Bagaimana kimia mempengaruhi lingkungan atau polusi kimia oleh industri
Pengantar.
Konsekuensi dari kecelakaan pipa minyak. 1996
Pada semua tahap perkembangannya, manusia berhubungan erat dengan dunia luar. Tetapi sejak munculnya masyarakat yang sangat industri, intervensi manusia yang berbahaya di alam telah meningkat secara dramatis, ruang lingkup gangguan ini telah meluas, menjadi lebih beragam dan sekarang mengancam menjadi bahaya global bagi umat manusia. Konsumsi bahan baku yang tidak terbarukan meningkat, semakin banyak tanah yang subur meninggalkan ekonomi, sehingga kota dan pabrik dibangun di atasnya. Manusia harus lebih banyak campur tangan dalam ekonomi biosfer - bagian dari planet kita di mana kehidupan ada. Biosfer bumi saat ini mengalami peningkatan dampak antropogenik. Pada saat yang sama, beberapa proses paling signifikan dapat dibedakan, tidak ada yang meningkatkan situasi ekologis di planet ini.
Yang paling besar dan signifikan adalah pencemaran lingkungan secara kimiawi oleh zat-zat kimia yang sifatnya tidak biasa. Diantaranya adalah polutan gas dan aerosol yang berasal dari industri dan rumah tangga. Akumulasi karbon dioksida di atmosfer juga mengalami kemajuan. Pengembangan lebih lanjut dari proses ini akan memperkuat tren yang tidak diinginkan menuju peningkatan suhu rata-rata tahunan di planet ini. Para pemerhati lingkungan juga khawatir dengan polusi yang sedang berlangsung di Samudra Dunia dengan minyak dan produk minyak, yang telah mencapai 1/5 dari total permukaannya. Polusi minyak dengan ukuran ini dapat menyebabkan gangguan yang signifikan pada pertukaran gas dan air antara hidrosfer dan atmosfer. Tidak ada keraguan tentang pentingnya kontaminasi kimia tanah dengan pestisida dan peningkatan keasamannya, yang menyebabkan runtuhnya ekosistem. Secara umum, semua faktor yang dipertimbangkan, yang dapat dikaitkan dengan efek polusi, memiliki dampak signifikan pada proses yang terjadi di biosfer.
Pencemaran kimia biosfer.
Manusia telah mencemari atmosfer selama ribuan tahun, tetapi konsekuensi dari penggunaan api, yang ia gunakan selama periode ini, tidak signifikan. Saya harus menerima kenyataan bahwa asap mengganggu pernapasan, dan bahwa jelaga tergeletak di penutup hitam di langit-langit dan dinding tempat tinggal. Panas yang dihasilkan lebih penting bagi seseorang daripada udara bersih dan dinding gua yang belum selesai. Polusi udara awal ini tidak menjadi masalah, karena orang-orang pada waktu itu hidup dalam kelompok-kelompok kecil, menempati lingkungan alam yang tak terkira luasnya. Dan bahkan konsentrasi orang yang signifikan di daerah yang relatif kecil, seperti yang terjadi pada zaman kuno klasik, belum disertai dengan konsekuensi serius.
Ini adalah kasus sampai awal abad kesembilan belas. Hanya dalam seratus tahun terakhir perkembangan industri "menganugerahi" kita dengan proses produksi seperti itu, yang konsekuensinya pada awalnya belum dapat dibayangkan oleh manusia. Jutaan kota kuat muncul, yang pertumbuhannya tidak dapat dihentikan. Semua ini adalah hasil dari penemuan-penemuan besar dan penaklukan manusia.
Pada dasarnya, ada tiga sumber utama polusi udara: industri, boiler domestik, transportasi. Bagian dari masing-masing sumber ini dalam polusi udara total sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Sekarang secara umum diterima bahwa produksi industri paling mencemari udara. Sumber polusi - pembangkit listrik termal, yang, bersama dengan asap, memancarkan sulfur dioksida dan karbon dioksida ke udara; perusahaan metalurgi, terutama metalurgi non-ferrous, yang memancarkan nitrogen oksida, hidrogen sulfida, klorin, fluor, amonia, senyawa fosfor, partikel dan senyawa merkuri dan arsenik ke udara; pabrik kimia dan semen. Gas berbahaya masuk ke udara sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar untuk kebutuhan industri, pemanas rumah, transportasi, pembakaran dan pengolahan limbah rumah tangga dan industri. Polutan atmosfer dibagi menjadi primer, masuk langsung ke atmosfer, dan sekunder, yang dihasilkan dari transformasi yang terakhir. Jadi, belerang dioksida yang memasuki atmosfer dioksidasi menjadi anhidrida sulfat, yang berinteraksi dengan uap air dan membentuk tetesan asam sulfat. Ketika anhidrida sulfat bereaksi dengan amonia, kristal amonium sulfat terbentuk. Demikian pula, sebagai akibat dari reaksi kimia, fotokimia, fisika-kimia antara polutan dan komponen atmosfer, tanda-tanda sekunder lainnya terbentuk. Sumber utama polusi pirogenik di planet ini adalah pembangkit listrik termal, perusahaan metalurgi dan kimia, pabrik boiler, yang mengkonsumsi lebih dari 70% bahan bakar padat dan cair yang diproduksi setiap tahun. Kotoran berbahaya utama yang berasal dari pirogenik adalah sebagai berikut:
Karbon monoksida. Ini diperoleh dengan pembakaran zat karbon yang tidak sempurna. Ini memasuki udara sebagai akibat dari pembakaran limbah padat, dengan gas buang dan emisi dari perusahaan industri. Setidaknya 1250 juta ton gas ini memasuki atmosfer setiap tahun.Karbon monoksida adalah senyawa yang secara aktif bereaksi dengan bagian-bagian penyusun atmosfer dan berkontribusi pada peningkatan suhu di planet ini dan penciptaan efek rumah kaca.
Sulfur dioksida. Ini dipancarkan selama pembakaran bahan bakar yang mengandung belerang atau pemrosesan bijih belerang (hingga 170 juta ton per tahun). Bagian dari senyawa belerang dilepaskan selama pembakaran residu organik di tempat pembuangan pertambangan. Di Amerika Serikat saja, jumlah total sulfur dioksida yang dipancarkan ke atmosfer mencapai 65% dari emisi global.
Sulfat anhidrida. Ini terbentuk selama oksidasi belerang dioksida. Produk akhir dari reaksi ini adalah aerosol atau larutan asam sulfat dalam air hujan, yang mengasamkan tanah dan memperburuk penyakit pernapasan manusia. Pengendapan aerosol asam sulfat dari semburan asap perusahaan kimia diamati pada kekeruhan rendah dan kelembaban udara tinggi. Bilah daun tanaman yang tumbuh pada jarak kurang dari 11 km dari perusahaan tersebut biasanya padat dengan bintik-bintik nekrotik kecil yang terbentuk di lokasi pengendapan tetes asam sulfat. Perusahaan pirometalurgi metalurgi non-besi dan besi, serta pembangkit listrik termal setiap tahun memancarkan puluhan juta ton anhidrida sulfat ke atmosfer.
Hidrogen sulfida dan karbon disulfida. Mereka memasuki atmosfer secara terpisah atau bersama-sama dengan senyawa belerang lainnya. Sumber utama emisi adalah perusahaan untuk produksi serat buatan, gula, kimia kokas, kilang minyak, serta ladang minyak. Di atmosfer, ketika berinteraksi dengan polutan lain, mereka mengalami oksidasi lambat menjadi anhidrida sulfat.
oksida nitrogen. Sumber utama emisi adalah perusahaan yang memproduksi pupuk nitrogen, asam nitrat dan nitrat, pewarna anilin, senyawa nitro, sutra viscose, dan seluloid. Jumlah nitrogen oksida yang memasuki atmosfer adalah 20 juta ton per tahun.
senyawa fluor. Sumber polusi adalah perusahaan yang memproduksi aluminium, enamel, kaca, keramik, baja, dan pupuk fosfat. Zat yang mengandung fluor memasuki atmosfer dalam bentuk senyawa gas - hidrogen fluorida atau debu natrium dan kalsium fluorida. Senyawa tersebut ditandai dengan efek toksik. Turunan fluor adalah insektisida yang kuat.
senyawa klorin. Mereka memasuki atmosfer dari perusahaan kimia yang memproduksi asam klorida, pestisida yang mengandung klorin, pewarna organik, alkohol hidrolitik, pemutih, soda. Di atmosfer, mereka ditemukan sebagai campuran molekul klorin dan uap asam klorida. Toksisitas klorin ditentukan oleh jenis senyawa dan konsentrasinya. Dalam industri metalurgi, selama peleburan pig iron dan pengolahannya menjadi baja, berbagai logam berat dan gas beracun dilepaskan ke atmosfer. Jadi, per 1 ton besi cor jenuh, selain 12,7 kg sulfur dioksida dan 14,5 kg partikel debu, yang menentukan jumlah senyawa arsenik, fosfor, antimon, timbal, uap merkuri dan logam langka, zat tar dan hidrogen sianida, dilepaskan.
PENGANTARKonsekuensi dari kecelakaan pipa minyak. 1996
Pada semua tahap perkembangannya, manusia berhubungan erat dengan dunia luar. Tetapi sejak munculnya masyarakat yang sangat industri, intervensi manusia yang berbahaya di alam telah meningkat secara dramatis, ruang lingkup gangguan ini telah meluas, menjadi lebih beragam dan sekarang mengancam menjadi bahaya global bagi umat manusia. Konsumsi bahan baku yang tidak terbarukan meningkat, semakin banyak tanah yang subur meninggalkan ekonomi, sehingga kota dan pabrik dibangun di atasnya. Manusia harus lebih banyak campur tangan dalam ekonomi biosfer - bagian dari planet kita di mana kehidupan ada. Biosfer bumi saat ini mengalami peningkatan dampak antropogenik. Pada saat yang sama, beberapa proses paling signifikan dapat dibedakan, tidak ada yang meningkatkan situasi ekologis di planet ini.
Yang paling besar dan signifikan adalah pencemaran lingkungan secara kimiawi oleh zat-zat kimia yang sifatnya tidak biasa. Diantaranya adalah polutan gas dan aerosol yang berasal dari industri dan rumah tangga. Akumulasi karbon dioksida di atmosfer juga mengalami kemajuan. Pengembangan lebih lanjut dari proses ini akan memperkuat tren yang tidak diinginkan menuju peningkatan suhu rata-rata tahunan di planet ini. Para pemerhati lingkungan juga khawatir dengan polusi yang sedang berlangsung di Samudra Dunia dengan minyak dan produk minyak, yang telah mencapai 1/5 dari total permukaannya. Polusi minyak dengan ukuran ini dapat menyebabkan gangguan yang signifikan pada pertukaran gas dan air antara hidrosfer dan atmosfer. Tidak ada keraguan tentang pentingnya kontaminasi kimia tanah dengan pestisida dan peningkatan keasamannya, yang menyebabkan runtuhnya ekosistem. Secara umum, semua faktor yang dipertimbangkan, yang dapat dikaitkan dengan efek polusi, memiliki dampak signifikan pada proses yang terjadi di biosfer.
PENCEMARAN KIMIA DARI BIOSFER.
Manusia telah mencemari atmosfer selama ribuan tahun, tetapi konsekuensi dari penggunaan api, yang ia gunakan selama periode ini, tidak signifikan. Saya harus menerima kenyataan bahwa asap mengganggu pernapasan, dan bahwa jelaga tergeletak di penutup hitam di langit-langit dan dinding tempat tinggal. Panas yang dihasilkan lebih penting bagi seseorang daripada udara bersih dan dinding gua yang belum selesai. Polusi udara awal ini tidak menjadi masalah, karena orang-orang pada waktu itu hidup dalam kelompok-kelompok kecil, menempati lingkungan alam yang tak terkira luasnya. Dan bahkan konsentrasi orang yang signifikan di daerah yang relatif kecil, seperti yang terjadi pada zaman kuno klasik, belum disertai dengan konsekuensi serius.
Ini adalah kasus sampai awal abad kesembilan belas. Hanya dalam seratus tahun terakhir perkembangan industri "menganugerahi" kita dengan proses produksi seperti itu, yang konsekuensinya pada awalnya belum dapat dibayangkan oleh manusia. Jutaan kota kuat muncul, yang pertumbuhannya tidak dapat dihentikan. Semua ini adalah hasil dari penemuan-penemuan besar dan penaklukan manusia.
Pada dasarnya, ada tiga sumber utama polusi udara: industri, boiler domestik, transportasi. Bagian dari masing-masing sumber ini dalam polusi udara total sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Sekarang secara umum diterima bahwa produksi industri paling mencemari udara. Sumber polusi - pembangkit listrik termal, yang, bersama dengan asap, memancarkan sulfur dioksida dan karbon dioksida ke udara; perusahaan metalurgi, terutama metalurgi non-ferrous, yang memancarkan nitrogen oksida, hidrogen sulfida, klorin, fluor, amonia, senyawa fosfor, partikel dan senyawa merkuri dan arsenik ke udara; pabrik kimia dan semen. Gas berbahaya masuk ke udara sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar untuk kebutuhan industri, pemanas rumah, transportasi, pembakaran dan pengolahan limbah rumah tangga dan industri. Polutan atmosfer dibagi menjadi primer, masuk langsung ke atmosfer, dan sekunder, yang dihasilkan dari transformasi yang terakhir. Jadi, belerang dioksida yang memasuki atmosfer dioksidasi menjadi anhidrida sulfat, yang berinteraksi dengan uap air dan membentuk tetesan asam sulfat. Ketika anhidrida sulfat bereaksi dengan amonia, kristal amonium sulfat terbentuk. Demikian pula, sebagai akibat dari reaksi kimia, fotokimia, fisika-kimia antara polutan dan komponen atmosfer, tanda-tanda sekunder lainnya terbentuk. Sumber utama polusi pirogenik di planet ini adalah pembangkit listrik termal, perusahaan metalurgi dan kimia, pabrik boiler, yang mengkonsumsi lebih dari 70% bahan bakar padat dan cair yang diproduksi setiap tahun. Kotoran berbahaya utama yang berasal dari pirogenik adalah sebagai berikut:
Karbon monoksida. Ini diperoleh dengan pembakaran zat karbon yang tidak sempurna. Ini memasuki udara sebagai akibat dari pembakaran limbah padat, dengan gas buang dan emisi dari perusahaan industri. Setidaknya 1250 juta ton gas ini memasuki atmosfer setiap tahun.Karbon monoksida adalah senyawa yang secara aktif bereaksi dengan bagian-bagian penyusun atmosfer dan berkontribusi pada peningkatan suhu di planet ini dan penciptaan efek rumah kaca.
