflutung großer Teile der Erdoberfläche führen würde .
Das Problem der Ozonschicht Das ökologische Problem der Ozonschicht ist wissenschaftlich nicht weniger komplex. Wie Sie wissen, entstand das Leben auf der Erde erst, nachdem sich die schützende Ozonschicht des Planeten gebildet hatte, die ihn vor grausamer ultravioletter Strahlung bedeckte. Das Problem der Ozonschicht entstand 1982, als eine von einer britischen Station in der Antarktis gestartete Sonde einen starken Rückgang des Ozons in einer Höhe von mehreren Kilometern feststellte. Seitdem wurde über der Antarktis ständig ein Ozonloch unterschiedlicher Form und Größe registriert. Nach den neuesten Daten für 1992 entspricht es 23 Millionen Quadratkilometern, dh einer Fläche, die ganz Nordamerika entspricht. Später wurde das gleiche „Loch“ über dem Kanadischen Arktischen Archipel, über Svalbard und dann an verschiedenen Orten Eurasiens, insbesondere über Woronesch, entdeckt. Der Abbau der Ozonschicht ist eine viel gefährlichere Realität für alles Leben auf der Erde als der Fall eines supergroßen Meteoriten, da Ozon keine gefährliche Strahlung auf die Erdoberfläche gelangen lässt. Bei einem Rückgang des Ozons droht der Menschheit zumindest der Ausbruch von Hautkrebs und Augenkrankheiten. Im Allgemeinen kann eine Erhöhung der Dosis ultravioletter Strahlen das menschliche Immunsystem schwächen und gleichzeitig die Feldausbeute verringern und die ohnehin schon schmale Basis der Nahrungsversorgung der Erde verringern. Wissenschaftler glauben, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe der Grund für die Bildung der sogenannten Ozonlöcher in der Atmosphäre sind. Anwendungen von Stickstoffdünger in der Landwirtschaft; Die Chlorierung von Trinkwasser, Brandbekämpfung, Lösungsmitteln und Aerosolen hat dazu geführt, dass Millionen Tonnen Chlorfluormethan als farbloses neutrales Gas in die untere Atmosphäre gelangt sind. Sich nach oben ausbreitend zerfallen Chlorfluormethan unter Einwirkung von UV-Strahlung in eine Reihe von Verbindungen, von denen Chloroxid Ozon am intensivsten zerstört. Es wurde auch festgestellt, dass viel Ozon durch die Raketentriebwerke moderner Flugzeuge, die in großen Höhen fliegen, sowie beim Start von Raumfahrzeugen und Satelliten zerstört wird.
Internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Umweltschutzes Internationale Zusammenarbeit zur Lösung globaler Umweltprobleme ist eine internationale Tätigkeit auf staatlicher und nichtstaatlicher Ebene, die im Rahmen von zwischenstaatlichen Abkommen, internationalen Programmen der UNO, UNESCO usw., Umweltprogrammen durchgeführt wird und Projekte privater und öffentlicher Umweltorganisationen finanziert und darauf abzielen, die Anstrengungen von Staaten, Einzelpersonen und öffentlichen Verbänden zur Bewältigung der globalen Umweltprobleme der Menschheit zu bündeln. Die internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet des Umweltschutzes wird durch das Umweltvölkerrecht geregelt, das auf allgemein anerkannten Grundsätzen und Normen beruht. Der hohe Stellenwert des Faktors Umwelt in den internationalen Beziehungen nimmt stetig zu, was mit der Verschlechterung der Umwelt einhergeht.
Fazit: Der Einfluss des Menschen auf die Umwelt hat besorgniserregende Ausmaße angenommen. Um die Situation grundlegend zu verbessern, bedarf es zielgerichteten und überlegten Handelns. Eine verantwortungsvolle und effiziente Umweltpolitik wird nur möglich sein, wenn wir verlässliche Daten über den aktuellen Zustand der Umwelt sammeln, fundiertes Wissen über das Zusammenwirken wichtiger Umweltfaktoren, wenn wir neue Methoden zur Verringerung und Vermeidung von Schäden entwickeln, die der Natur zugefügt werden Mann. Das Problem der vernünftigen Selbstbeschränkung der menschlichen Gesellschaft gegenüber der Natur wird immer wichtiger. Natürlich ist der Lauf der menschlichen Entwicklung, sein Eindringen in die Natur nicht aufzuhalten. Anthropogene Veränderungen in der natürlichen Umwelt sind unvermeidlich, aber aus wissenschaftlicher Sicht nicht unbedingt ungünstig. Um ein harmonisches Leben für die Menschen auf der Erde zu schaffen, ist es notwendig, neue humanistische Werte zu etablieren und eine gerechte Gesellschaft aufzubauen, die die Natur schützt. Die Hypothese wurde bestätigt.
Informationsquellen en.wikipedia.org php Big Encyclopedia of Cyril and Methodius 2008 I.Yu. Aleksashina "Universelles Nachschlagewerk für Schulkinder. Buch 1.", "ALLE", 2004
Einführung.
Folgen eines Ölpipelineunfalls. 1996
Auf allen Stufen seiner Entwicklung war der Mensch eng mit der Außenwelt verbunden. Doch seit der Entstehung einer hochindustrialisierten Gesellschaft hat der gefährliche Eingriff des Menschen in die Natur dramatisch zugenommen, das Ausmaß dieser Eingriffe erweitert, er ist vielfältiger geworden und droht nun zu einer globalen Gefahr für die Menschheit zu werden. Der Verbrauch nicht erneuerbarer Rohstoffe steigt, immer mehr Ackerland verlässt die Wirtschaft, Städte und Fabriken werden darauf gebaut. Der Mensch muss immer stärker in die Ökonomie der Biosphäre eingreifen – jenem Teil unseres Planeten, auf dem Leben existiert. Die Biosphäre der Erde ist derzeit zunehmend anthropogenen Einflüssen ausgesetzt. Gleichzeitig lassen sich einige der wichtigsten Prozesse unterscheiden, von denen keiner die ökologische Situation auf dem Planeten verbessert.
Am umfangreichsten und bedeutsamsten ist die chemische Verschmutzung der Umwelt durch für sie ungewöhnliche Stoffe chemischer Natur. Darunter sind gasförmige und aerosolförmige Schadstoffe aus Industrie und Haushalt. Auch die Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre schreitet voran. Die Weiterentwicklung dieses Prozesses wird den unerwünschten Trend zur Erhöhung der durchschnittlichen Jahrestemperatur auf der Erde verstärken. Auch Umweltschützer sind alarmiert über die anhaltende Verschmutzung des Weltmeeres mit Öl und Ölprodukten, die bereits 1/5 seiner Gesamtfläche erreicht hat. Ölverschmutzungen dieser Größenordnung können den Gas- und Wasseraustausch zwischen der Hydrosphäre und der Atmosphäre erheblich stören. Es besteht kein Zweifel an der Bedeutung der chemischen Kontamination des Bodens mit Pestiziden und seiner erhöhten Versauerung, die zum Zusammenbruch des Ökosystems führen. Generell haben alle betrachteten Faktoren, die auf die Schadstoffwirkung zurückzuführen sind, einen erheblichen Einfluss auf die in der Biosphäre ablaufenden Prozesse.