Sulfur dioksida. Ini dipancarkan selama pembakaran bahan bakar yang mengandung belerang atau pemrosesan bijih belerang (hingga 170 juta ton per tahun). Bagian dari senyawa belerang dilepaskan selama pembakaran residu organik di tempat pembuangan pertambangan. Di Amerika Serikat saja, jumlah total sulfur dioksida yang dipancarkan ke atmosfer mencapai 65% dari emisi global.
Sulfat anhidrida . Ini terbentuk selama oksidasi belerang dioksida. Produk akhir dari reaksi ini adalah aerosol atau larutan asam sulfat dalam air hujan, yang mengasamkan tanah dan memperburuk penyakit pernapasan manusia. Pengendapan aerosol asam sulfat dari semburan asap perusahaan kimia diamati pada kekeruhan rendah dan kelembaban udara tinggi. Bilah daun tanaman yang tumbuh pada jarak kurang dari 11 km dari perusahaan tersebut biasanya padat dengan bintik-bintik nekrotik kecil yang terbentuk di lokasi pengendapan tetes asam sulfat. Perusahaan pirometalurgi metalurgi non-besi dan besi, serta pembangkit listrik termal setiap tahun memancarkan puluhan juta ton anhidrida sulfat ke atmosfer.
Hidrogen sulfida dan karbon disulfida. Mereka memasuki atmosfer secara terpisah atau bersama-sama dengan senyawa belerang lainnya. Sumber utama emisi adalah perusahaan untuk produksi serat buatan, gula, kimia kokas, kilang minyak, serta ladang minyak. Di atmosfer, ketika berinteraksi dengan polutan lain, mereka mengalami oksidasi lambat menjadi anhidrida sulfat.
oksida nitrogen. Sumber utama emisi adalah perusahaan yang memproduksi pupuk nitrogen, asam nitrat dan nitrat, pewarna anilin, senyawa nitro, sutra viscose, dan seluloid. Jumlah nitrogen oksida yang memasuki atmosfer adalah 20 juta ton per tahun.
senyawa fluor. Sumber polusi adalah perusahaan yang memproduksi aluminium, enamel, kaca, keramik, baja, dan pupuk fosfat. Zat yang mengandung fluor memasuki atmosfer dalam bentuk senyawa gas - hidrogen fluorida atau debu natrium dan kalsium fluorida. Senyawa tersebut ditandai dengan efek toksik. Turunan fluor adalah insektisida yang kuat.
senyawa klorin. Mereka memasuki atmosfer dari perusahaan kimia yang memproduksi asam klorida, pestisida yang mengandung klorin, pewarna organik, alkohol hidrolitik, pemutih, soda. Di atmosfer, mereka ditemukan sebagai campuran molekul klorin dan uap asam klorida. Toksisitas klorin ditentukan oleh jenis senyawa dan konsentrasinya. Dalam industri metalurgi, selama peleburan pig iron dan pengolahannya menjadi baja, berbagai logam berat dan gas beracun dilepaskan ke atmosfer. Jadi, per 1 ton besi cor jenuh, selain 12,7 kg sulfur dioksida dan 14,5 kg partikel debu, yang menentukan jumlah senyawa arsenik, fosfor, antimon, timbal, uap merkuri dan logam langka, zat tar dan hidrogen sianida, dilepaskan.
Polusi aerosol di atmosfer. Aerosol adalah partikel padat atau cair yang tersuspensi di udara. Komponen padat aerosol dalam beberapa kasus sangat berbahaya bagi organisme, dan menyebabkan penyakit tertentu pada manusia. Di atmosfer, polusi aerosol dirasakan dalam bentuk asap, kabut, kabut atau kabut. Sebagian besar aerosol terbentuk di atmosfer ketika partikel padat dan cair berinteraksi satu sama lain atau dengan uap air. Ukuran rata-rata partikel aerosol adalah 1-5 mikron. Sekitar 1 meter kubik memasuki atmosfer bumi setiap tahun. km partikel debu asal buatan. Sejumlah besar partikel debu juga terbentuk selama aktivitas produksi manusia. Informasi tentang beberapa sumber debu teknogenik disajikan pada Tabel 1:
Tabel 1
|
Sumber utama polusi udara aerosol buatan adalah pembangkit listrik termal yang mengkonsumsi batubara abu tinggi, pabrik pengayaan, metalurgi, semen, magnesit dan pabrik karbon hitam. Partikel aerosol dari sumber ini dibedakan oleh berbagai komposisi kimia. Paling sering, senyawa silikon, kalsium dan karbon ditemukan dalam komposisinya, lebih jarang - oksida logam: besi, magnesium, mangan, seng, tembaga, nikel, timbal, antimon, bismut, selenium, arsenik, berilium, kadmium, kromium , kobalt, molibdenum, serta asbes. Variasi yang lebih besar adalah karakteristik debu organik, termasuk hidrokarbon alifatik dan aromatik, garam asam. Ini terbentuk selama pembakaran produk minyak sisa, selama proses pirolisis di kilang minyak, petrokimia, dan perusahaan serupa lainnya. Sumber permanen polusi aerosol adalah tempat pembuangan industri - gundukan buatan dari bahan yang diendapkan kembali, terutama lapisan penutup, yang terbentuk selama penambangan atau dari limbah dari industri pemrosesan, pembangkit listrik termal. Sumber debu dan gas beracun adalah peledakan massal. Jadi, sebagai akibat dari satu ledakan berukuran sedang (250-300 ton bahan peledak), sekitar 2 ribu meter kubik dilepaskan ke atmosfer. m karbon monoksida bersyarat dan lebih dari 150 ton debu. Produksi semen dan bahan bangunan lainnya juga merupakan sumber pencemaran udara dengan debu. Proses teknologi utama dari industri ini - penggilingan dan pemrosesan bahan kimia, produk setengah jadi dan produk yang diperoleh dalam aliran gas panas selalu disertai dengan emisi debu dan zat berbahaya lainnya ke atmosfer. Polutan atmosfer termasuk hidrokarbon - jenuh dan tidak jenuh, mengandung 1 hingga 13 atom karbon. Mereka mengalami berbagai transformasi, oksidasi, polimerisasi, berinteraksi dengan polutan atmosfer lainnya setelah dieksitasi oleh radiasi matahari. Sebagai hasil dari reaksi ini, senyawa peroksida, radikal bebas, senyawa hidrokarbon dengan oksida nitrogen dan belerang terbentuk, seringkali dalam bentuk partikel aerosol. Dalam kondisi cuaca tertentu, akumulasi besar dari kotoran gas dan aerosol yang berbahaya dapat terbentuk di lapisan udara permukaan.
Ini biasanya terjadi ketika ada inversi di lapisan udara tepat di atas sumber emisi gas dan debu - lokasi lapisan udara dingin di bawah udara hangat, yang mencegah massa udara dan menunda transfer kotoran ke atas. Akibatnya, emisi berbahaya terkonsentrasi di bawah lapisan inversi, kandungannya di dekat tanah meningkat tajam, yang menjadi salah satu alasan pembentukan kabut fotokimia yang sebelumnya tidak diketahui di alam.
Kabut fotokimia (kabut asap). Kabut fotokimia adalah campuran multikomponen gas dan partikel aerosol asal primer dan sekunder. Komposisi komponen utama kabut asap termasuk ozon, nitrogen dan sulfur oksida, banyak senyawa peroksida organik, yang secara kolektif disebut fotooksidan. Kabut asap fotokimia terjadi sebagai akibat dari reaksi fotokimia dalam kondisi tertentu: adanya konsentrasi tinggi nitrogen oksida, hidrokarbon dan polutan lainnya di atmosfer, radiasi matahari yang intens dan pertukaran udara yang tenang atau sangat lemah di lapisan permukaan dengan kuat dan meningkat. inversi setidaknya selama satu hari. Cuaca tenang yang berkelanjutan, biasanya disertai dengan inversi, diperlukan untuk menciptakan konsentrasi reaktan yang tinggi.
Kondisi seperti itu lebih sering terjadi pada Juni-September dan lebih jarang di musim dingin. Dalam cuaca cerah yang berkepanjangan, radiasi matahari menyebabkan pemecahan molekul nitrogen dioksida dengan pembentukan oksida nitrat dan oksigen atom. Oksigen atom dengan oksigen molekuler memberikan ozon. Tampaknya yang terakhir, pengoksidasi oksida nitrat, harus kembali berubah menjadi oksigen molekuler, dan oksida nitrat menjadi dioksida. Tapi itu tidak terjadi. Oksida nitrat bereaksi dengan olefin dalam gas buang, yang memecah ikatan rangkap untuk membentuk fragmen molekul dan kelebihan ozon. Sebagai hasil dari disosiasi yang sedang berlangsung, massa baru nitrogen dioksida terpecah dan memberikan jumlah tambahan ozon. Reaksi siklik terjadi, akibatnya ozon secara bertahap terakumulasi di atmosfer. Proses ini berhenti di malam hari. Pada gilirannya, ozon bereaksi dengan olefin. Berbagai peroksida terkonsentrasi di atmosfer, yang secara total membentuk karakteristik oksidan dari kabut fotokimia. Yang terakhir adalah sumber dari apa yang disebut radikal bebas, yang ditandai dengan reaktivitas khusus. Kabut asap seperti itu tidak jarang terjadi di London, Paris, Los Angeles, New York dan kota-kota lain di Eropa dan Amerika. Menurut efek fisiologis mereka pada tubuh manusia, mereka sangat berbahaya bagi sistem pernapasan dan peredaran darah dan sering menyebabkan kematian dini penduduk perkotaan dengan kesehatan yang buruk.
Masalah pengendalian emisi polutan ke atmosfer oleh perusahaan industri (MPC). Prioritas dalam pengembangan konsentrasi maksimum yang diizinkan di udara adalah milik Uni Soviet. MPC - konsentrasi sedemikian rupa sehingga seseorang dan keturunannya terpengaruh secara langsung atau tidak langsung, tidak memperburuk kinerja, kesejahteraan, serta kondisi sanitasi dan kehidupan manusia.
Generalisasi semua informasi tentang MPC, yang diterima oleh semua departemen, dilakukan di MGO (Main Geophysical Observatory). Untuk menentukan nilai udara berdasarkan hasil pengamatan, nilai konsentrasi terukur dibandingkan dengan konsentrasi maksimum tunggal maksimum yang diizinkan dan jumlah kasus ketika MPC terlampaui, serta berapa kali terbesar nilai lebih tinggi dari MPC, ditentukan. Nilai rata-rata konsentrasi selama satu bulan atau satu tahun dibandingkan dengan MPC jangka panjang - MPC stabil menengah. Keadaan polusi udara oleh beberapa zat yang diamati di atmosfer kota dinilai menggunakan indikator kompleks - indeks polusi udara (API). Untuk melakukan ini, MPC dinormalisasi ke nilai yang sesuai dan konsentrasi rata-rata berbagai zat dengan bantuan perhitungan sederhana mengarah ke nilai konsentrasi sulfur dioksida, dan kemudian diringkas. Konsentrasi maksimum satu kali polutan utama adalah yang tertinggi di Norilsk (nitrogen dan sulfur oksida), Frunze (debu), Omsk (karbon monoksida). Derajat pencemaran udara oleh pencemar utama berbanding lurus dengan perkembangan industri kota. Konsentrasi maksimum tertinggi khas untuk kota-kota dengan populasi lebih dari 500 ribu jiwa. Pencemaran udara dengan zat tertentu tergantung pada jenis industri yang dikembangkan di kota tersebut. Jika perusahaan dari beberapa industri berlokasi di kota besar, maka tingkat polusi udara yang sangat tinggi tercipta, tetapi masalah pengurangan emisi banyak zat tertentu masih belum terselesaikan.
PENCEMARAN KIMIA AIR ALAM.
Setiap badan air atau sumber air dikaitkan dengan lingkungan luarnya. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi pembentukan limpasan air permukaan atau bawah tanah, berbagai fenomena alam, industri, konstruksi industri dan kota, transportasi, kegiatan ekonomi dan domestik. Konsekuensi dari pengaruh ini adalah masuknya zat baru yang tidak biasa ke dalam lingkungan perairan - polutan yang menurunkan kualitas air. Pencemaran yang memasuki lingkungan perairan diklasifikasikan dengan cara yang berbeda, tergantung pada pendekatan, kriteria dan tugas. Jadi, biasanya mengalokasikan polusi kimia, fisik dan biologis. Pencemaran kimia adalah perubahan sifat kimia alami air akibat peningkatan kandungan pengotor berbahaya di dalamnya, baik yang bersifat anorganik (garam mineral, asam, alkali, partikel tanah liat) maupun yang bersifat organik (minyak dan produk minyak, residu organik, surfaktan, pestisida).
polusi anorganik. Pencemar anorganik (mineral) utama perairan tawar dan laut adalah berbagai senyawa kimia yang bersifat racun bagi penghuni lingkungan perairan. Ini adalah senyawa arsenik, timbal, kadmium, merkuri, kromium, tembaga, fluor. Kebanyakan dari mereka berakhir di air sebagai akibat dari aktivitas manusia. Logam berat diserap oleh fitoplankton dan kemudian ditransfer melalui rantai makanan ke organisme yang lebih terorganisir. Efek toksik dari beberapa polutan yang paling umum di hidrosfer disajikan pada Tabel 2:
Meja 2
|
Tingkat toksisitas:
- - tidak hadir
+ - sangat lemah
++ - lemah
+++ - kuat
++++ - sangat kuat.