Chemische Verschmutzung der Biosphäre.
Der Mensch verschmutzt die Atmosphäre seit Tausenden von Jahren, aber die Folgen des Gebrauchs von Feuer, das er während dieser ganzen Zeit benutzte, waren unbedeutend. Ich musste mich damit abfinden, dass der Rauch beim Atmen behinderte und der Ruß in einer schwarzen Hülle an Decke und Wänden der Wohnung lag. Die dabei entstehende Hitze war dem Menschen wichtiger als saubere Luft und unfertige Höhlenwände. Diese anfängliche Luftverschmutzung war kein Problem, denn die Menschen lebten damals in kleinen Gruppen und bewohnten eine unermesslich große unberührte Natur. Und selbst eine erhebliche Konzentration von Menschen auf relativ kleinem Raum, wie es in der klassischen Antike der Fall war, war noch nicht von schwerwiegenden Folgen begleitet.
Dies war bis Anfang des 19. Jahrhunderts der Fall. Erst in den letzten hundert Jahren hat uns die Entwicklung der Industrie mit solchen Produktionsverfahren „beschenkt“, deren Folgen sich der Mensch zunächst noch nicht vorstellen konnte. Millionenstädte entstanden, deren Wachstum nicht aufzuhalten ist. All dies ist das Ergebnis großer Erfindungen und Eroberungen des Menschen.
Grundsätzlich gibt es drei Hauptquellen der Luftverschmutzung: Industrie, Haushaltskessel, Verkehr. Der Anteil jeder dieser Quellen an der gesamten Luftverschmutzung ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Industrieproduktion die Luft am stärksten belastet. Verschmutzungsquellen - Wärmekraftwerke, die zusammen mit Rauch Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft abgeben; Hüttenbetriebe, insbesondere Nichteisenmetallurgie, die Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Chlor, Fluor, Ammoniak, Phosphorverbindungen, Partikel und Verbindungen von Quecksilber und Arsen in die Luft abgeben; Chemie- und Zementfabriken. Schädliche Gase gelangen in die Luft durch die Verbrennung von Brennstoffen für den industriellen Bedarf, die Beheizung von Haushalten, den Transport, die Verbrennung und die Verarbeitung von Haushalts- und Industrieabfällen. Atmosphärische Schadstoffe werden unterteilt in primäre, die direkt in die Atmosphäre gelangen, und sekundäre, die aus der Umwandlung der letzteren resultieren. So wird in die Atmosphäre gelangendes Schwefeldioxid zu Schwefelanhydrid oxidiert, das mit Wasserdampf interagiert und Schwefelsäuretröpfchen bildet. Wenn Schwefelsäureanhydrid mit Ammoniak reagiert, werden Ammoniumsulfatkristalle gebildet. In ähnlicher Weise werden infolge chemischer, photochemischer und physikalisch-chemischer Reaktionen zwischen Schadstoffen und atmosphärischen Bestandteilen andere sekundäre Anzeichen gebildet. Die Hauptquelle der pyrogenen Verschmutzung auf dem Planeten sind Wärmekraftwerke, metallurgische und chemische Unternehmen sowie Kesselanlagen, die mehr als 70% der jährlich produzierten festen und flüssigen Brennstoffe verbrauchen. Die wichtigsten schädlichen Verunreinigungen pyrogenen Ursprungs sind:
Kohlenmonoxid. Es wird durch unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen gewonnen. Es gelangt durch die Verbrennung fester Abfälle mit Abgasen und Emissionen von Industrieunternehmen in die Luft. Mindestens 1250 Millionen Tonnen dieses Gases gelangen jedes Jahr in die Atmosphäre Kohlenmonoxid ist eine Verbindung, die aktiv mit den Bestandteilen der Atmosphäre reagiert und zu einem Anstieg der Temperatur auf dem Planeten und zur Entstehung eines Treibhauseffekts beiträgt.
Schwefeldioxid. Es entsteht bei der Verbrennung von schwefelhaltigem Brennstoff oder der Verarbeitung von schwefelhaltigen Erzen (bis zu 170 Millionen Tonnen pro Jahr). Ein Teil der Schwefelverbindungen wird bei der Verbrennung organischer Reststoffe in Bergbauhalden freigesetzt. Allein in den Vereinigten Staaten belief sich die Gesamtmenge des in die Atmosphäre emittierten Schwefeldioxids auf 65 % der globalen Emissionen.
Schwefelsäureanhydrid. Es entsteht bei der Oxidation von Schwefeldioxid. Das Endprodukt der Reaktion ist ein Aerosol oder eine Lösung von Schwefelsäure in Regenwasser, das den Boden ansäuert und menschliche Atemwegserkrankungen verschlimmert. Die Ausfällung von Schwefelsäureaerosolen aus Rauchfackeln von Chemiebetrieben wird bei geringer Bewölkung und hoher Luftfeuchtigkeit beobachtet. Die Blattspreiten von Pflanzen, die in einer Entfernung von weniger als 11 km von solchen Unternehmen wachsen, sind normalerweise dicht mit kleinen nekrotischen Flecken übersät, die sich an den Sedimentationsstellen von Schwefelsäuretropfen bilden. Pyrometallurgische Unternehmen der Nichteisen- und Eisenmetallurgie sowie Wärmekraftwerke stoßen jährlich mehrere zehn Millionen Tonnen Schwefelsäureanhydrid in die Atmosphäre aus.
Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff. Sie gelangen getrennt oder zusammen mit anderen Schwefelverbindungen in die Atmosphäre. Hauptemissionsquellen sind Unternehmen zur Herstellung von Kunstfasern, Zucker, Koks, Ölraffinerien und Ölfelder. In der Atmosphäre werden sie bei Wechselwirkung mit anderen Schadstoffen langsam zu Schwefelsäureanhydrid oxidiert.
Stickoxide. Hauptemissionsquellen sind Betriebe, die Stickstoffdünger, Salpetersäure und Nitrate, Anilinfarben, Nitroverbindungen, Viskoseseide und Zelluloid herstellen. Die Menge an Stickoxiden, die in die Atmosphäre gelangen, beträgt 20 Millionen Tonnen pro Jahr.
Fluorverbindungen. Verschmutzungsquellen sind Unternehmen, die Aluminium, Emaille, Glas, Keramik, Stahl und Phosphatdünger herstellen. Fluorhaltige Substanzen gelangen in Form gasförmiger Verbindungen in die Atmosphäre - Fluorwasserstoff oder Staub aus Natrium- und Calciumfluorid. Die Verbindungen zeichnen sich durch eine toxische Wirkung aus. Fluorderivate sind starke Insektizide.