Selain zat-zat yang tercantum dalam tabel, kontaminan berbahaya pada lingkungan perairan termasuk asam dan basa anorganik, yang menyebabkan kisaran pH limbah industri (1,0 - 11,0) dan dapat mengubah pH lingkungan perairan ke nilai. 5,0 atau di atas 8,0, sedangkan ikan di air tawar dan air laut hanya dapat hidup pada kisaran pH 5,0 - 8,5. Di antara sumber utama pencemaran hidrosfer dengan mineral dan elemen biogenik, perusahaan industri makanan dan pertanian harus disebutkan. Sekitar 6 juta ton garam tersapu dari lahan irigasi setiap tahun. Pada tahun 2000 dimungkinkan untuk meningkatkan beratnya hingga 12 juta ton/tahun. Limbah yang mengandung merkuri, timbal, tembaga terlokalisasi di area terpisah di lepas pantai, tetapi beberapa di antaranya terbawa jauh ke luar wilayah perairan. Polusi merkuri secara signifikan mengurangi produksi utama ekosistem laut, menghambat perkembangan fitoplankton. Limbah yang mengandung merkuri biasanya menumpuk di sedimen dasar teluk atau muara sungai. Migrasi lebih lanjut disertai dengan akumulasi metil merkuri dan dimasukkannya ke dalam rantai trofik organisme akuatik. Dengan demikian, penyakit Minamata, yang pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Jepang pada orang yang memakan ikan yang ditangkap di Teluk Minamata, di mana limbah industri dengan merkuri teknogenik dibuang secara tak terkendali, menjadi terkenal.
polusi organik. Di antara zat terlarut yang masuk ke laut dari darat, tidak hanya mineral dan elemen biogenik, tetapi juga residu organik yang sangat penting bagi penghuni lingkungan akuatik. Penghilangan bahan organik ke laut diperkirakan mencapai 300 – 380 juta ton/tahun. Air limbah yang mengandung suspensi asal organik atau bahan organik terlarut mempengaruhi kondisi badan air. Saat mengendap, suspensi membanjiri bagian bawah dan menghambat perkembangan atau sepenuhnya menghentikan aktivitas vital mikroorganisme ini yang terlibat dalam proses pemurnian air sendiri. Ketika sedimen ini membusuk, senyawa berbahaya dan zat beracun, seperti hidrogen sulfida, dapat terbentuk, yang menyebabkan pencemaran semua air di sungai. Adanya suspensi juga mempersulit cahaya untuk menembus jauh ke dalam air dan memperlambat proses fotosintesis. Salah satu persyaratan sanitasi utama untuk kualitas air adalah kandungan jumlah oksigen yang dibutuhkan di dalamnya. Efek berbahaya diberikan oleh semua kontaminan yang dalam satu atau lain cara berkontribusi pada pengurangan kandungan oksigen dalam air. Surfaktan - lemak, minyak, pelumas - membentuk film di permukaan air, yang mencegah pertukaran gas antara air dan atmosfer, yang mengurangi tingkat kejenuhan air dengan oksigen. Sejumlah besar bahan organik, yang sebagian besar bukan karakteristik perairan alami, dibuang ke sungai bersama dengan air limbah industri dan domestik. Peningkatan polusi badan air dan saluran air diamati di semua negara industri. Informasi kandungan beberapa zat organik dalam air limbah industri disajikan pada Tabel 3:
Tabel 3
Karena laju urbanisasi yang cepat dan pembangunan instalasi pengolahan limbah yang agak lambat atau pengoperasiannya yang tidak memuaskan, cekungan air dan tanah tercemar oleh limbah rumah tangga. Polusi terutama terlihat di badan air yang mengalir lambat atau tergenang (waduk, danau).
Penguraian di lingkungan perairan, sampah organik dapat menjadi media bagi organisme patogen. Air yang tercemar limbah organik menjadi hampir tidak layak untuk diminum dan keperluan lainnya. Limbah rumah tangga berbahaya tidak hanya karena merupakan sumber beberapa penyakit manusia (demam tifoid, disentri, kolera), tetapi juga karena membutuhkan banyak oksigen untuk penguraiannya. Jika air limbah domestik memasuki reservoir dalam jumlah yang sangat besar, maka kandungan oksigen terlarut dapat turun di bawah tingkat yang diperlukan untuk kehidupan organisme laut dan air tawar.
MASALAH PENCEMARAN LAUT DUNIA (pada contoh sejumlah senyawa organik).
Minyak dan produk minyak. Minyak adalah cairan berminyak kental yang berwarna coklat tua dan memiliki fluoresensi rendah. Minyak terutama terdiri dari hidrokarbon alifatik dan hidroaromatik jenuh. Komponen utama minyak - hidrokarbon (hingga 98%) - dibagi menjadi 4 kelas:
Parafin (alkena) - (hingga 90% dari total komposisi) - zat stabil, yang molekulnya diekspresikan oleh rantai atom karbon lurus dan bercabang. Parafin ringan memiliki volatilitas dan kelarutan maksimum dalam air.
Sikloparafin - (30 - 60% dari komposisi total) - senyawa siklik jenuh dengan 5-6 atom karbon di dalam cincin. Selain siklopentana dan sikloheksana, senyawa bisiklik dan polisiklik dari kelompok ini ditemukan dalam minyak. Senyawa ini sangat stabil dan sulit terurai.
hidrokarbon aromatik - (20 - 40% dari total komposisi) - senyawa siklik tak jenuh dari seri benzena, yang mengandung 6 atom karbon dalam cincin kurang dari sikloparafin. Minyak mengandung senyawa volatil dengan molekul berupa cincin tunggal (benzena, toluena, xilena), kemudian bisiklik (naftalena), semisiklik (pirena).
Olefin (alkena) - (sampai 10% dari total komposisi) - senyawa non-siklik tak jenuh dengan satu atau dua atom hidrogen pada setiap atom karbon dalam molekul yang memiliki rantai lurus atau bercabang.
Minyak dan produk minyak adalah polutan paling umum di lautan. Pada awal 1980-an, sekitar 6 juta ton minyak setiap tahun memasuki lautan, yang merupakan 0,23% dari produksi dunia. Kerugian minyak terbesar terkait dengan transportasinya dari area produksi. Keadaan darurat, pembuangan air pencuci dan pemberat ke laut oleh kapal tanker - semua ini mengarah pada keberadaan bidang polusi permanen di sepanjang rute laut. Pada periode 1962-79, sebagai akibat dari kecelakaan, sekitar 2 juta ton minyak memasuki lingkungan laut. Selama 30 tahun terakhir, sejak 1964, sekitar 2.000 sumur telah dibor di Samudra Dunia, di mana 1.000 dan 350 sumur industri telah dilengkapi di Laut Utara saja. Karena kebocoran kecil, 0,1 juta ton minyak hilang setiap tahun. Massa besar minyak memasuki laut di sepanjang sungai, dengan drainase domestik dan badai.
Volume pencemaran dari sumber ini adalah 2,0 juta ton/tahun. Setiap tahun, 0,5 juta ton minyak masuk dengan limbah industri. Masuk ke lingkungan laut, minyak pertama menyebar dalam bentuk film, membentuk lapisan dengan berbagai ketebalan. Dengan warna film, Anda dapat menentukan ketebalannya (Tabel 4):
Tabel 4
|
Lapisan minyak mengubah komposisi spektrum dan intensitas penetrasi cahaya ke dalam air. Transmisi cahaya film tipis minyak mentah adalah 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm).
Sebuah film dengan ketebalan 30-40 mikron sepenuhnya menyerap radiasi inframerah. Ketika dicampur dengan air, minyak membentuk emulsi dari dua jenis: langsung - "minyak dalam air" - dan sebaliknya - "air dalam minyak". Emulsi langsung, terdiri dari tetesan minyak dengan diameter hingga 0,5 m, kurang stabil dan khas untuk minyak yang mengandung surfaktan. Ketika fraksi volatil dihilangkan, minyak membentuk emulsi terbalik kental, yang dapat tetap berada di permukaan, terbawa arus, terdampar dan mengendap di dasar.
Pestisida. Pestisida adalah sekelompok zat buatan manusia yang digunakan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Pestisida dibagi menjadi kelompok-kelompok berikut: insektisida - untuk memerangi serangga berbahaya, fungisida dan bakterisida - untuk memerangi penyakit tanaman bakteri, herbisida - melawan gulma. Telah ditetapkan bahwa pestisida, menghancurkan hama, membahayakan banyak organisme menguntungkan dan merusak kesehatan biocenosis. Di bidang pertanian, telah lama ada masalah transisi dari metode pengendalian hama kimia (pencemaran) ke metode biologis (ramah lingkungan). Saat ini, lebih dari 5 juta ton pestisida memasuki pasar dunia. Sekitar 1,5 juta ton zat ini telah memasuki ekosistem darat dan laut melalui abu dan air. Produksi pestisida industri disertai dengan munculnya sejumlah besar produk sampingan yang mencemari air limbah. Di lingkungan akuatik, perwakilan insektisida, fungisida, dan herbisida lebih umum daripada yang lain. Insektisida yang disintesis dibagi menjadi tiga kelompok utama: organoklorin, organofosfor dan karbonat. Insektisida organoklorin diperoleh dengan klorinasi hidrokarbon cair aromatik dan heterosiklik. Ini termasuk DDT dan turunannya, dalam molekul yang stabilitas gugus alifatik dan aromatiknya meningkat dalam keberadaan bersama, berbagai turunan klorodiena (eldrin) yang diklorinasi. Zat ini memiliki waktu paruh hingga beberapa puluh tahun dan sangat tahan terhadap biodegradasi. Di lingkungan akuatik, bifenil poliklorinasi sering ditemukan - turunan DDT tanpa bagian alifatik, berjumlah 210 homolog dan isomer. Selama 40 tahun terakhir, lebih dari 1,2 juta ton bifenil poliklorinasi telah digunakan dalam produksi plastik, pewarna, transformator, dan kapasitor. Polychlorinated biphenyls (PCB) masuk ke lingkungan sebagai akibat dari pembuangan air limbah industri dan pembakaran limbah padat di tempat pembuangan sampah. Sumber terakhir mengirimkan PBC ke atmosfer, dari mana mereka jatuh dengan presipitasi atmosfer ke seluruh wilayah dunia. Dengan demikian, pada sampel salju yang diambil di Antartika, kandungan PBC adalah 0,03 - 1,2 kg/l.
Surfaktan sintetis. Deterjen (surfaktan) termasuk dalam kelompok luas zat yang menurunkan tegangan permukaan air. Mereka adalah bagian dari deterjen sintetis (SMC), banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Bersama dengan air limbah, surfaktan memasuki perairan kontinental dan lingkungan laut. SMS mengandung natrium polifosfat, di mana deterjen dilarutkan, serta sejumlah bahan tambahan yang beracun bagi organisme air: zat penyedap, zat pemutih (persulfat, perborat), soda abu, karboksimetilselulosa, natrium silikat. Tergantung pada sifat dan struktur bagian hidrofilik dari molekul surfaktan, mereka dibagi menjadi anionik, kationik, amfoter, dan nonionik. Yang terakhir tidak membentuk ion dalam air. Yang paling umum di antara surfaktan adalah zat anionik. Mereka menyumbang lebih dari 50% dari semua surfaktan yang diproduksi di dunia. Kehadiran surfaktan dalam air limbah industri dikaitkan dengan penggunaannya dalam proses seperti konsentrasi flotasi bijih, pemisahan produk teknologi kimia, produksi polimer, peningkatan kondisi untuk pengeboran sumur minyak dan gas, dan perang melawan peralatan. korosi. Di bidang pertanian, surfaktan digunakan sebagai bagian dari pestisida.
Senyawa dengan sifat karsinogenik. Zat karsinogenik adalah senyawa kimia homogen yang menunjukkan aktivitas transformasi dan kemampuan untuk menyebabkan karsinogenik, teratogenik (pelanggaran proses perkembangan embrio) atau perubahan mutagenik pada organisme. Tergantung pada kondisi paparan, mereka dapat menyebabkan penghambatan pertumbuhan, penuaan yang dipercepat, gangguan perkembangan individu, dan perubahan dalam kumpulan gen organisme. Zat dengan sifat karsinogenik termasuk hidrokarbon alifatik terklorinasi, vinil klorida, dan terutama hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH). Jumlah maksimum PAH dalam sedimen Samudra Dunia saat ini (lebih dari 100 g/km massa bahan kering) ditemukan di zona aktif tentonik yang mengalami aksi termal dalam. Sumber antropogenik utama PAH di lingkungan adalah pirolisis zat organik selama pembakaran berbagai bahan, kayu, dan bahan bakar.
Logam berat. Logam berat (merkuri, timbal, kadmium, seng, tembaga, arsenik) adalah polutan yang umum dan sangat beracun. Mereka banyak digunakan di berbagai produksi industri, oleh karena itu, terlepas dari tindakan perawatan, kandungan senyawa logam berat dalam air limbah industri cukup tinggi. Massa besar senyawa ini memasuki laut melalui atmosfer. Merkuri, timbal dan kadmium adalah yang paling berbahaya untuk biocenosis laut. Merkuri diangkut ke laut dengan limpasan benua dan melalui atmosfer. Selama pelapukan batuan sedimen dan beku, 3,5 ribu ton merkuri dilepaskan setiap tahun. Komposisi debu atmosfer mengandung sekitar 12 ribu ton merkuri, dan sebagian besar berasal dari antropogenik. Sekitar setengah dari produksi industri tahunan logam ini (910 ribu ton/tahun) berakhir di laut dengan berbagai cara. Di daerah yang tercemar oleh air industri, konsentrasi merkuri dalam larutan dan suspensi sangat meningkat. Pada saat yang sama, beberapa bakteri mengubah klorida menjadi metilmerkuri yang sangat beracun. Kontaminasi makanan laut telah berulang kali menyebabkan keracunan merkuri pada penduduk pesisir. Hingga tahun 1977, terdapat 2.800 korban penyakit Minomata, yang disebabkan oleh produk limbah dari produksi vinil klorida dan asetaldehida, yang menggunakan merkuri klorida sebagai katalis. Air limbah yang tidak diolah dengan baik dari perusahaan memasuki Teluk Minamata. Babi adalah elemen jejak khas yang ditemukan di semua komponen lingkungan: di bebatuan, tanah, perairan alami, atmosfer, dan organisme hidup. Akhirnya, babi secara aktif tersebar ke lingkungan selama aktivitas manusia. Ini adalah emisi dari limbah industri dan domestik, dari asap dan debu dari perusahaan industri, dari gas buang dari mesin pembakaran internal. Aliran migrasi timbal dari benua ke laut tidak hanya mengalir melalui aliran sungai, tetapi juga melalui atmosfer. Dengan debu kontinental, lautan menerima (20-30) ton timbal per tahun.
Pembuangan limbah ke laut untuk tujuan pembuangan (dumping). Banyak negara dengan akses ke laut melakukan penguburan laut dari berbagai bahan dan zat, khususnya tanah yang digali selama pengerukan, terak bor, limbah industri, limbah konstruksi, limbah padat, bahan peledak dan bahan kimia, dan limbah radioaktif. Volume penguburan berjumlah sekitar 10% dari total massa polutan yang memasuki Samudra Dunia. Dasar pembuangan di laut adalah kemampuan lingkungan laut untuk memproses sejumlah besar zat organik dan anorganik tanpa banyak merusak air. Namun, kemampuan ini tidak terbatas.
Oleh karena itu, dumping dianggap sebagai tindakan paksa, penghargaan sementara atas ketidaksempurnaan teknologi oleh masyarakat. Terak industri mengandung berbagai zat organik dan senyawa logam berat. Sampah rumah tangga mengandung rata-rata (berdasarkan berat bahan kering) 32-40% bahan organik; 0,56% nitrogen; 0,44% fosfor; seng 0,155%; 0,085% timah; 0,001% merkuri; 0,001% kadmium. Selama pembuangan, perjalanan material melalui kolom air, sebagian dari polutan masuk ke larutan, mengubah kualitas air, yang lain diserap oleh partikel tersuspensi dan masuk ke sedimen dasar. Pada saat yang sama, kekeruhan air meningkat. Kehadiran zat organik sering menyebabkan konsumsi oksigen dalam air dengan cepat dan sering kali menghilang sepenuhnya, pembubaran suspensi, akumulasi logam dalam bentuk terlarut, dan munculnya hidrogen sulfida.
Kehadiran sejumlah besar bahan organik menciptakan lingkungan pereduksi yang stabil di dalam tanah, di mana jenis khusus air interstisial muncul, yang mengandung hidrogen sulfida, amonia, dan ion logam. Organisme bentik dan lainnya dipengaruhi oleh berbagai tingkat bahan yang dibuang.Dalam kasus pembentukan lapisan permukaan yang mengandung hidrokarbon minyak bumi dan surfaktan, pertukaran gas pada antarmuka udara-air terganggu. Polutan yang masuk ke dalam larutan dapat terakumulasi dalam jaringan dan organ hidrobian dan memiliki efek toksik pada mereka. Pembuangan bahan pembuangan ke dasar dan peningkatan kekeruhan yang berkepanjangan dari air tambahan menyebabkan kematian bentuk benthos yang tidak aktif karena mati lemas. Pada ikan, moluska, dan krustasea yang masih hidup, laju pertumbuhan berkurang karena memburuknya kondisi makan dan pernapasan. Komposisi spesies dari komunitas tertentu sering berubah. Ketika mengatur sistem kontrol atas pembuangan limbah ke laut, definisi daerah pembuangan, penentuan dinamika pencemaran air laut dan sedimen dasar adalah sangat penting. Untuk mengidentifikasi kemungkinan volume buangan ke laut, maka perlu dilakukan perhitungan semua bahan pencemar dalam komposisi buangan material.
polusi termal. Polusi termal pada permukaan waduk dan wilayah laut pesisir terjadi sebagai akibat dari pembuangan air limbah yang dipanaskan dari pembangkit listrik dan beberapa produksi industri. Pembuangan air panas dalam banyak kasus menyebabkan peningkatan suhu air di reservoir sebesar 6-8 derajat Celcius. Luas titik air panas di daerah pesisir bisa mencapai 30 meter persegi. km. Stratifikasi suhu yang lebih stabil mencegah pertukaran air antara lapisan permukaan dan lapisan bawah. Kelarutan oksigen menurun, dan konsumsinya meningkat, karena aktivitas bakteri aerobik yang menguraikan bahan organik meningkat dengan meningkatnya suhu. Keanekaragaman jenis fitoplankton dan seluruh flora alga semakin meningkat.
Berdasarkan generalisasi materi, dapat disimpulkan bahwa efek antropogenik terhadap lingkungan perairan diwujudkan pada tingkat biosenotik individu dan populasi, dan efek jangka panjang dari polutan mengarah pada penyederhanaan ekosistem.
POLUSI TANAH.
Penutupan tanah Bumi adalah komponen paling penting dari biosfer Bumi. Ini adalah kulit tanah yang menentukan banyak proses yang terjadi di biosfer.
Arti penting tanah yang paling penting adalah akumulasi bahan organik, berbagai unsur kimia, dan energi. Penutup tanah berfungsi sebagai penyerap biologis, perusak dan penetralisir berbagai kontaminan. Jika mata rantai biosfer ini dihancurkan, maka fungsi biosfer yang ada akan terganggu secara permanen. Itulah mengapa sangat penting untuk mempelajari signifikansi biokimia global dari tutupan tanah, keadaannya saat ini dan perubahannya di bawah pengaruh aktivitas antropogenik. Salah satu jenis dampak antropogenik adalah pencemaran pestisida.
Pestisida sebagai faktor pencemar. Penemuan pestisida - alat kimia untuk melindungi tanaman dan hewan dari berbagai hama dan penyakit - adalah salah satu pencapaian terpenting ilmu pengetahuan modern. Saat ini di dunia 300 kg bahan kimia diterapkan per 1 hektar. Namun, sebagai akibat dari penggunaan pestisida dalam jangka panjang di bidang pertanian dan kedokteran (pengendalian vektor), hampir secara universal terjadi penurunan efektivitas karena perkembangan galur hama yang resisten dan penyebaran hama "baru" yang musuh alami dan pesaingnya. telah dihancurkan oleh pestisida. Pada saat yang sama, efek pestisida mulai terlihat dalam skala global. Dari sejumlah besar serangga, hanya 0,3% atau 5 ribu spesies yang berbahaya. Resistensi pestisida telah ditemukan pada 250 spesies. Ini diperburuk oleh fenomena resistensi silang, yang terdiri dari fakta bahwa peningkatan resistensi terhadap aksi satu obat disertai dengan resistensi terhadap senyawa dari kelas lain. Dari sudut pandang biologis umum, resistensi dapat dianggap sebagai perubahan populasi sebagai akibat transisi dari galur sensitif ke galur resisten dari spesies yang sama karena seleksi yang disebabkan oleh pestisida. Fenomena ini dikaitkan dengan penataan ulang genetik, fisiologis dan biokimia organisme. Penggunaan pestisida yang berlebihan (herbisida, insektisida, defoliant) secara negatif mempengaruhi kualitas tanah. Dalam hal ini, nasib pestisida di tanah dan kemungkinan dan kemungkinan menetralkan mereka dengan metode kimia dan biologi sedang dipelajari secara intensif. Sangat penting untuk membuat dan menggunakan hanya obat-obatan dengan umur pendek, diukur dalam minggu atau bulan. Beberapa kemajuan telah dicapai di bidang ini dan obat-obatan dengan tingkat kerusakan yang tinggi sedang diperkenalkan, tetapi masalah secara keseluruhan belum terselesaikan.
Dampak atmosfer asam pada daratan. Salah satu masalah global paling akut saat ini dan masa depan yang dapat diperkirakan adalah masalah peningkatan keasaman curah hujan dan tutupan tanah. Daerah dengan tanah masam tidak mengenal kekeringan, tetapi kesuburan alaminya menurun dan tidak stabil; mereka cepat habis dan hasilnya rendah. Hujan asam tidak hanya menyebabkan pengasaman air permukaan dan cakrawala tanah bagian atas. Keasaman dengan aliran air ke bawah meluas ke seluruh profil tanah dan menyebabkan pengasaman air tanah yang signifikan. Hujan asam terjadi sebagai akibat dari aktivitas ekonomi manusia, disertai dengan emisi sejumlah besar oksida belerang, nitrogen, dan karbon. Oksida ini, memasuki atmosfer, diangkut dalam jarak jauh, berinteraksi dengan air dan berubah menjadi larutan campuran asam belerang, sulfat, nitro, nitrat, dan karbonat, yang jatuh dalam bentuk "hujan asam" di darat, berinteraksi dengan tanaman, tanah, air. Sumber utama di atmosfer adalah pembakaran serpih, minyak, batu bara, gas di industri, pertanian, dan di rumah. Aktivitas ekonomi manusia hampir menggandakan masuknya oksida belerang, nitrogen, hidrogen sulfida, dan karbon monoksida ke atmosfer. Secara alami, ini mempengaruhi peningkatan keasaman curah hujan atmosfer, air tanah dan air tanah. Untuk mengatasi masalah ini, perlu untuk meningkatkan volume pengukuran representatif sistematis senyawa polutan atmosfer di area yang luas.
KESIMPULAN.
Perlindungan alam adalah tugas abad kita, masalah yang telah menjadi masalah sosial. Berkali-kali kita mendengar tentang bahaya yang mengancam lingkungan, tetapi masih banyak dari kita yang menganggapnya sebagai produk peradaban yang tidak menyenangkan, tetapi tak terhindarkan dan percaya bahwa kita masih punya waktu untuk mengatasi semua kesulitan yang muncul.
Namun, dampak manusia terhadap lingkungan telah mengambil proporsi yang mengkhawatirkan. Untuk memperbaiki situasi secara mendasar, tindakan yang bertujuan dan bijaksana akan diperlukan. Kebijakan yang bertanggung jawab dan efisien terhadap lingkungan hanya akan mungkin jika kita mengumpulkan data yang dapat diandalkan tentang keadaan lingkungan saat ini, pengetahuan yang kuat tentang interaksi faktor lingkungan yang penting, jika kita mengembangkan metode baru untuk mengurangi dan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh Alam oleh Pria.
Dampak produksi bahan kimia terhadap lingkungan
Produksi kimia memiliki banyak dampak terhadap lingkungan. Secara umum, tiga jenis dampak dapat dibedakan:
- pencemaran lingkungan alam dengan bahan kimia,
- penipisan sumber daya alam;
- perubahan alam dan munculnya lanskap antropogenik (teknogenik).
Faktanya, ketiga jenis interaksi ini saling terkait dan hanya dapat dipisahkan dalam kasus-kasus ekstrem. Mari kita pertimbangkan efek ini secara lebih rinci.
Pencemaran lingkungan alam dengan bahan kimia sebagai akibat dari pekerjaan perusahaan kimia lebih tepat dikaitkan dengan aliran limbah yang tidak terkendali dari produksi ini ke lingkungan alami. Dalam hal ini, limbah harus mencakup semua emisi, pembuangan, kehilangan produk utama dan tambahan, dll. Tampaknya, lebih tepat menggunakan istilah pencemar, yang berarti setiap produk kimia yang masuk ke lingkungan atau terjadi di dalamnya dalam jumlah yang melampaui batas kandungan biasa, membatasi fluktuasi alami, atau rata-rata latar belakang alam pada saat itu. pertanyaan.
Jadi, dalam emisi debu dari pabrik Petrochemia di Plock (Polandia), kandungan aluminium adalah 69,3, vanadium - 22,4, besi - 9.0, nikel - 2,58, logam berat (timbal, kromium, kobalt, molibdenum, kadmium, dll.) - 0,43% (Mei). Di sekitar pabrik di atas lahan seluas sekitar 150 meter persegi. km per tahun turun 924 ton senyawa vanadium, 105 ton nikel, 37 ton timbal, 765 ton besi dan sekitar 70 ton senyawa logam lainnya. Akumulasi logam berat pada tumbuhan 2...3 kali lebih tinggi daripada di daerah yang lebih jauh dari tumbuhan (data 1986).
Perusahaan kimia adalah sumber polusi tidak hanya lingkungan udara, tetapi juga badan air dengan limbah. Dengan demikian, produksi garam mineral dan anorganik menghasilkan air limbah yang mengandung asam anorganik, alkali, garam: fluorida, sulfat, fosfat, dll.
Produksi sintesis organik dan petrokimia utama mengandung asam lemak, senyawa aromatik, alkohol dalam air limbah yang dibuang (discharge).
Kilang minyak dan perusahaan untuk pemrosesan termal bahan bakar padat mengeluarkan produk minyak, minyak dan resin, fenol, zat aktif permukaan (surfaktan), dll bersama dengan air limbah Produksi resin sintetis, polimer, serat sintetis mengandung zat makromolekul, monomer , partikel polimer, dll. .d.
Limbah padat dari industri kimia, bila dilepaskan secara tidak terkendali ke lingkungan, juga menyebabkan pencemaran.
Limbah produksi bahan kimia tidak hanya menimbulkan bahaya bagi lingkungan, tetapi juga produknya ketika memasuki lingkungan alam secara tidak terkendali. Keadaan terakhir adalah karena toksisitas produk kimia.
Memang, senyawa dari kelompok nitrosamin yang disintesis, misalnya, di Oak Ridges, menyebabkan mutasi pada tikus 5 kali lebih besar daripada penyinarannya dengan dosis 600 rad. Jelas bahwa masuknya zat semacam itu ke lingkungan alam secara dramatis meningkatkan risiko mutasi pada organisme hidup.
Penipisan sumber daya alam adalah jenis kedua dari dampak produksi kimia (kimia-metalurgi) terhadap lingkungan. Sebuah ilustrasi dari ini adalah gagasan tentang sumber daya integral yang diusulkan oleh akademisi N.P. Fedorsenko dan N.F. Rsimmsrs (Gbr. 3.5).
Beras. 3.5. Skema yang menggambarkan penurunan kualitas sumber daya alam (integral resource) akibat dampak teknogenik:
a - tingkat awal air tanah; 6 - tingkat air tanah sebagai akibat dari kegiatan ekonomi; 1 - deforestasi; 2 - penghancuran bantuan; 3 - kematian ikan; 4 - pendangkalan waduk; 5 - penurunan permukaan sungai; 6 - pengurangan pembangkit listrik di pembangkit listrik tenaga air sebagai akibat dari penurunan tingkat sungai: 7 - penggundulan hutan sebagai akibat dari polusi atmosfer
Keunikan sumber daya integral adalah bahwa perubahan kualitatif atau kuantitatif dalam salah satu komponen sumber daya integral pasti mengarah pada perubahan yang kurang lebih nyata dalam kuantitas dan kualitas komponen lain dari sumber daya ini.
Dengan demikian, pembangunan pabrik kimia dan eksploitasi bahan baku tertentu olehnya disertai dengan penurunan kualitas sumber daya alam, penipisannya, dan pencemaran lingkungan.
Perubahan bentang alam dan munculnya bentang alam antropogenik secara langsung mengikuti perkembangan lebih lanjut dari konsep sumber daya integral. Kemerosotan nilai sumber daya alam (khususnya yang estetis dan rekreasi) tentu mengiringi transformasi bentang alam menjadi bentang alam antropogenik (teknogenik).
Klasifikasi lanskap teknogenik alami diberikan pada gambar. 3.6.