Chlorverbindungen. Sie gelangen aus Chemieunternehmen in die Atmosphäre, die Salzsäure, chlorhaltige Pestizide, organische Farbstoffe, hydrolytischen Alkohol, Bleichmittel und Soda herstellen. In der Atmosphäre kommen sie als Beimischung von Chlormolekülen und Salzsäuredämpfen vor. Die Toxizität von Chlor wird durch die Art der Verbindungen und deren Konzentration bestimmt. In der Hüttenindustrie werden beim Schmelzen von Roheisen und dessen Verarbeitung zu Stahl verschiedene Schwermetalle und giftige Gase in die Atmosphäre freigesetzt. So kommen pro 1 Tonne gesättigtes Gusseisen zusätzlich 12,7 kg Schwefeldioxid und 14,5 kg Staubpartikel, die die Menge an Verbindungen von Arsen, Phosphor, Antimon, Blei, Quecksilberdampf und seltenen Metallen, Teersubstanzen und Wasserstoff bestimmen Cyanid, freigesetzt werden.
Aerosolverschmutzung der Atmosphäre. Aerosole sind feste oder flüssige Partikel, die in der Luft schweben. Die festen Bestandteile von Aerosolen sind teilweise besonders gefährlich für Organismen und verursachen beim Menschen bestimmte Krankheiten. In der Atmosphäre wird die Aerosolbelastung in Form von Rauch, Nebel, Nebel oder Dunst wahrgenommen. Ein erheblicher Teil der Aerosole entsteht in der Atmosphäre, wenn feste und flüssige Partikel miteinander oder mit Wasserdampf interagieren. Die durchschnittliche Größe von Aerosolpartikeln beträgt 1-5 Mikrometer. Etwa 1 Kubikmeter gelangt jedes Jahr in die Erdatmosphäre. km Staubpartikel künstlichen Ursprungs. Auch bei den Produktionstätigkeiten von Menschen entsteht eine Vielzahl von Staubpartikeln. Informationen zu einigen Quellen von technogenem Staub finden sich in Tabelle 1:
Tabelle 1
Die Hauptquellen der Luftverschmutzung durch künstliche Aerosole sind Wärmekraftwerke, die aschereiche Kohle verbrauchen, Anreicherungsanlagen, Hütten-, Zement-, Magnesit- und Rußanlagen. Aerosolpartikel aus diesen Quellen zeichnen sich durch eine große Vielfalt an chemischer Zusammensetzung aus. Am häufigsten werden Verbindungen von Silizium, Kalzium und Kohlenstoff in ihrer Zusammensetzung gefunden, seltener - Oxide von Metallen: Eisen, Magnesium, Mangan, Zink, Kupfer, Nickel, Blei, Antimon, Wismut, Selen, Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom , Kobalt, Molybdän sowie Asbest. Eine noch größere Vielfalt ist charakteristisch für organischen Staub, einschließlich aliphatischer und aromatischer Kohlenwasserstoffe, Säuresalze. Es entsteht bei der Verbrennung von Erdölrückständen, während des Pyrolyseprozesses in Ölraffinerien, petrochemischen und anderen ähnlichen Unternehmen. Permanente Quellen der Aerosolverschmutzung sind Industriedeponien - künstliche Hügel aus wieder abgelagertem Material, hauptsächlich Abraum, die während des Bergbaus oder aus Abfällen aus der verarbeitenden Industrie und Wärmekraftwerken entstanden sind. Die Quelle von Staub und giftigen Gasen ist Massensprengung. Als Ergebnis einer mittelgroßen Explosion (250-300 Tonnen Sprengstoff) werden also etwa 2.000 Kubikmeter in die Atmosphäre freigesetzt. m von bedingtem Kohlenmonoxid und mehr als 150 Tonnen Staub. Auch die Herstellung von Zement und anderen Baustoffen ist eine Quelle der Luftverschmutzung mit Staub. Die wichtigsten technologischen Prozesse dieser Industrien – das Mahlen und die chemische Verarbeitung von Chargen, Halbfertigprodukten und Produkten, die in heißen Gasströmen gewonnen werden, gehen immer mit Emissionen von Staub und anderen Schadstoffen in die Atmosphäre einher. Atmosphärische Schadstoffe umfassen Kohlenwasserstoffe – gesättigt und ungesättigt, die 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthalten. Sie durchlaufen verschiedene Umwandlungen, Oxidation, Polymerisation und interagieren mit anderen atmosphärischen Schadstoffen, nachdem sie durch Sonnenstrahlung angeregt wurden. Als Ergebnis dieser Reaktionen werden Peroxidverbindungen, freie Radikale, Verbindungen von Kohlenwasserstoffen mit Stickstoff- und Schwefeloxiden gebildet, oft in Form von Aerosolpartikeln. Unter bestimmten Wetterbedingungen können sich in der Oberflächenluftschicht besonders große Ansammlungen schädlicher gasförmiger und aerosolischer Verunreinigungen bilden.
Dies geschieht normalerweise, wenn es in der Luftschicht direkt über den Quellen der Gas- und Staubemission zu einer Inversion kommt – die Lage einer Schicht kälterer Luft unter warmer Luft, die Luftmassen verhindert und den Transport von Verunreinigungen nach oben verzögert. Infolgedessen konzentrieren sich schädliche Emissionen unter der Inversionsschicht, ihr Gehalt in Bodennähe nimmt stark zu, was einer der Gründe für die Bildung eines in der Natur bisher unbekannten photochemischen Nebels wird.
Photochemischer Nebel (Smog). Photochemischer Nebel ist ein Mehrkomponentengemisch aus Gasen und Aerosolpartikeln primären und sekundären Ursprungs. Die Zusammensetzung der Hauptbestandteile von Smog umfasst Ozon, Stickstoff- und Schwefeloxide, zahlreiche organische Peroxidverbindungen, die zusammen Photooxidantien genannt werden. Photochemischer Smog tritt als Folge photochemischer Reaktionen unter bestimmten Bedingungen auf: Vorhandensein einer hohen Konzentration von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und anderen Schadstoffen in der Atmosphäre, intensive Sonneneinstrahlung und ruhiger oder sehr schwacher Luftaustausch in der Oberflächenschicht mit einer starken und erhöhten Inversion für mindestens einen Tag. Anhaltend ruhiges Wetter, normalerweise begleitet von Inversionen, ist notwendig, um eine hohe Konzentration an Reaktanten zu erzeugen.