Beras. 3.6. Klasifikasi lanskap teknogenik alami
Lanskap antropogenik - lanskap, kemunculan dan strukturnya ditentukan oleh aktivitas manusia; Ini dibagi menjadi dua jenis: budaya (pertama) dan akultural (kedua).
Budaya adalah hasil dari aktivitas manusia yang bertujuan, itu terus-menerus dipelihara oleh seseorang dalam kondisi yang tepat untuk melakukan tugas-tugas tertentu (lanskap seperti itu termasuk ladang budidaya, taman, kebun, dll.).
Jenis lanskap kedua - akultural - tidak dibuat secara langsung dan seringkali merupakan hasil dari proses alami yang tidak diinginkan yang disebabkan oleh aktivitas manusia: pengembangan jurang di ladang paling sering merupakan hasil dari pelanggaran teknologi pertanian; rawa-rawa di tepi waduk sungai dataran rendah terjadi sebagai akibat dari penurunan tajam aliran air dan kenaikan permukaan air tanah; pembentukan lubang pembuangan dan penurunan tanah sering dikaitkan dengan runtuhnya rongga bawah tanah akibat penambangan bawah tanah, dll.
Tujuan penelitian: Untuk mempelajari pengaruh industri pada sifat planet ini. Tugas: 1. Mendeskripsikan interaksi perusahaan industri dengan lingkungan; 2. Menunjukkan dampak lingkungan dari pencemaran lingkungan; 3. Membentuk budaya ekologis umum seseorang.
Pada semua tahap perkembangannya, manusia berhubungan erat dengan dunia luar. Tetapi sejak munculnya masyarakat yang sangat industri, campur tangan manusia yang berbahaya di alam telah meningkat secara dramatis. Manusia harus lebih banyak campur tangan dalam ekonomi biosfer - bagian dari planet kita di mana kehidupan ada. Saat ini, ada beberapa sumber pencemaran lingkungan. Salah satunya adalah industri.
Diketahui bahwa polusi atmosfer terjadi terutama sebagai akibat dari pekerjaan industri, transportasi, dll., Yang bersama-sama setiap tahun memancarkan lebih dari satu miliar partikel padat dan gas "ke angin". Polutan udara utama saat ini adalah karbon monoksida dan sulfur dioksida. Sekarang secara umum diterima bahwa produksi industri paling mencemari udara. Sumber polusi - pembangkit listrik termal, yang, bersama dengan asap, memancarkan sulfur dioksida dan karbon dioksida ke udara; perusahaan metalurgi, terutama metalurgi non-ferrous, yang memancarkan nitrogen oksida, hidrogen sulfida, klorin, fluor, amonia, senyawa fosfor, partikel dan senyawa merkuri dan arsenik ke udara; pabrik kimia dan semen. Gas berbahaya masuk ke udara sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar untuk kebutuhan industri, pemanas rumah, transportasi, pembakaran dan pengolahan limbah rumah tangga dan industri. Polutan atmosfer yang paling umum memasukinya terutama dalam dua bentuk: baik dalam bentuk partikel tersuspensi atau dalam bentuk gas. Polusi udara
Pencemaran air Umat manusia terutama menggunakan air tawar untuk kebutuhannya. Volumenya sedikit lebih dari 2% hidrosfer, dan distribusi sumber daya air di seluruh dunia sangat tidak merata. Di Eropa dan Asia, di mana 70% populasi dunia tinggal, hanya 39% air sungai yang terkonsentrasi. Total konsumsi air sungai semakin meningkat dari tahun ke tahun di semua wilayah di dunia. Kekurangan air diperparah dengan penurunan kualitasnya. Air yang digunakan dalam industri, pertanian dan kehidupan sehari-hari dikembalikan ke badan air dalam bentuk limbah yang tidak diolah dengan baik atau umumnya tidak diolah. Dengan demikian, pencemaran hidrosfer terjadi terutama sebagai akibat dari pembuangan air limbah industri, pertanian, dan domestik ke sungai, danau, dan laut. Saat ini, banyak sungai yang sangat tercemar - Danube, Volga, Dnieper, Dniester, dll. Polusi Lautan Dunia meningkat. Dan di sini peran penting dimainkan tidak hanya oleh polusi limbah, tetapi juga oleh masuknya sejumlah besar produk minyak ke perairan laut dan samudera. Salah satu persyaratan sanitasi utama untuk kualitas air adalah kandungan jumlah oksigen yang dibutuhkan di dalamnya. Efek berbahaya memiliki semua polusi, yang, dengan satu atau lain cara, berkontribusi pada pengurangan oksigen di dalam air. Peningkatan polusi badan air dan saluran air diamati di semua negara industri.
Pencemaran tanah Penutupan tanah di Bumi adalah komponen paling penting dari biosfer Bumi. Ini adalah kulit tanah yang menentukan banyak proses yang terjadi di biosfer. Pencemaran tanah sulit untuk diklasifikasikan; dalam sumber yang berbeda, pembagiannya diberikan dengan cara yang berbeda. Jika digeneralisasi dan ditonjolkan hal yang utama, maka terlihat gambaran pencemaran tanah berikut ini: sampah, emisi, timbunan, batuan sedimen; logam berat; pestisida; zat radioaktif. Arti penting tanah yang paling penting adalah akumulasi bahan organik, berbagai unsur kimia, dan energi. Penutup tanah berfungsi sebagai penyerap biologis, perusak dan penetralisir berbagai kontaminan. Jika mata rantai biosfer ini dihancurkan, maka fungsi biosfer yang ada akan terganggu secara permanen. Itulah mengapa sangat penting untuk mempelajari signifikansi biokimia global dari tutupan tanah, keadaannya saat ini dan perubahannya di bawah pengaruh aktivitas antropogenik. Salah satu jenis dampak antropogenik adalah pencemaran pestisida. Hampir semua polutan yang awalnya dilepaskan ke atmosfer berakhir di darat dan air. Pengendapan aerosol mungkin mengandung logam berat beracun - timbal, merkuri, tembaga, vanadium, kobalt, nikel. Biasanya mereka tidak aktif dan menumpuk di tanah. Tetapi asam juga masuk ke tanah dengan hujan. Dengan menggabungkannya, logam dapat berubah menjadi senyawa larut yang tersedia bagi tanaman. Zat yang selalu ada di tanah juga berubah menjadi bentuk larut, yang terkadang menyebabkan kematian tanaman.
Masalah residu asam Salah satu masalah global yang paling akut saat ini dan masa depan adalah masalah peningkatan keasaman curah hujan dan penutup tanah. Setiap tahun, sekitar 200 juta partikel padat (debu, jelaga, dll.), 200 juta ton belerang dioksida (SO2), 700 juta ton belerang dioksida dilepaskan ke atmosfer bumi. ton karbon monoksida, 150 juta. ton nitrogen oksida, yang totalnya lebih dari 1 miliar ton zat berbahaya. Hujan asam (atau, lebih tepatnya), presipitasi asam, karena kejatuhan zat berbahaya dapat terjadi baik dalam bentuk hujan maupun dalam bentuk salju, hujan es, menyebabkan kerusakan luar biasa. Akibat presipitasi asam, keseimbangan ekosistem terganggu. Daerah tanah masam tidak mengenal kekeringan, tetapi kesuburan alaminya berkurang dan tidak stabil; mereka cepat habis dan hasil mereka rendah; struktur logam berkarat; bangunan, struktur, dll dihancurkan. Hujan asam tidak hanya menyebabkan pengasaman air permukaan dan cakrawala tanah bagian atas. Keasaman dengan aliran air ke bawah meluas ke seluruh profil tanah dan menyebabkan pengasaman air tanah yang signifikan. Hujan asam terjadi sebagai akibat dari aktivitas manusia, disertai dengan emisi sejumlah besar oksida belerang, nitrogen, karbon. Oksida-oksida ini, memasuki atmosfer, diangkut dalam jarak jauh, berinteraksi dengan air dan berubah menjadi larutan campuran asam belerang, sulfat, nitrat, nitrat dan karbonat, yang jatuh dalam bentuk hujan asam di darat, berinteraksi dengan tanaman, tanah, perairan. Salah satu penyebab kematian hutan di banyak wilayah di dunia adalah hujan asam. Untuk mengatasi masalah ini, perlu untuk meningkatkan volume pengukuran sistematis senyawa polutan atmosfer di area yang luas.
Masalah efek rumah kaca Sampai pertengahan abad XX. fluktuasi iklim relatif sedikit bergantung pada manusia dan aktivitas ekonominya. Selama beberapa dekade terakhir, situasi ini telah berubah cukup dramatis. Sebagai hasil dari aktivitas antropogenik, jumlah karbon dioksida di atmosfer terus meningkat, yang mengarah pada peningkatan efek rumah kaca dan berkontribusi pada peningkatan suhu udara di dekat permukaan bumi. Perubahan suhu udara rata-rata berhubungan langsung dengan perubahan luas lapisan es dan salju. Rezim es tergantung pada kedatangan radiasi matahari, suhu udara di musim panas dan dingin. Menurut para ahli, pencairan aktif es laut Arktik akan dimulai dengan peningkatan suhu udara rata-rata di belahan bumi utara sekitar 2°C. Perubahan iklim mempengaruhi pola curah hujan. Pemanasan menyebabkan peningkatan penguapan dari permukaan lautan dan, akibatnya, peningkatan jumlah curah hujan yang jatuh di permukaan bumi. Perubahan iklim mau tidak mau mempengaruhi tingkat Samudra Dunia. Telah dikemukakan bahwa bagian barat lapisan es Antartika tidak stabil dan dapat runtuh (dengan pemanasan yang cepat) dalam beberapa dekade, yang akan menaikkan permukaan laut sekitar 5 m dan menyebabkan banjir di sebagian besar permukaan bumi. .
Masalah lapisan ozon Masalah ekologis lapisan ozon tidak kalah kompleks dari segi ilmiah. Seperti yang Anda ketahui, kehidupan di Bumi muncul hanya setelah lapisan ozon pelindung planet ini terbentuk, menutupinya dari radiasi ultraviolet yang kejam. Masalah lapisan ozon muncul pada tahun 1982, ketika sebuah probe diluncurkan dari stasiun Inggris di Antartika mendeteksi penurunan tajam ozon pada ketinggian beberapa kilometer. Sejak itu, "lubang" ozon dengan berbagai bentuk dan ukuran telah direkam di Antartika sepanjang waktu. Menurut data terbaru untuk tahun 1992, itu sama dengan 23 juta kilometer persegi, yaitu luas yang sama dengan seluruh Amerika Utara. Kemudian, "lubang" yang sama ditemukan di Kepulauan Arktik Kanada, di atas Svalbard, dan kemudian di berbagai tempat di Eurasia, khususnya, di atas Voronezh. Penipisan lapisan ozon adalah kenyataan yang jauh lebih berbahaya bagi semua kehidupan di Bumi daripada jatuhnya beberapa meteorit super besar, karena ozon tidak memungkinkan radiasi berbahaya mencapai permukaan bumi. Jika terjadi penurunan ozon, manusia terancam, minimal, dengan mewabahnya kanker kulit dan penyakit mata. Secara umum, peningkatan dosis sinar ultraviolet dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh manusia, dan pada saat yang sama mengurangi hasil ladang, mengurangi basis pasokan makanan Bumi yang sudah sempit. Para ilmuwan percaya bahwa alasan pembentukan apa yang disebut lubang ozon di atmosfer adalah klorofluorokarbon. Aplikasi pupuk nitrogen dalam pertanian; klorinasi air minum, pemadam kebakaran, pelarut dan aerosol telah menghasilkan jutaan ton klorofluorometana memasuki atmosfer yang lebih rendah sebagai gas netral yang tidak berwarna. Menyebar ke atas, klorofluorometana di bawah aksi radiasi UV terurai menjadi sejumlah senyawa, di mana klorin oksida paling intensif menghancurkan ozon. Juga telah ditemukan bahwa banyak ozon dihancurkan oleh mesin roket pesawat modern yang terbang di ketinggian, serta selama peluncuran pesawat ruang angkasa dan satelit.
Kerja sama internasional di bidang perlindungan lingkungan Kerja sama internasional dalam memecahkan masalah lingkungan global adalah kegiatan internasional di tingkat pemerintah dan non-pemerintah, yang dilakukan dalam kerangka perjanjian antarnegara, program internasional PBB, UNESCO, dll., Program lingkungan dan proyek-proyek yang dilaksanakan oleh organisasi lingkungan swasta dan publik, mendanai dan bertujuan menyatukan upaya negara, individu dan asosiasi publik dalam mengatasi masalah lingkungan global umat manusia. Kerjasama internasional di bidang perlindungan lingkungan diatur oleh hukum lingkungan internasional, yang didasarkan pada prinsip dan norma yang diakui secara umum. Prioritas tinggi faktor lingkungan dalam hubungan internasional terus meningkat, yang terkait dengan kerusakan lingkungan.
Kesimpulan: Dampak manusia terhadap lingkungan telah mengambil proporsi yang mengkhawatirkan. Untuk memperbaiki situasi secara mendasar, tindakan yang bertujuan dan bijaksana akan diperlukan. Kebijakan yang bertanggung jawab dan efisien terhadap lingkungan hanya akan mungkin jika kita mengumpulkan data yang dapat diandalkan tentang keadaan lingkungan saat ini, pengetahuan yang kuat tentang interaksi faktor lingkungan yang penting, jika kita mengembangkan metode baru untuk mengurangi dan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh Alam oleh Pria. Masalah pengendalian diri yang wajar dari masyarakat manusia dalam hubungannya dengan alam menjadi semakin penting. Tentu saja, jalannya perkembangan manusia, invasinya ke alam tidak dapat dihentikan. Perubahan antropogenik di lingkungan alam tidak dapat dihindari, tetapi mereka tidak selalu tidak menguntungkan dari sudut pandang ilmiah. Untuk menciptakan kehidupan yang harmonis bagi manusia di Bumi, perlu dibangun nilai-nilai humanistik baru, membangun masyarakat adil yang melindungi alam. Hipotesis itu dikonfirmasi.
Sumber informasi ru.wikipedia.org php Ensiklopedia Besar Cyril dan Methodius 2008 I.Yu. Aleksahina "Buku referensi universal untuk anak sekolah. Buku 1.", "SEMUA", 2004
Pengantar.