Solche Bedingungen werden häufiger von Juni bis September und seltener im Winter geschaffen. Bei anhaltend klarem Wetter verursacht die Sonneneinstrahlung den Abbau von Stickstoffdioxidmolekülen unter Bildung von Stickstoffmonoxid und atomarem Sauerstoff. Atomarer Sauerstoff mit molekularem Sauerstoff ergibt Ozon. Es scheint, dass letzteres, das Stickstoffmonoxid oxidiert, sich wieder in molekularen Sauerstoff und Stickstoffmonoxid in Kohlendioxid umwandeln sollte. Aber das passiert nicht. Das Stickoxid reagiert mit den Olefinen in den Abgasen, die die Doppelbindung abbauen, um Molekülfragmente und überschüssiges Ozon zu bilden. Durch die fortschreitende Dissoziation werden neue Massen an Stickstoffdioxid gespalten und geben zusätzliche Mengen an Ozon ab. Es findet eine zyklische Reaktion statt, wodurch sich Ozon allmählich in der Atmosphäre ansammelt. Dieser Prozess stoppt nachts. Ozon wiederum reagiert mit Olefinen. In der Atmosphäre sind verschiedene Peroxide angereichert, die insgesamt Oxidationsmittel bilden, die für photochemischen Nebel charakteristisch sind. Letztere sind die Quelle der sogenannten freien Radikale, die sich durch eine besondere Reaktivität auszeichnen. Solcher Smog ist über London, Paris, Los Angeles, New York und anderen Städten in Europa und Amerika nicht ungewöhnlich. Entsprechend ihrer physiologischen Wirkung auf den menschlichen Körper sind sie äußerst gefährlich für die Atemwege und den Kreislauf und führen bei gesundheitlich angeschlagenen Stadtbewohnern oft zum vorzeitigen Tod.
Das Problem der Kontrolle der Emission von Schadstoffen in die Atmosphäre durch Industrieunternehmen (MPC). Die Priorität bei der Entwicklung der maximal zulässigen Konzentrationen in der Luft liegt bei der UdSSR. MPC - solche Konzentrationen, die direkte oder indirekte Auswirkungen auf eine Person und ihre Nachkommen haben, deren Arbeitsfähigkeit, Wohlbefinden sowie die Gesundheits- und Lebensbedingungen der Menschen nicht verschlechtern.
Die Verallgemeinerung aller Informationen über MPC, die alle Abteilungen erhalten, erfolgt im MGO (Main Geophysical Observatory). Um die Luftwerte auf der Grundlage der Beobachtungsergebnisse zu bestimmen, werden die gemessenen Konzentrationswerte mit der maximal zulässigen Einzelkonzentration und der Anzahl der Fälle, in denen der MPC überschritten wurde, sowie dem Vielfachen der größten verglichen Wert höher als der MPC war, bestimmt. Der Durchschnittswert der Konzentration für einen Monat oder ein Jahr wird mit dem Langzeit-MPC – mittelstabilem MPC – verglichen. Der Zustand der Luftverschmutzung durch mehrere Substanzen, die in der Atmosphäre der Stadt beobachtet werden, wird anhand eines komplexen Indikators bewertet - dem Luftverschmutzungsindex (API). Dazu wird der MPC auf die entsprechenden Werte normiert und die durchschnittlichen Konzentrationen verschiedener Substanzen mit Hilfe einfacher Berechnungen zum Wert der Konzentrationen von Schwefeldioxid geführt und dann aufsummiert. Die höchsten einmaligen Konzentrationen der Hauptschadstoffe waren in Norilsk (Stickstoff- und Schwefeloxide), Frunze (Staub), Omsk (Kohlenmonoxid) am höchsten. Der Grad der Luftverschmutzung durch die Hauptschadstoffe ist direkt abhängig von der industriellen Entwicklung der Stadt. Die höchsten Maximalkonzentrationen sind typisch für Städte mit mehr als 500.000 Einwohnern. Die Luftverschmutzung mit bestimmten Stoffen hängt von der Art der in der Stadt entwickelten Industrie ab. Wenn Unternehmen mehrerer Branchen in einer Großstadt angesiedelt sind, entsteht eine sehr hohe Luftverschmutzung, aber das Problem der Reduzierung der Emissionen vieler spezifischer Stoffe bleibt noch ungelöst.
Chemische Verschmutzung natürlicher Gewässer.
Jedes Gewässer oder jede Wasserquelle ist mit seiner äußeren Umgebung verbunden. Es wird von den Bedingungen für die Bildung von Oberflächen- oder Grundwasserabflüssen, verschiedenen Naturphänomenen, Industrie, Industrie- und Kommunalbau, Verkehr, wirtschaftlichen und häuslichen menschlichen Aktivitäten beeinflusst. Die Folge dieser Einflüsse ist das Einbringen neuer, ungewöhnlicher Stoffe in die aquatische Umwelt – Schadstoffe, die die Wasserqualität verschlechtern. Die in die aquatische Umwelt gelangenden Schadstoffe werden je nach Vorgehensweise, Kriterien und Aufgaben unterschiedlich klassifiziert. Ordnen Sie also normalerweise chemische, physikalische und biologische Verschmutzung zu. Chemische Verschmutzung ist eine Veränderung der natürlichen chemischen Eigenschaften von Wasser aufgrund einer Erhöhung des Gehalts an schädlichen Verunreinigungen darin, sowohl anorganischer (Mineralsalze, Säuren, Laugen, Tonpartikel) als auch organischer Natur (Öl und Ölprodukte, organische Rückstände, Tenside, Pestizide).
anorganische Verschmutzung. Die wichtigsten anorganischen (mineralischen) Schadstoffe von Süß- und Meerwasser sind eine Vielzahl chemischer Verbindungen, die für die Bewohner der aquatischen Umwelt toxisch sind. Dies sind Verbindungen von Arsen, Blei, Cadmium, Quecksilber, Chrom, Kupfer, Fluor. Die meisten von ihnen landen durch menschliche Aktivitäten im Wasser. Schwermetalle werden vom Phytoplankton aufgenommen und dann über die Nahrungskette auf höher organisierte Organismen übertragen. Die toxische Wirkung einiger der häufigsten Schadstoffe in der Hydrosphäre ist in Tabelle 2 dargestellt:
Tabelle 2
Toxizitätsgrad:
Fehlen
Sehr schwach
Schwach
stark
Sehr stark.
Zu den gefährlichen Schadstoffen der aquatischen Umwelt gehören neben den in der Tabelle aufgeführten Stoffen auch anorganische Säuren und Basen, die einen weiten pH-Bereich von Industrieabwässern (1,0 - 11,0) verursachen und den pH-Wert der aquatischen Umwelt auf Werte verändern können von 5,0 oder über 8,0, während Fische in Süß- und Meerwasser nur im Bereich von pH 5,0 - 8,5 existieren können. Unter den Hauptquellen der Belastung der Hydrosphäre mit Mineralien und biogenen Elementen sind die Betriebe der Lebensmittelindustrie und die Landwirtschaft zu nennen. Jährlich werden etwa 6 Millionen Tonnen Salze aus bewässerten Böden ausgewaschen. Bis zum Jahr 2000 ist es möglich, ihr Gewicht auf 12 Millionen Tonnen/Jahr zu steigern. Abfälle, die Quecksilber, Blei und Kupfer enthalten, werden in getrennten Gebieten vor der Küste lokalisiert, aber einige von ihnen werden weit über die Hoheitsgewässer hinausgetragen. Die Quecksilberverschmutzung reduziert die Primärproduktion mariner Ökosysteme erheblich und hemmt die Entwicklung von Phytoplankton. Quecksilberhaltige Abfälle sammeln sich meist in den Bodensedimenten von Buchten oder Flussmündungen an. Seine weitere Wanderung wird begleitet von der Akkumulation von Methylquecksilber und dessen Aufnahme in die Trophieketten aquatischer Organismen. So wurde die Minamata-Krankheit, die zuerst von japanischen Wissenschaftlern bei Menschen entdeckt wurde, die Fisch aßen, der in der Minamata-Bucht gefangen wurde, in die industrielle Abwässer mit technogenem Quecksilber unkontrolliert eingeleitet wurden, berüchtigt.
organische Verschmutzung. Unter den vom Land ins Meer eingetragenen löslichen Stoffen sind neben mineralischen und biogenen Elementen auch organische Reststoffe von großer Bedeutung für die Bewohner der aquatischen Umwelt. Der Eintrag organischer Stoffe in den Ozean wird auf 300 - 380 Millionen Tonnen / Jahr geschätzt. Abwässer, die Suspensionen organischen Ursprungs oder gelöste organische Stoffe enthalten, beeinträchtigen den Zustand von Gewässern. Beim Absetzen überschwemmen die Suspensionen den Boden und verzögern die Entwicklung oder stoppen die lebenswichtige Aktivität dieser Mikroorganismen, die am Prozess der Wasserselbstreinigung beteiligt sind. Wenn diese Sedimente verrotten, können schädliche Verbindungen und giftige Substanzen wie Schwefelwasserstoff entstehen, die zu einer Verschmutzung des gesamten Flusswassers führen. Das Vorhandensein von Suspensionen erschwert auch das tiefe Eindringen von Licht in das Wasser und verlangsamt die Prozesse der Photosynthese. Eine der wichtigsten sanitären Anforderungen an die Wasserqualität ist der Gehalt an der erforderlichen Sauerstoffmenge. Schädliche Wirkung haben alle Verunreinigungen, die auf die eine oder andere Weise zur Verringerung des Sauerstoffgehalts im Wasser beitragen. Tenside – Fette, Öle, Schmiermittel – bilden auf der Wasseroberfläche einen Film, der den Gasaustausch zwischen Wasser und Atmosphäre verhindert, wodurch der Sättigungsgrad des Wassers mit Sauerstoff verringert wird. Eine beträchtliche Menge organischer Stoffe, von denen die meisten für natürliche Gewässer nicht charakteristisch sind, wird zusammen mit industriellen und häuslichen Abwässern in Flüsse eingeleitet. In allen Industrieländern ist eine zunehmende Verschmutzung von Gewässern und Abflüssen zu beobachten. Angaben zum Gehalt einiger organischer Stoffe im Industrieabwasser sind in Tabelle 3 aufgeführt:
Tisch 3
Durch die rasante Urbanisierung und den etwas schleppenden Bau von Kläranlagen oder deren unbefriedigenden Betrieb werden Wasserbecken und Böden mit Hausmüll belastet. Verschmutzungen machen sich besonders in langsam fließenden oder stehenden Gewässern (Stauseen, Seen) bemerkbar.
Durch die Zersetzung in der aquatischen Umwelt können organische Abfälle zu einem Nährboden für pathogene Organismen werden. Mit organischen Abfällen verunreinigtes Wasser wird zum Trinken und für andere Zwecke nahezu ungeeignet. Hausmüll ist nicht nur deshalb gefährlich, weil er eine Quelle einiger menschlicher Krankheiten ist (Typhus, Ruhr, Cholera), sondern auch, weil er viel Sauerstoff für seine Zersetzung benötigt. Wenn häusliches Abwasser in sehr großen Mengen in den Stausee gelangt, kann der Gehalt an löslichem Sauerstoff unter das für das Leben von Meeres- und Süßwasserorganismen notwendige Niveau sinken.
Das Problem der Verschmutzung der Meere (am Beispiel einiger organischer Verbindungen).
Öl und Ölprodukte. Öl ist eine viskose ölige Flüssigkeit mit dunkelbrauner Farbe und geringer Fluoreszenz. Öl besteht hauptsächlich aus gesättigten aliphatischen und hydroaromatischen Kohlenwasserstoffen. Die Hauptbestandteile von Öl - Kohlenwasserstoffe (bis zu 98%) - werden in 4 Klassen eingeteilt:
Paraffine (Alkene) - (bis zu 90% der Gesamtzusammensetzung) - stabile Substanzen, deren Moleküle durch eine gerade und verzweigte Kette von Kohlenstoffatomen ausgedrückt werden. Leichte Paraffine haben eine maximale Flüchtigkeit und Löslichkeit in Wasser.
Cycloparaffine - (30 - 60% der Gesamtzusammensetzung) - gesättigte zyklische Verbindungen mit 5-6 Kohlenstoffatomen im Ring. Neben Cyclopentan und Cyclohexan kommen in Öl auch bi- und polycyclische Verbindungen dieser Gruppe vor. Diese Verbindungen sind sehr stabil und schwer biologisch abbaubar.
Aromatische Kohlenwasserstoffe - (20 - 40% der Gesamtzusammensetzung) - ungesättigte zyklische Verbindungen der Benzolreihe, die 6 Kohlenstoffatome im Ring weniger als Cycloparaffine enthalten. Öl enthält flüchtige Verbindungen mit einem Molekül in Form eines einzelnen Rings (Benzol, Toluol, Xylol), dann bicyclisch (Naphthalin), semicyclisch (Pyren).
Olefine (Alkene) – (bis zu 10 % der Gesamtzusammensetzung) – ungesättigte, nicht zyklische Verbindungen mit einem oder zwei Wasserstoffatomen an jedem Kohlenstoffatom in einem Molekül, das eine gerade oder verzweigte Kette hat.
Öl und Ölprodukte sind die häufigsten Schadstoffe in den Ozeanen. Zu Beginn der 1980er Jahre gelangten jährlich etwa 6 Millionen Tonnen Öl in den Ozean, was 0,23 % der Weltproduktion entsprach. Die größten Ölverluste sind mit dem Transport aus den Fördergebieten verbunden. Notfälle, Ablassen von Wasch- und Ballastwasser über Bord durch Tankschiffe – all dies führt zu permanenten Verschmutzungsfeldern entlang der Seewege. In der Zeit von 1962 bis 1979 gelangten infolge von Unfällen etwa 2 Millionen Tonnen Öl in die Meeresumwelt. In den vergangenen 30 Jahren, seit 1964, wurden im Weltmeer etwa 2.000 Bohrungen durchgeführt, davon allein in der Nordsee 1.000 und 350 Industriebohrungen ausgerüstet. Durch kleinere Lecks gehen jährlich 0,1 Millionen Tonnen Öl verloren. Große Ölmassen gelangen entlang von Flüssen, Haus- und Sturmabflüssen in die Meere.