Konsekuensi dari kecelakaan pipa minyak. 1996
Pada semua tahap perkembangannya, manusia berhubungan erat dengan dunia luar. Tetapi sejak munculnya masyarakat yang sangat industri, intervensi manusia yang berbahaya di alam telah meningkat secara dramatis, ruang lingkup gangguan ini telah meluas, menjadi lebih beragam dan sekarang mengancam menjadi bahaya global bagi umat manusia. Konsumsi bahan baku yang tidak terbarukan meningkat, semakin banyak tanah yang subur meninggalkan ekonomi, sehingga kota dan pabrik dibangun di atasnya. Manusia harus lebih banyak campur tangan dalam ekonomi biosfer - bagian dari planet kita di mana kehidupan ada. Biosfer bumi saat ini mengalami peningkatan dampak antropogenik. Pada saat yang sama, beberapa proses paling signifikan dapat dibedakan, tidak ada yang meningkatkan situasi ekologis di planet ini.
Yang paling besar dan signifikan adalah pencemaran lingkungan secara kimiawi oleh zat-zat kimia yang sifatnya tidak biasa. Diantaranya adalah polutan gas dan aerosol yang berasal dari industri dan rumah tangga. Akumulasi karbon dioksida di atmosfer juga mengalami kemajuan. Pengembangan lebih lanjut dari proses ini akan memperkuat tren yang tidak diinginkan menuju peningkatan suhu rata-rata tahunan di planet ini. Para pemerhati lingkungan juga khawatir dengan polusi yang sedang berlangsung di Samudra Dunia dengan minyak dan produk minyak, yang telah mencapai 1/5 dari total permukaannya. Polusi minyak dengan ukuran ini dapat menyebabkan gangguan yang signifikan pada pertukaran gas dan air antara hidrosfer dan atmosfer. Tidak ada keraguan tentang pentingnya kontaminasi kimia tanah dengan pestisida dan peningkatan keasamannya, yang menyebabkan runtuhnya ekosistem. Secara umum, semua faktor yang dipertimbangkan, yang dapat dikaitkan dengan efek polusi, memiliki dampak signifikan pada proses yang terjadi di biosfer.
Pencemaran kimia biosfer.
Manusia telah mencemari atmosfer selama ribuan tahun, tetapi konsekuensi dari penggunaan api, yang ia gunakan selama periode ini, tidak signifikan. Saya harus menerima kenyataan bahwa asap mengganggu pernapasan, dan bahwa jelaga tergeletak di penutup hitam di langit-langit dan dinding tempat tinggal. Panas yang dihasilkan lebih penting bagi seseorang daripada udara bersih dan dinding gua yang belum selesai. Polusi udara awal ini tidak menjadi masalah, karena orang-orang pada waktu itu hidup dalam kelompok-kelompok kecil, menempati lingkungan alam yang tak terkira luasnya. Dan bahkan konsentrasi orang yang signifikan di daerah yang relatif kecil, seperti yang terjadi pada zaman kuno klasik, belum disertai dengan konsekuensi serius.
Ini adalah kasus sampai awal abad kesembilan belas. Hanya dalam seratus tahun terakhir perkembangan industri "menganugerahi" kita dengan proses produksi seperti itu, yang konsekuensinya pada awalnya belum dapat dibayangkan oleh manusia. Jutaan kota kuat muncul, yang pertumbuhannya tidak dapat dihentikan. Semua ini adalah hasil dari penemuan-penemuan besar dan penaklukan manusia.
Pada dasarnya, ada tiga sumber utama polusi udara: industri, boiler domestik, transportasi. Bagian dari masing-masing sumber ini dalam polusi udara total sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. Sekarang secara umum diterima bahwa produksi industri paling mencemari udara. Sumber polusi - pembangkit listrik termal, yang, bersama dengan asap, memancarkan sulfur dioksida dan karbon dioksida ke udara; perusahaan metalurgi, terutama metalurgi non-ferrous, yang memancarkan nitrogen oksida, hidrogen sulfida, klorin, fluor, amonia, senyawa fosfor, partikel dan senyawa merkuri dan arsenik ke udara; pabrik kimia dan semen. Gas berbahaya masuk ke udara sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar untuk kebutuhan industri, pemanas rumah, transportasi, pembakaran dan pengolahan limbah rumah tangga dan industri. Polutan atmosfer dibagi menjadi primer, masuk langsung ke atmosfer, dan sekunder, yang dihasilkan dari transformasi yang terakhir. Jadi, belerang dioksida yang memasuki atmosfer dioksidasi menjadi anhidrida sulfat, yang berinteraksi dengan uap air dan membentuk tetesan asam sulfat. Ketika anhidrida sulfat bereaksi dengan amonia, kristal amonium sulfat terbentuk. Demikian pula, sebagai akibat dari reaksi kimia, fotokimia, fisika-kimia antara polutan dan komponen atmosfer, tanda-tanda sekunder lainnya terbentuk. Sumber utama polusi pirogenik di planet ini adalah pembangkit listrik termal, perusahaan metalurgi dan kimia, pabrik boiler, yang mengkonsumsi lebih dari 70% bahan bakar padat dan cair yang diproduksi setiap tahun. Kotoran berbahaya utama yang berasal dari pirogenik adalah sebagai berikut:
Karbon monoksida. Ini diperoleh dengan pembakaran zat karbon yang tidak sempurna. Ini memasuki udara sebagai akibat dari pembakaran limbah padat, dengan gas buang dan emisi dari perusahaan industri. Setidaknya 1250 juta ton gas ini memasuki atmosfer setiap tahun.Karbon monoksida adalah senyawa yang secara aktif bereaksi dengan bagian-bagian penyusun atmosfer dan berkontribusi pada peningkatan suhu di planet ini dan penciptaan efek rumah kaca.
Sulfur dioksida. Ini dipancarkan selama pembakaran bahan bakar yang mengandung belerang atau pemrosesan bijih belerang (hingga 170 juta ton per tahun). Bagian dari senyawa belerang dilepaskan selama pembakaran residu organik di tempat pembuangan pertambangan. Di Amerika Serikat saja, jumlah total sulfur dioksida yang dipancarkan ke atmosfer mencapai 65% dari emisi global.
Sulfat anhidrida. Ini terbentuk selama oksidasi belerang dioksida. Produk akhir dari reaksi ini adalah aerosol atau larutan asam sulfat dalam air hujan, yang mengasamkan tanah dan memperburuk penyakit pernapasan manusia. Pengendapan aerosol asam sulfat dari semburan asap perusahaan kimia diamati pada kekeruhan rendah dan kelembaban udara tinggi. Bilah daun tanaman yang tumbuh pada jarak kurang dari 11 km dari perusahaan tersebut biasanya padat dengan bintik-bintik nekrotik kecil yang terbentuk di lokasi pengendapan tetes asam sulfat. Perusahaan pirometalurgi metalurgi non-besi dan besi, serta pembangkit listrik termal setiap tahun memancarkan puluhan juta ton anhidrida sulfat ke atmosfer.
Hidrogen sulfida dan karbon disulfida. Mereka memasuki atmosfer secara terpisah atau bersama-sama dengan senyawa belerang lainnya. Sumber utama emisi adalah perusahaan untuk produksi serat buatan, gula, kimia kokas, kilang minyak, serta ladang minyak. Di atmosfer, ketika berinteraksi dengan polutan lain, mereka mengalami oksidasi lambat menjadi anhidrida sulfat.
oksida nitrogen. Sumber utama emisi adalah perusahaan yang memproduksi pupuk nitrogen, asam nitrat dan nitrat, pewarna anilin, senyawa nitro, sutra viscose, dan seluloid. Jumlah nitrogen oksida yang memasuki atmosfer adalah 20 juta ton per tahun.
senyawa fluor. Sumber polusi adalah perusahaan yang memproduksi aluminium, enamel, kaca, keramik, baja, dan pupuk fosfat. Zat yang mengandung fluor memasuki atmosfer dalam bentuk senyawa gas - hidrogen fluorida atau debu natrium dan kalsium fluorida. Senyawa tersebut ditandai dengan efek toksik. Turunan fluor adalah insektisida yang kuat.
senyawa klorin. Mereka memasuki atmosfer dari perusahaan kimia yang memproduksi asam klorida, pestisida yang mengandung klorin, pewarna organik, alkohol hidrolitik, pemutih, soda. Di atmosfer, mereka ditemukan sebagai campuran molekul klorin dan uap asam klorida. Toksisitas klorin ditentukan oleh jenis senyawa dan konsentrasinya. Dalam industri metalurgi, selama peleburan pig iron dan pengolahannya menjadi baja, berbagai logam berat dan gas beracun dilepaskan ke atmosfer. Jadi, per 1 ton besi cor jenuh, selain 12,7 kg sulfur dioksida dan 14,5 kg partikel debu, yang menentukan jumlah senyawa arsenik, fosfor, antimon, timbal, uap merkuri dan logam langka, zat tar dan hidrogen sianida, dilepaskan.
Polusi aerosol di atmosfer. Aerosol adalah partikel padat atau cair yang tersuspensi di udara. Komponen padat aerosol dalam beberapa kasus sangat berbahaya bagi organisme, dan menyebabkan penyakit tertentu pada manusia. Di atmosfer, polusi aerosol dirasakan dalam bentuk asap, kabut, kabut atau kabut. Sebagian besar aerosol terbentuk di atmosfer ketika partikel padat dan cair berinteraksi satu sama lain atau dengan uap air. Ukuran rata-rata partikel aerosol adalah 1-5 mikron. Sekitar 1 meter kubik memasuki atmosfer bumi setiap tahun. km partikel debu asal buatan. Sejumlah besar partikel debu juga terbentuk selama aktivitas produksi manusia. Informasi tentang beberapa sumber debu teknogenik disajikan pada Tabel 1:
Tabel 1
Sumber utama polusi udara aerosol buatan adalah pembangkit listrik termal yang mengkonsumsi batubara abu tinggi, pabrik pengayaan, metalurgi, semen, magnesit dan pabrik karbon hitam. Partikel aerosol dari sumber ini dibedakan oleh berbagai komposisi kimia. Paling sering, senyawa silikon, kalsium dan karbon ditemukan dalam komposisinya, lebih jarang - oksida logam: besi, magnesium, mangan, seng, tembaga, nikel, timbal, antimon, bismut, selenium, arsenik, berilium, kadmium, kromium , kobalt, molibdenum, serta asbes. Variasi yang lebih besar adalah karakteristik debu organik, termasuk hidrokarbon alifatik dan aromatik, garam asam. Ini terbentuk selama pembakaran produk minyak sisa, selama proses pirolisis di kilang minyak, petrokimia, dan perusahaan serupa lainnya. Sumber permanen polusi aerosol adalah tempat pembuangan industri - gundukan buatan dari bahan yang diendapkan kembali, terutama lapisan penutup, yang terbentuk selama penambangan atau dari limbah dari industri pemrosesan, pembangkit listrik termal. Sumber debu dan gas beracun adalah peledakan massal. Jadi, sebagai akibat dari satu ledakan berukuran sedang (250-300 ton bahan peledak), sekitar 2 ribu meter kubik dilepaskan ke atmosfer. m karbon monoksida bersyarat dan lebih dari 150 ton debu. Produksi semen dan bahan bangunan lainnya juga merupakan sumber pencemaran udara dengan debu. Proses teknologi utama dari industri ini - penggilingan dan pemrosesan bahan kimia, produk setengah jadi dan produk yang diperoleh dalam aliran gas panas selalu disertai dengan emisi debu dan zat berbahaya lainnya ke atmosfer. Polutan atmosfer termasuk hidrokarbon - jenuh dan tidak jenuh, mengandung 1 hingga 13 atom karbon. Mereka mengalami berbagai transformasi, oksidasi, polimerisasi, berinteraksi dengan polutan atmosfer lainnya setelah dieksitasi oleh radiasi matahari. Sebagai hasil dari reaksi ini, senyawa peroksida, radikal bebas, senyawa hidrokarbon dengan oksida nitrogen dan belerang terbentuk, seringkali dalam bentuk partikel aerosol. Dalam kondisi cuaca tertentu, akumulasi besar dari kotoran gas dan aerosol yang berbahaya dapat terbentuk di lapisan udara permukaan.
Ini biasanya terjadi ketika ada inversi di lapisan udara tepat di atas sumber emisi gas dan debu - lokasi lapisan udara dingin di bawah udara hangat, yang mencegah massa udara dan menunda transfer kotoran ke atas. Akibatnya, emisi berbahaya terkonsentrasi di bawah lapisan inversi, kandungannya di dekat tanah meningkat tajam, yang menjadi salah satu alasan pembentukan kabut fotokimia yang sebelumnya tidak diketahui di alam.
Kabut fotokimia (kabut asap). Kabut fotokimia adalah campuran multikomponen gas dan partikel aerosol asal primer dan sekunder. Komposisi komponen utama kabut asap termasuk ozon, nitrogen dan sulfur oksida, banyak senyawa peroksida organik, yang secara kolektif disebut fotooksidan. Kabut asap fotokimia terjadi sebagai akibat dari reaksi fotokimia dalam kondisi tertentu: adanya konsentrasi tinggi nitrogen oksida, hidrokarbon dan polutan lainnya di atmosfer, radiasi matahari yang intens dan pertukaran udara yang tenang atau sangat lemah di lapisan permukaan dengan kuat dan meningkat. inversi setidaknya selama satu hari. Cuaca tenang yang berkelanjutan, biasanya disertai dengan inversi, diperlukan untuk menciptakan konsentrasi reaktan yang tinggi.
Kondisi seperti itu lebih sering terjadi pada Juni-September dan lebih jarang di musim dingin. Dalam cuaca cerah yang berkepanjangan, radiasi matahari menyebabkan pemecahan molekul nitrogen dioksida dengan pembentukan oksida nitrat dan oksigen atom. Oksigen atom dengan oksigen molekuler memberikan ozon. Tampaknya yang terakhir, pengoksidasi oksida nitrat, harus kembali berubah menjadi oksigen molekuler, dan oksida nitrat menjadi dioksida. Tapi itu tidak terjadi. Oksida nitrat bereaksi dengan olefin dalam gas buang, yang memecah ikatan rangkap untuk membentuk fragmen molekul dan kelebihan ozon. Sebagai hasil dari disosiasi yang sedang berlangsung, massa baru nitrogen dioksida terpecah dan memberikan jumlah tambahan ozon. Reaksi siklik terjadi, akibatnya ozon secara bertahap terakumulasi di atmosfer. Proses ini berhenti di malam hari. Pada gilirannya, ozon bereaksi dengan olefin. Berbagai peroksida terkonsentrasi di atmosfer, yang secara total membentuk karakteristik oksidan dari kabut fotokimia. Yang terakhir adalah sumber dari apa yang disebut radikal bebas, yang ditandai dengan reaktivitas khusus. Kabut asap seperti itu tidak jarang terjadi di London, Paris, Los Angeles, New York dan kota-kota lain di Eropa dan Amerika. Menurut efek fisiologis mereka pada tubuh manusia, mereka sangat berbahaya bagi sistem pernapasan dan peredaran darah dan sering menyebabkan kematian dini penduduk perkotaan dengan kesehatan yang buruk.