Das Verschmutzungsvolumen aus dieser Quelle beträgt 2,0 Millionen Tonnen/Jahr. Jedes Jahr gelangen 0,5 Millionen Tonnen Öl mit Industrieabwässern ins Land. Beim Eindringen in die Meeresumwelt breitet sich Öl zunächst in Form eines Films aus und bildet Schichten unterschiedlicher Dicke. Anhand der Farbe des Films können Sie seine Dicke bestimmen (Tabelle 4):
Tabelle 4
Der Ölfilm verändert die Zusammensetzung des Spektrums und die Intensität des Lichteinfalls in das Wasser. Die Lichtdurchlässigkeit dünner Rohölfilme beträgt 1–10 % (280 nm), 60–70 % (400 nm).
Eine Folie mit einer Dicke von 30-40 Mikrometern absorbiert Infrarotstrahlung vollständig. Beim Mischen mit Wasser bildet Öl eine Emulsion von zwei Arten: direkt - "Öl in Wasser" - und umgekehrt - "Wasser in Öl". Direkte Emulsionen, bestehend aus Öltröpfchen mit einem Durchmesser von bis zu 0,5 µm, sind weniger stabil und typisch für tensidhaltige Öle. Wenn flüchtige Fraktionen entfernt werden, bildet Öl viskose inverse Emulsionen, die an der Oberfläche verbleiben, von der Strömung getragen, an Land gespült und auf dem Grund abgesetzt werden können.
Pestizide. Pestizide sind eine Gruppe von künstlichen Substanzen, die zur Bekämpfung von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten eingesetzt werden. Pestizide werden in folgende Gruppen eingeteilt: Insektizide – zur Bekämpfung von Schadinsekten, Fungizide und Bakterizide – zur Bekämpfung von bakteriellen Pflanzenkrankheiten, Herbizide – gegen Unkräuter. Es wurde festgestellt, dass Pestizide, die Schädlinge vernichten, viele nützliche Organismen schädigen und die Gesundheit von Biozönosen untergraben. In der Landwirtschaft besteht seit langem das Problem des Übergangs von chemischen (umweltbelastenden) zu biologischen (umweltfreundlichen) Methoden der Schädlingsbekämpfung. Derzeit kommen mehr als 5 Millionen Tonnen Pestizide auf den Weltmarkt. Etwa 1,5 Millionen Tonnen dieser Stoffe sind bereits durch Asche und Wasser in die terrestrischen und marinen Ökosysteme gelangt. Die industrielle Produktion von Pestiziden geht mit dem Auftreten einer Vielzahl von Nebenprodukten einher, die das Abwasser belasten. In der aquatischen Umwelt sind Vertreter von Insektiziden, Fungiziden und Herbiziden häufiger als andere. Synthetisierte Insektizide werden in drei Hauptgruppen eingeteilt: Organochlor, Organophosphor und Carbonate. Organochlor-Insektizide werden durch Chlorierung von aromatischen und heterocyclischen flüssigen Kohlenwasserstoffen gewonnen. Dazu gehören DDT und seine Derivate, in deren Molekülen die Stabilität von aliphatischen und aromatischen Gruppen bei gemeinsamer Anwesenheit zunimmt, verschiedene chlorierte Derivate von Chlordien (Eldrin). Diese Substanzen haben eine Halbwertszeit von bis zu mehreren Jahrzehnten und sind sehr widerstandsfähig gegen biologischen Abbau. In der aquatischen Umwelt werden häufig polychlorierte Biphenyle gefunden - Derivate von DDT ohne aliphatischen Teil mit 210 Homologen und Isomeren. In den letzten 40 Jahren wurden mehr als 1,2 Millionen Tonnen polychlorierte Biphenyle bei der Herstellung von Kunststoffen, Farbstoffen, Transformatoren und Kondensatoren verwendet. Polychlorierte Biphenyle (PCBs) gelangen durch industrielle Abwassereinleitungen und die Verbrennung fester Abfälle auf Deponien in die Umwelt. Die letztere Quelle liefert PBCs in die Atmosphäre, von wo sie mit atmosphärischen Niederschlägen in alle Regionen der Erde ausfallen. So betrug der PBC-Gehalt in Schneeproben aus der Antarktis 0,03 - 1,2 kg/l.
Synthetische Tenside. Waschmittel (Tenside) gehören zu einer umfangreichen Gruppe von Stoffen, die die Oberflächenspannung von Wasser herabsetzen. Sie sind Bestandteil synthetischer Waschmittel (SMC), die im Alltag und in der Industrie weit verbreitet sind. Zusammen mit dem Abwasser gelangen Tenside in die kontinentalen Gewässer und in die Meeresumwelt. SMS enthalten Natriumpolyphosphate, in denen Detergenzien gelöst sind, sowie eine Reihe weiterer für Wasserorganismen giftiger Inhaltsstoffe: Aromastoffe, Bleichmittel (Persulfate, Perborate), Soda, Carboxymethylcellulose, Natriumsilikate. Je nach Art und Struktur des hydrophilen Teils der Tensidmoleküle werden diese in anionische, kationische, amphotere und nichtionische eingeteilt. Letztere bilden in Wasser keine Ionen. Die häufigsten unter den Tensiden sind anionische Substanzen. Sie machen mehr als 50 % aller weltweit hergestellten Tenside aus. Das Vorhandensein von Tensiden in Industrieabwässern ist mit ihrer Verwendung in Prozessen wie der Flotationskonzentrierung von Erzen, der Trennung von Produkten der chemischen Technologie, der Herstellung von Polymeren, der Verbesserung der Bedingungen für das Bohren von Öl- und Gasquellen und der Bekämpfung von Ausrüstung verbunden Korrosion. In der Landwirtschaft werden Tenside als Bestandteil von Pflanzenschutzmitteln eingesetzt.
Verbindungen mit krebserzeugenden Eigenschaften. Krebserzeugende Stoffe sind chemisch einheitliche Verbindungen, die eine umwandelnde Wirkung aufweisen und die Fähigkeit besitzen, krebserzeugende, teratogene (Verletzung embryonaler Entwicklungsprozesse) oder mutagene Veränderungen in Organismen hervorzurufen. Je nach Expositionsbedingungen können sie zu Wachstumshemmung, beschleunigter Alterung, Störung der individuellen Entwicklung und Veränderungen im Genpool von Organismen führen. Zu den Stoffen mit krebserzeugenden Eigenschaften gehören chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, Vinylchlorid und insbesondere polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). Die maximale Menge an PAK in den aktuellen Sedimenten des Weltozeans (mehr als 100 μg/km Trockenmasse) wurde in tentonisch aktiven Zonen mit tiefer thermischer Einwirkung gefunden. Die wichtigsten anthropogenen Quellen von PAK in der Umwelt sind die Pyrolyse organischer Substanzen bei der Verbrennung verschiedener Materialien, Holz und Brennstoff.
Schwermetalle. Schwermetalle (Quecksilber, Blei, Cadmium, Zink, Kupfer, Arsen) sind weit verbreitete und hochgiftige Schadstoffe. Sie werden häufig in verschiedenen Industrieproduktionen verwendet, daher ist der Gehalt an Schwermetallverbindungen im Industrieabwasser trotz der Behandlungsmaßnahmen ziemlich hoch. Große Massen dieser Verbindungen gelangen über die Atmosphäre in den Ozean. Am gefährlichsten für marine Biozönosen sind Quecksilber, Blei und Cadmium. Quecksilber wird mit dem kontinentalen Abfluss und durch die Atmosphäre in den Ozean transportiert. Bei der Verwitterung von Sediment- und Eruptivgestein werden jährlich 3,5 Tausend Tonnen Quecksilber freigesetzt. Die Zusammensetzung des atmosphärischen Staubs enthält etwa 12.000 Tonnen Quecksilber, und ein erheblicher Teil ist anthropogenen Ursprungs. Etwa die Hälfte der jährlichen Industrieproduktion dieses Metalls (910.000 Tonnen/Jahr) landet auf verschiedenen Wegen im Ozean. In durch industrielle Gewässer belasteten Gebieten ist die Quecksilberkonzentration in Lösung und Suspension stark erhöht. Gleichzeitig wandeln einige Bakterien Chloride in das hochgiftige Methylquecksilber um. Die Kontamination von Meeresfrüchten hat wiederholt zu Quecksilbervergiftungen der Küstenbevölkerung geführt. Bis 1977 gab es 2.800 Opfer der Minomata-Krankheit, die durch Abfallprodukte aus der Produktion von Vinylchlorid und Acetaldehyd verursacht wurde, bei denen Quecksilberchlorid als Katalysator verwendet wurde. Unzureichend gereinigtes Abwasser von Unternehmen gelangte in die Bucht von Minamata. Schweine sind ein typisches Spurenelement, das in allen Bestandteilen der Umwelt vorkommt: in Gesteinen, Böden, natürlichen Gewässern, der Atmosphäre und lebenden Organismen. Schließlich werden Schweine während menschlicher Aktivitäten aktiv in die Umwelt verteilt. Dies sind Emissionen aus industriellen und häuslichen Abwässern, aus Rauch und Staub von Industrieunternehmen, aus Abgasen von Verbrennungsmotoren. Der Migrationsstrom von Blei vom Kontinent zum Ozean erfolgt nicht nur mit dem Abfluss von Flüssen, sondern auch durch die Atmosphäre. Mit kontinentalem Staub erhält der Ozean (20-30) Tonnen Blei pro Jahr.
Einleitung von Abfällen ins Meer zum Zweck der Entsorgung (Dumping). In vielen Ländern mit Zugang zum Meer werden verschiedene Materialien und Substanzen im Meer vergraben, insbesondere Erdreich, das beim Baggern ausgehoben wird, Bohrschlacke, Industrieabfälle, Bauabfälle, feste Abfälle, Sprengstoffe und Chemikalien sowie radioaktive Abfälle. Das Verschüttungsvolumen betrug etwa 10 % der Gesamtmasse der in den Weltozean eingetragenen Schadstoffe. Grundlage für die Verklappung im Meer ist die Fähigkeit der Meeresumwelt, eine große Menge an organischen und anorganischen Stoffen ohne große Wasserschäden zu verarbeiten. Diese Fähigkeit ist jedoch nicht unbegrenzt.
Daher wird Dumping als erzwungene Maßnahme angesehen, als vorübergehender Tribut an die Unvollkommenheit der Technologie durch die Gesellschaft. Industrieschlacken enthalten eine Vielzahl organischer Substanzen und Schwermetallverbindungen. Haushaltsabfälle enthalten im Durchschnitt (bezogen auf das Gewicht der Trockenmasse) 32-40 % organische Stoffe; 0,56 % Stickstoff; 0,44 % Phosphor; 0,155 % Zink; 0,085 % Blei; 0,001 % Quecksilber; 0,001 % Cadmium. Während der Einleitung, dem Durchgang des Materials durch die Wassersäule, geht ein Teil der Schadstoffe in Lösung und verändert die Wasserqualität, der andere wird von Schwebstoffen sorbiert und gelangt in Bodensedimente. Gleichzeitig nimmt die Trübung des Wassers zu. Das Vorhandensein organischer Substanzen führt oft zu einem schnellen Verbrauch von Sauerstoff im Wasser und oft zu seinem vollständigen Verschwinden, der Auflösung von Suspensionen, der Ansammlung von Metallen in gelöster Form und dem Auftreten von Schwefelwasserstoff.
Das Vorhandensein einer großen Menge organischer Stoffe schafft eine stabile reduzierende Umgebung im Boden, in der eine spezielle Art von interstitiellen Wasser auftritt, das Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Metallionen enthält. Benthische Organismen und andere werden durch die freigesetzten Stoffe in unterschiedlichem Maße beeinträchtigt.Bei der Bildung von Oberflächenfilmen, die Erdölkohlenwasserstoffe undTenside enthalten, wird der Gasaustausch an der Luft-Wasser-Grenzfläche gestört. In die Lösung gelangende Schadstoffe können sich in den Geweben und Organen von Hydrobienen anreichern und auf diese toxisch wirken. Das Abkippen von Deponiematerialien auf den Boden und längere erhöhte Trübung des gegebenen Wassers führt zum Erstickungstod von inaktiven Formen von Benthos. Bei überlebenden Fischen, Mollusken und Krebstieren ist die Wachstumsrate aufgrund der Verschlechterung der Ernährungs- und Atmungsbedingungen reduziert. Die Artenzusammensetzung einer bestimmten Gemeinschaft ändert sich häufig. Bei der Organisation eines Kontrollsystems für die Einleitung von Abfällen ins Meer ist die Definition von Deponiegebieten, die Bestimmung der Dynamik der Verschmutzung von Meerwasser und Bodensedimenten von entscheidender Bedeutung. Um mögliche Eintragsmengen ins Meer zu identifizieren, müssen Berechnungen aller Schadstoffe in der Zusammensetzung des stofflichen Eintrags durchgeführt werden.
Wärmebelastung. Die thermische Verschmutzung der Oberfläche von Stauseen und Küstenmeeresgebieten tritt als Folge der Einleitung von erhitztem Abwasser aus Kraftwerken und einigen Industrieproduktionen auf. Das Ablassen von erwärmtem Wasser verursacht in vielen Fällen eine Erhöhung der Wassertemperatur in Stauseen um 6-8 Grad Celsius. Die Fläche der beheizten Wasserstellen in Küstengebieten kann 30 Quadratmeter erreichen. km. Eine stabilere Temperaturschichtung verhindert den Wasseraustausch zwischen Ober- und Unterschicht. Die Löslichkeit von Sauerstoff nimmt ab und sein Verbrauch steigt, da mit steigender Temperatur die Aktivität aerober Bakterien, die organische Stoffe zersetzen, zunimmt. Die Artenvielfalt des Phytoplanktons und der gesamten Algenflora nimmt zu.