Masalah pengendalian emisi polutan ke atmosfer oleh perusahaan industri (MPC). Prioritas dalam pengembangan konsentrasi maksimum yang diizinkan di udara adalah milik Uni Soviet. MPC - konsentrasi sedemikian rupa sehingga seseorang dan keturunannya terpengaruh secara langsung atau tidak langsung, tidak memperburuk kinerja, kesejahteraan, serta kondisi sanitasi dan kehidupan manusia.
Generalisasi semua informasi tentang MPC, yang diterima oleh semua departemen, dilakukan di MGO (Main Geophysical Observatory). Untuk menentukan nilai udara berdasarkan hasil pengamatan, nilai konsentrasi terukur dibandingkan dengan konsentrasi maksimum tunggal maksimum yang diizinkan dan jumlah kasus ketika MPC terlampaui, serta berapa kali terbesar nilai lebih tinggi dari MPC, ditentukan. Nilai rata-rata konsentrasi selama satu bulan atau satu tahun dibandingkan dengan MPC jangka panjang - MPC stabil menengah. Keadaan polusi udara oleh beberapa zat yang diamati di atmosfer kota dinilai menggunakan indikator kompleks - indeks polusi udara (API). Untuk melakukan ini, MPC dinormalisasi ke nilai yang sesuai dan konsentrasi rata-rata berbagai zat dengan bantuan perhitungan sederhana mengarah ke nilai konsentrasi sulfur dioksida, dan kemudian diringkas. Konsentrasi maksimum satu kali polutan utama adalah yang tertinggi di Norilsk (nitrogen dan sulfur oksida), Frunze (debu), Omsk (karbon monoksida). Derajat pencemaran udara oleh pencemar utama berbanding lurus dengan perkembangan industri kota. Konsentrasi maksimum tertinggi khas untuk kota-kota dengan populasi lebih dari 500 ribu jiwa. Pencemaran udara dengan zat tertentu tergantung pada jenis industri yang dikembangkan di kota tersebut. Jika perusahaan dari beberapa industri berlokasi di kota besar, maka tingkat polusi udara yang sangat tinggi tercipta, tetapi masalah pengurangan emisi banyak zat tertentu masih belum terselesaikan.
Pencemaran kimia perairan alami.
Setiap badan air atau sumber air dikaitkan dengan lingkungan luarnya. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi pembentukan limpasan air permukaan atau bawah tanah, berbagai fenomena alam, industri, konstruksi industri dan kota, transportasi, kegiatan ekonomi dan domestik. Konsekuensi dari pengaruh ini adalah masuknya zat baru yang tidak biasa ke dalam lingkungan perairan - polutan yang menurunkan kualitas air. Pencemaran yang memasuki lingkungan perairan diklasifikasikan dengan cara yang berbeda, tergantung pada pendekatan, kriteria dan tugas. Jadi, biasanya mengalokasikan polusi kimia, fisik dan biologis. Pencemaran kimia adalah perubahan sifat kimia alami air akibat peningkatan kandungan pengotor berbahaya di dalamnya, baik yang bersifat anorganik (garam mineral, asam, alkali, partikel tanah liat) maupun yang bersifat organik (minyak dan produk minyak, residu organik, surfaktan, pestisida).
polusi anorganik. Pencemar anorganik (mineral) utama perairan tawar dan laut adalah berbagai senyawa kimia yang bersifat racun bagi penghuni lingkungan perairan. Ini adalah senyawa arsenik, timbal, kadmium, merkuri, kromium, tembaga, fluor. Kebanyakan dari mereka berakhir di air sebagai akibat dari aktivitas manusia. Logam berat diserap oleh fitoplankton dan kemudian ditransfer melalui rantai makanan ke organisme yang lebih terorganisir. Efek toksik dari beberapa polutan yang paling umum di hidrosfer disajikan pada Tabel 2:
Meja 2
Tingkat toksisitas:
Tidak hadir
Sangat lemah
Lemah
kuat
Sangat kuat.
Selain zat-zat yang tercantum dalam tabel, kontaminan berbahaya pada lingkungan perairan termasuk asam dan basa anorganik, yang menyebabkan kisaran pH limbah industri (1,0 - 11,0) dan dapat mengubah pH lingkungan perairan ke nilai. 5,0 atau di atas 8,0, sedangkan ikan di air tawar dan air laut hanya dapat hidup pada kisaran pH 5,0 - 8,5. Di antara sumber utama pencemaran hidrosfer dengan mineral dan elemen biogenik, perusahaan industri makanan dan pertanian harus disebutkan. Sekitar 6 juta ton garam tersapu dari lahan irigasi setiap tahun. Pada tahun 2000 dimungkinkan untuk meningkatkan beratnya hingga 12 juta ton/tahun. Limbah yang mengandung merkuri, timbal, tembaga terlokalisasi di area terpisah di lepas pantai, tetapi beberapa di antaranya terbawa jauh ke luar wilayah perairan. Polusi merkuri secara signifikan mengurangi produksi utama ekosistem laut, menghambat perkembangan fitoplankton. Limbah yang mengandung merkuri biasanya menumpuk di sedimen dasar teluk atau muara sungai. Migrasi lebih lanjut disertai dengan akumulasi metil merkuri dan dimasukkannya ke dalam rantai trofik organisme akuatik. Dengan demikian, penyakit Minamata, yang pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Jepang pada orang yang memakan ikan yang ditangkap di Teluk Minamata, di mana limbah industri dengan merkuri teknogenik dibuang secara tak terkendali, menjadi terkenal.
polusi organik. Di antara zat terlarut yang masuk ke laut dari darat, tidak hanya mineral dan elemen biogenik, tetapi juga residu organik yang sangat penting bagi penghuni lingkungan akuatik. Penghilangan bahan organik ke laut diperkirakan mencapai 300 – 380 juta ton/tahun. Air limbah yang mengandung suspensi asal organik atau bahan organik terlarut mempengaruhi kondisi badan air. Saat mengendap, suspensi membanjiri bagian bawah dan menghambat perkembangan atau sepenuhnya menghentikan aktivitas vital mikroorganisme ini yang terlibat dalam proses pemurnian air sendiri. Ketika sedimen ini membusuk, senyawa berbahaya dan zat beracun, seperti hidrogen sulfida, dapat terbentuk, yang menyebabkan pencemaran semua air di sungai. Adanya suspensi juga mempersulit cahaya untuk menembus jauh ke dalam air dan memperlambat proses fotosintesis. Salah satu persyaratan sanitasi utama untuk kualitas air adalah kandungan jumlah oksigen yang dibutuhkan di dalamnya. Efek berbahaya diberikan oleh semua kontaminan yang dalam satu atau lain cara berkontribusi pada pengurangan kandungan oksigen dalam air. Surfaktan - lemak, minyak, pelumas - membentuk film di permukaan air, yang mencegah pertukaran gas antara air dan atmosfer, yang mengurangi tingkat kejenuhan air dengan oksigen. Sejumlah besar bahan organik, yang sebagian besar bukan karakteristik perairan alami, dibuang ke sungai bersama dengan air limbah industri dan domestik. Peningkatan polusi badan air dan saluran air diamati di semua negara industri. Informasi kandungan beberapa zat organik dalam air limbah industri disajikan pada Tabel 3:
Tabel 3
Karena laju urbanisasi yang cepat dan pembangunan instalasi pengolahan limbah yang agak lambat atau pengoperasiannya yang tidak memuaskan, cekungan air dan tanah tercemar oleh limbah rumah tangga. Polusi terutama terlihat di badan air yang mengalir lambat atau tergenang (waduk, danau).
Penguraian di lingkungan perairan, sampah organik dapat menjadi media bagi organisme patogen. Air yang tercemar limbah organik menjadi hampir tidak layak untuk diminum dan keperluan lainnya. Limbah rumah tangga berbahaya tidak hanya karena merupakan sumber beberapa penyakit manusia (demam tifoid, disentri, kolera), tetapi juga karena membutuhkan banyak oksigen untuk penguraiannya. Jika air limbah domestik memasuki reservoir dalam jumlah yang sangat besar, maka kandungan oksigen terlarut dapat turun di bawah tingkat yang diperlukan untuk kehidupan organisme laut dan air tawar.
Masalah pencemaran lautan (pada contoh sejumlah senyawa organik).
Minyak dan produk minyak. Minyak adalah cairan berminyak kental yang berwarna coklat tua dan memiliki fluoresensi rendah. Minyak terutama terdiri dari hidrokarbon alifatik dan hidroaromatik jenuh. Komponen utama minyak - hidrokarbon (hingga 98%) - dibagi menjadi 4 kelas:
Parafin (alkena) - (hingga 90% dari total komposisi) - zat stabil, yang molekulnya diekspresikan oleh rantai atom karbon lurus dan bercabang. Parafin ringan memiliki volatilitas dan kelarutan maksimum dalam air.
Sikloparafin - (30 - 60% dari total komposisi) - senyawa siklik jenuh dengan 5-6 atom karbon di dalam cincin. Selain siklopentana dan sikloheksana, senyawa bisiklik dan polisiklik dari kelompok ini ditemukan dalam minyak. Senyawa ini sangat stabil dan sulit terurai.
Hidrokarbon aromatik - (20 - 40% dari total komposisi) - senyawa siklik tak jenuh dari seri benzena, yang mengandung 6 atom karbon di dalam cincin lebih sedikit daripada sikloparafin. Minyak mengandung senyawa volatil dengan molekul berupa cincin tunggal (benzena, toluena, xilena), kemudian bisiklik (naftalena), semisiklik (pirena).
Olefin (alkena) - (hingga 10% dari total komposisi) - senyawa non-siklik tak jenuh dengan satu atau dua atom hidrogen pada setiap atom karbon dalam molekul yang memiliki rantai lurus atau bercabang.
Minyak dan produk minyak adalah polutan paling umum di lautan. Pada awal 1980-an, sekitar 6 juta ton minyak setiap tahun memasuki lautan, yang merupakan 0,23% dari produksi dunia. Kerugian minyak terbesar terkait dengan transportasinya dari area produksi. Keadaan darurat, pembuangan air pencuci dan pemberat ke laut oleh kapal tanker - semua ini mengarah pada keberadaan bidang polusi permanen di sepanjang rute laut. Pada periode 1962-79, sebagai akibat dari kecelakaan, sekitar 2 juta ton minyak memasuki lingkungan laut. Selama 30 tahun terakhir, sejak 1964, sekitar 2.000 sumur telah dibor di Samudra Dunia, di mana 1.000 dan 350 sumur industri telah dilengkapi di Laut Utara saja. Karena kebocoran kecil, 0,1 juta ton minyak hilang setiap tahun. Massa besar minyak memasuki laut di sepanjang sungai, dengan drainase domestik dan badai.
Volume pencemaran dari sumber ini adalah 2,0 juta ton/tahun. Setiap tahun, 0,5 juta ton minyak masuk dengan limbah industri. Masuk ke lingkungan laut, minyak pertama menyebar dalam bentuk film, membentuk lapisan dengan berbagai ketebalan. Dengan warna film, Anda dapat menentukan ketebalannya (Tabel 4):
Tabel 4
Lapisan minyak mengubah komposisi spektrum dan intensitas penetrasi cahaya ke dalam air. Transmisi cahaya film tipis minyak mentah adalah 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm).
Sebuah film dengan ketebalan 30-40 mikron sepenuhnya menyerap radiasi inframerah. Ketika dicampur dengan air, minyak membentuk emulsi dari dua jenis: langsung - "minyak dalam air" - dan sebaliknya - "air dalam minyak". Emulsi langsung, terdiri dari tetesan minyak dengan diameter hingga 0,5 m, kurang stabil dan khas untuk minyak yang mengandung surfaktan. Ketika fraksi volatil dihilangkan, minyak membentuk emulsi terbalik kental, yang dapat tetap berada di permukaan, terbawa arus, terdampar dan mengendap di dasar.
Pestisida. Pestisida adalah sekelompok zat buatan manusia yang digunakan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Pestisida dibagi menjadi kelompok-kelompok berikut: insektisida - untuk memerangi serangga berbahaya, fungisida dan bakterisida - untuk memerangi penyakit tanaman bakteri, herbisida - melawan gulma. Telah ditetapkan bahwa pestisida, menghancurkan hama, membahayakan banyak organisme menguntungkan dan merusak kesehatan biocenosis. Di bidang pertanian, telah lama ada masalah transisi dari metode pengendalian hama kimia (pencemaran) ke metode biologis (ramah lingkungan). Saat ini, lebih dari 5 juta ton pestisida memasuki pasar dunia. Sekitar 1,5 juta ton zat ini telah memasuki ekosistem darat dan laut melalui abu dan air. Produksi pestisida industri disertai dengan munculnya sejumlah besar produk sampingan yang mencemari air limbah. Di lingkungan akuatik, perwakilan insektisida, fungisida, dan herbisida lebih umum daripada yang lain. Insektisida yang disintesis dibagi menjadi tiga kelompok utama: organoklorin, organofosfor dan karbonat. Insektisida organoklorin diperoleh dengan klorinasi hidrokarbon cair aromatik dan heterosiklik. Ini termasuk DDT dan turunannya, dalam molekul yang stabilitas gugus alifatik dan aromatiknya meningkat dalam keberadaan bersama, berbagai turunan klorodiena (eldrin) yang diklorinasi. Zat ini memiliki waktu paruh hingga beberapa puluh tahun dan sangat tahan terhadap biodegradasi. Di lingkungan akuatik, bifenil poliklorinasi sering ditemukan - turunan DDT tanpa bagian alifatik, berjumlah 210 homolog dan isomer. Selama 40 tahun terakhir, lebih dari 1,2 juta ton bifenil poliklorinasi telah digunakan dalam produksi plastik, pewarna, transformator, dan kapasitor. Polychlorinated biphenyls (PCB) masuk ke lingkungan sebagai akibat dari pembuangan air limbah industri dan pembakaran limbah padat di tempat pembuangan sampah. Sumber terakhir mengirimkan PBC ke atmosfer, dari mana mereka jatuh dengan presipitasi atmosfer ke seluruh wilayah dunia. Dengan demikian, pada sampel salju yang diambil di Antartika, kandungan PBC adalah 0,03 - 1,2 kg/l.