Aus der Verallgemeinerung des Materials lässt sich schließen, dass sich die Auswirkungen der anthropogenen Einwirkung auf die aquatische Umwelt auf individueller und populationsbiozönotischer Ebene manifestieren und die Langzeitwirkung von Schadstoffen zu einer Vereinfachung des Ökosystems führt.
Erdbodenverschmutzung.
Die Bodenbedeckung der Erde ist der wichtigste Bestandteil der Biosphäre der Erde. Es ist die Bodenhülle, die viele Prozesse bestimmt, die in der Biosphäre ablaufen.
Die wichtigste Bedeutung von Böden ist die Ansammlung von organischem Material, verschiedenen chemischen Elementen und Energie. Die Bodenbedeckung fungiert als biologischer Absorber, Zerstörer und Neutralisator verschiedener Schadstoffe. Wenn diese Verbindung der Biosphäre zerstört wird, dann wird die bestehende Funktion der Biosphäre irreversibel gestört. Aus diesem Grund ist es von großer Bedeutung, die globale biochemische Bedeutung der Bodenbedeckung, ihren aktuellen Zustand und ihre Veränderungen unter dem Einfluss anthropogener Aktivitäten zu untersuchen. Eine der Arten von anthropogenen Auswirkungen ist die Verschmutzung durch Pestizide.
Pestizide als Schadstoff. Die Entdeckung von Pestiziden – chemische Mittel zum Schutz von Pflanzen und Tieren vor verschiedenen Schädlingen und Krankheiten – ist eine der wichtigsten Errungenschaften der modernen Wissenschaft. Heute werden weltweit 300 kg Chemikalien pro 1 Hektar ausgebracht. Als Folge des langjährigen Einsatzes von Pestiziden in Landwirtschaft und Medizin (Vektorkontrolle) kommt es jedoch fast überall zu einem Nachlassen der Wirksamkeit durch die Entwicklung resistenter Schädlingsstämme und die Ausbreitung „neuer“ Schädlinge, deren natürliche Feinde und Konkurrenten wurden durch Pestizide zerstört. Gleichzeitig begann sich die Wirkung von Pestiziden weltweit zu manifestieren. Von der großen Anzahl von Insekten sind nur 0,3% oder 5.000 Arten schädlich. Bei 250 Arten wurden Resistenzen gegen Pestizide festgestellt. Dies wird durch das Phänomen der Kreuzresistenz verstärkt, das darin besteht, dass eine erhöhte Resistenz gegen die Wirkung eines Arzneimittels mit einer Resistenz gegen Verbindungen anderer Klassen einhergeht. Aus allgemeinbiologischer Sicht kann Resistenz als Veränderung von Populationen infolge des Übergangs von einem empfindlichen Stamm zu einem resistenten Stamm der gleichen Art durch Selektion durch Pestizide betrachtet werden. Dieses Phänomen ist mit genetischen, physiologischen und biochemischen Umlagerungen von Organismen verbunden. Der übermäßige Einsatz von Pestiziden (Herbizide, Insektizide, Entlaubungsmittel) wirkt sich negativ auf die Bodenqualität aus. In diesem Zusammenhang werden das Schicksal von Pestiziden in Böden und die Möglichkeiten und Möglichkeiten, sie durch chemische und biologische Methoden zu neutralisieren, intensiv untersucht. Es ist sehr wichtig, nur Medikamente mit kurzer Lebensdauer, gemessen in Wochen oder Monaten, herzustellen und zu verwenden. In diesem Bereich wurden bereits einige Fortschritte erzielt und Medikamente mit hoher Zerstörungsrate werden eingeführt, aber das Problem insgesamt ist noch nicht gelöst.
Saure atmosphärische Auswirkungen auf Land. Eines der akutesten globalen Probleme der Gegenwart und der absehbaren Zukunft ist das Problem der zunehmenden Versauerung der Niederschläge und der Bodenbedeckung. Gebiete mit sauren Böden kennen keine Dürren, aber ihre natürliche Fruchtbarkeit ist verringert und instabil; sie sind schnell erschöpft und die Erträge sind gering. Saurer Regen verursacht nicht nur eine Versauerung von Oberflächengewässern und oberen Bodenhorizonten. Die Versauerung mit nach unten gerichteten Wasserströmungen erstreckt sich auf das gesamte Bodenprofil und verursacht eine erhebliche Versauerung des Grundwassers. Saurer Regen entsteht als Ergebnis menschlicher Wirtschaftstätigkeit, begleitet von der Emission kolossaler Mengen von Schwefel-, Stickstoff- und Kohlenstoffoxiden. Diese Oxide, die in die Atmosphäre gelangen, werden über große Entfernungen transportiert, interagieren mit Wasser und verwandeln sich in Lösungen einer Mischung aus Schwefel-, Schwefel-, Salpeter-, Salpeter- und Kohlensäure, die in Form von "saurem Regen" auf Land fallen und mit ihnen interagieren Pflanzen, Böden, Gewässer. Die Hauptquellen in der Atmosphäre sind die Verbrennung von Schiefer, Öl, Kohle, Gas in Industrie, Landwirtschaft und zu Hause. Die menschliche Wirtschaftstätigkeit hat den Eintrag von Schwefeloxiden, Stickstoff, Schwefelwasserstoff und Kohlenmonoxid in die Atmosphäre fast verdoppelt. Dies wirkte sich natürlich auf die Zunahme des Säuregehalts von atmosphärischen Niederschlägen, Grund- und Grundwasser aus. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, das Volumen systematischer repräsentativer Messungen von Luftschadstoffverbindungen großräumig zu erhöhen.
Fazit.
Der Schutz der Natur ist die Aufgabe unseres Jahrhunderts, ein gesellschaftlich gewordenes Problem. Immer wieder hören wir von den Gefahren, die die Umwelt bedrohen, dennoch halten viele von uns sie für ein unangenehmes, aber unvermeidliches Produkt der Zivilisation und glauben, dass wir noch Zeit haben werden, all die ans Licht gekommenen Schwierigkeiten zu bewältigen.
Der Einfluss des Menschen auf die Umwelt hat jedoch alarmierende Ausmaße angenommen. Um die Situation grundlegend zu verbessern, bedarf es zielgerichteten und überlegten Handelns. Eine verantwortungsvolle und effiziente Umweltpolitik wird nur möglich sein, wenn wir verlässliche Daten über den aktuellen Zustand der Umwelt sammeln, fundiertes Wissen über das Zusammenwirken wichtiger Umweltfaktoren, wenn wir neue Methoden zur Verringerung und Vermeidung von Schäden entwickeln, die der Natur zugefügt werden Mann.