Surfaktan sintetis. Deterjen (surfaktan) termasuk dalam kelompok luas zat yang menurunkan tegangan permukaan air. Mereka adalah bagian dari deterjen sintetis (SMC), banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Bersama dengan air limbah, surfaktan memasuki perairan kontinental dan lingkungan laut. SMS mengandung natrium polifosfat, di mana deterjen dilarutkan, serta sejumlah bahan tambahan yang beracun bagi organisme air: zat penyedap, zat pemutih (persulfat, perborat), soda abu, karboksimetilselulosa, natrium silikat. Tergantung pada sifat dan struktur bagian hidrofilik dari molekul surfaktan, mereka dibagi menjadi anionik, kationik, amfoter, dan nonionik. Yang terakhir tidak membentuk ion dalam air. Yang paling umum di antara surfaktan adalah zat anionik. Mereka menyumbang lebih dari 50% dari semua surfaktan yang diproduksi di dunia. Kehadiran surfaktan dalam air limbah industri dikaitkan dengan penggunaannya dalam proses seperti konsentrasi flotasi bijih, pemisahan produk teknologi kimia, produksi polimer, peningkatan kondisi untuk pengeboran sumur minyak dan gas, dan perang melawan peralatan. korosi. Di bidang pertanian, surfaktan digunakan sebagai bagian dari pestisida.
Senyawa dengan sifat karsinogenik. Zat karsinogenik adalah senyawa kimia homogen yang menunjukkan aktivitas transformasi dan kemampuan untuk menyebabkan karsinogenik, teratogenik (pelanggaran proses perkembangan embrio) atau perubahan mutagenik pada organisme. Tergantung pada kondisi paparan, mereka dapat menyebabkan penghambatan pertumbuhan, penuaan yang dipercepat, gangguan perkembangan individu, dan perubahan dalam kumpulan gen organisme. Zat dengan sifat karsinogenik termasuk hidrokarbon alifatik terklorinasi, vinil klorida, dan terutama hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH). Jumlah maksimum PAH dalam sedimen Samudra Dunia saat ini (lebih dari 100 g/km massa bahan kering) ditemukan di zona aktif tentonik yang mengalami aksi termal dalam. Sumber antropogenik utama PAH di lingkungan adalah pirolisis zat organik selama pembakaran berbagai bahan, kayu, dan bahan bakar.
Logam berat. Logam berat (merkuri, timbal, kadmium, seng, tembaga, arsenik) adalah polutan yang umum dan sangat beracun. Mereka banyak digunakan di berbagai produksi industri, oleh karena itu, terlepas dari tindakan perawatan, kandungan senyawa logam berat dalam air limbah industri cukup tinggi. Massa besar senyawa ini memasuki laut melalui atmosfer. Merkuri, timbal dan kadmium adalah yang paling berbahaya untuk biocenosis laut. Merkuri diangkut ke laut dengan limpasan benua dan melalui atmosfer. Selama pelapukan batuan sedimen dan beku, 3,5 ribu ton merkuri dilepaskan setiap tahun. Komposisi debu atmosfer mengandung sekitar 12 ribu ton merkuri, dan sebagian besar berasal dari antropogenik. Sekitar setengah dari produksi industri tahunan logam ini (910 ribu ton/tahun) berakhir di laut dengan berbagai cara. Di daerah yang tercemar oleh air industri, konsentrasi merkuri dalam larutan dan suspensi sangat meningkat. Pada saat yang sama, beberapa bakteri mengubah klorida menjadi metilmerkuri yang sangat beracun. Kontaminasi makanan laut telah berulang kali menyebabkan keracunan merkuri pada penduduk pesisir. Hingga tahun 1977, terdapat 2.800 korban penyakit Minomata, yang disebabkan oleh produk limbah dari produksi vinil klorida dan asetaldehida, yang menggunakan merkuri klorida sebagai katalis. Air limbah yang tidak diolah dengan baik dari perusahaan memasuki Teluk Minamata. Babi adalah elemen jejak khas yang ditemukan di semua komponen lingkungan: di bebatuan, tanah, perairan alami, atmosfer, dan organisme hidup. Akhirnya, babi secara aktif tersebar ke lingkungan selama aktivitas manusia. Ini adalah emisi dari limbah industri dan domestik, dari asap dan debu dari perusahaan industri, dari gas buang dari mesin pembakaran internal. Aliran migrasi timbal dari benua ke laut tidak hanya mengalir melalui aliran sungai, tetapi juga melalui atmosfer. Dengan debu kontinental, lautan menerima (20-30) ton timbal per tahun.
Pembuangan limbah ke laut untuk tujuan pembuangan (dumping). Banyak negara dengan akses ke laut melakukan penguburan laut dari berbagai bahan dan zat, khususnya tanah yang digali selama pengerukan, terak bor, limbah industri, limbah konstruksi, limbah padat, bahan peledak dan bahan kimia, dan limbah radioaktif. Volume penguburan berjumlah sekitar 10% dari total massa polutan yang memasuki Samudra Dunia. Dasar pembuangan di laut adalah kemampuan lingkungan laut untuk memproses sejumlah besar zat organik dan anorganik tanpa banyak merusak air. Namun, kemampuan ini tidak terbatas.
Oleh karena itu, dumping dianggap sebagai tindakan paksa, penghargaan sementara atas ketidaksempurnaan teknologi oleh masyarakat. Terak industri mengandung berbagai zat organik dan senyawa logam berat. Sampah rumah tangga mengandung rata-rata (berdasarkan berat bahan kering) 32-40% bahan organik; 0,56% nitrogen; 0,44% fosfor; seng 0,155%; 0,085% timah; 0,001% merkuri; 0,001% kadmium. Selama pembuangan, perjalanan material melalui kolom air, sebagian dari polutan masuk ke larutan, mengubah kualitas air, yang lain diserap oleh partikel tersuspensi dan masuk ke sedimen dasar. Pada saat yang sama, kekeruhan air meningkat. Kehadiran zat organik sering menyebabkan konsumsi oksigen dalam air dengan cepat dan sering kali menghilang sepenuhnya, pembubaran suspensi, akumulasi logam dalam bentuk terlarut, dan munculnya hidrogen sulfida.
Kehadiran sejumlah besar bahan organik menciptakan lingkungan pereduksi yang stabil di dalam tanah, di mana jenis khusus air interstisial muncul, yang mengandung hidrogen sulfida, amonia, dan ion logam. Organisme bentik dan lainnya dipengaruhi oleh berbagai tingkat bahan yang dibuang.Dalam kasus pembentukan lapisan permukaan yang mengandung hidrokarbon minyak bumi dan surfaktan, pertukaran gas pada antarmuka udara-air terganggu. Polutan yang masuk ke dalam larutan dapat terakumulasi dalam jaringan dan organ hidrobian dan memiliki efek toksik pada mereka. Pembuangan bahan pembuangan ke dasar dan peningkatan kekeruhan yang berkepanjangan dari air tambahan menyebabkan kematian bentuk benthos yang tidak aktif karena mati lemas. Pada ikan, moluska, dan krustasea yang masih hidup, laju pertumbuhan berkurang karena memburuknya kondisi makan dan pernapasan. Komposisi spesies dari komunitas tertentu sering berubah. Ketika mengatur sistem kontrol atas pembuangan limbah ke laut, definisi daerah pembuangan, penentuan dinamika pencemaran air laut dan sedimen dasar adalah sangat penting. Untuk mengidentifikasi kemungkinan volume buangan ke laut, maka perlu dilakukan perhitungan semua bahan pencemar dalam komposisi buangan material.
Polusi termal. Polusi termal pada permukaan waduk dan wilayah laut pesisir terjadi sebagai akibat dari pembuangan air limbah yang dipanaskan dari pembangkit listrik dan beberapa produksi industri. Pembuangan air panas dalam banyak kasus menyebabkan peningkatan suhu air di reservoir sebesar 6-8 derajat Celcius. Luas titik air panas di daerah pesisir bisa mencapai 30 meter persegi. km. Stratifikasi suhu yang lebih stabil mencegah pertukaran air antara lapisan permukaan dan lapisan bawah. Kelarutan oksigen menurun, dan konsumsinya meningkat, karena aktivitas bakteri aerobik yang menguraikan bahan organik meningkat dengan meningkatnya suhu. Keanekaragaman jenis fitoplankton dan seluruh flora alga semakin meningkat.
Berdasarkan generalisasi materi, dapat disimpulkan bahwa efek antropogenik terhadap lingkungan perairan diwujudkan pada tingkat biosenotik individu dan populasi, dan efek jangka panjang dari polutan mengarah pada penyederhanaan ekosistem.
Polusi tanah.
Penutupan tanah Bumi adalah komponen paling penting dari biosfer Bumi. Ini adalah kulit tanah yang menentukan banyak proses yang terjadi di biosfer.
Arti penting tanah yang paling penting adalah akumulasi bahan organik, berbagai unsur kimia, dan energi. Penutup tanah berfungsi sebagai penyerap biologis, perusak dan penetralisir berbagai kontaminan. Jika mata rantai biosfer ini dihancurkan, maka fungsi biosfer yang ada akan terganggu secara permanen. Itulah mengapa sangat penting untuk mempelajari signifikansi biokimia global dari tutupan tanah, keadaannya saat ini dan perubahannya di bawah pengaruh aktivitas antropogenik. Salah satu jenis dampak antropogenik adalah pencemaran pestisida.
Pestisida sebagai faktor pencemar. Penemuan pestisida - alat kimia untuk melindungi tanaman dan hewan dari berbagai hama dan penyakit - adalah salah satu pencapaian terpenting ilmu pengetahuan modern. Saat ini di dunia 300 kg bahan kimia diterapkan per 1 hektar. Namun, sebagai akibat dari penggunaan pestisida dalam jangka panjang di bidang pertanian dan kedokteran (pengendalian vektor), hampir secara universal terjadi penurunan efektivitas karena perkembangan galur hama yang resisten dan penyebaran hama "baru" yang musuh alami dan pesaingnya. telah dihancurkan oleh pestisida. Pada saat yang sama, efek pestisida mulai terlihat dalam skala global. Dari sejumlah besar serangga, hanya 0,3% atau 5 ribu spesies yang berbahaya. Resistensi pestisida telah ditemukan pada 250 spesies. Ini diperburuk oleh fenomena resistensi silang, yang terdiri dari fakta bahwa peningkatan resistensi terhadap aksi satu obat disertai dengan resistensi terhadap senyawa dari kelas lain. Dari sudut pandang biologis umum, resistensi dapat dianggap sebagai perubahan populasi sebagai akibat transisi dari galur sensitif ke galur resisten dari spesies yang sama karena seleksi yang disebabkan oleh pestisida. Fenomena ini dikaitkan dengan penataan ulang genetik, fisiologis dan biokimia organisme. Penggunaan pestisida yang berlebihan (herbisida, insektisida, defoliant) secara negatif mempengaruhi kualitas tanah. Dalam hal ini, nasib pestisida di tanah dan kemungkinan dan kemungkinan menetralkan mereka dengan metode kimia dan biologi sedang dipelajari secara intensif. Sangat penting untuk membuat dan menggunakan hanya obat-obatan dengan umur pendek, diukur dalam minggu atau bulan. Beberapa kemajuan telah dicapai di bidang ini dan obat-obatan dengan tingkat kerusakan yang tinggi sedang diperkenalkan, tetapi masalah secara keseluruhan belum terselesaikan.
Dampak atmosfer asam di darat. Salah satu masalah global paling akut saat ini dan masa depan yang dapat diperkirakan adalah masalah peningkatan keasaman curah hujan dan tutupan tanah. Daerah dengan tanah masam tidak mengenal kekeringan, tetapi kesuburan alaminya menurun dan tidak stabil; mereka cepat habis dan hasilnya rendah. Hujan asam tidak hanya menyebabkan pengasaman air permukaan dan cakrawala tanah bagian atas. Keasaman dengan aliran air ke bawah meluas ke seluruh profil tanah dan menyebabkan pengasaman air tanah yang signifikan. Hujan asam terjadi sebagai akibat dari aktivitas ekonomi manusia, disertai dengan emisi sejumlah besar oksida belerang, nitrogen, dan karbon. Oksida ini, memasuki atmosfer, diangkut dalam jarak jauh, berinteraksi dengan air dan berubah menjadi larutan campuran asam belerang, sulfat, nitro, nitrat, dan karbonat, yang jatuh dalam bentuk "hujan asam" di darat, berinteraksi dengan tanaman, tanah, air. Sumber utama di atmosfer adalah pembakaran serpih, minyak, batu bara, gas di industri, pertanian, dan di rumah. Aktivitas ekonomi manusia hampir menggandakan masuknya oksida belerang, nitrogen, hidrogen sulfida, dan karbon monoksida ke atmosfer. Secara alami, ini mempengaruhi peningkatan keasaman curah hujan atmosfer, air tanah dan air tanah. Untuk mengatasi masalah ini, perlu untuk meningkatkan volume pengukuran representatif sistematis senyawa polutan atmosfer di area yang luas.
Kesimpulan.
Perlindungan alam adalah tugas abad kita, masalah yang telah menjadi masalah sosial. Berkali-kali kita mendengar tentang bahaya yang mengancam lingkungan, tetapi masih banyak dari kita yang menganggapnya sebagai produk peradaban yang tidak menyenangkan, tetapi tak terhindarkan dan percaya bahwa kita masih punya waktu untuk mengatasi semua kesulitan yang muncul.
Namun, dampak manusia terhadap lingkungan telah mengambil proporsi yang mengkhawatirkan. Untuk memperbaiki situasi secara mendasar, tindakan yang bertujuan dan bijaksana akan diperlukan. Kebijakan yang bertanggung jawab dan efisien terhadap lingkungan hanya akan mungkin jika kita mengumpulkan data yang dapat diandalkan tentang keadaan lingkungan saat ini, pengetahuan yang kuat tentang interaksi faktor lingkungan yang penting, jika kita mengembangkan metode baru untuk mengurangi dan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh Alam oleh Pria.
