Cum afectează chimia mediului sau poluarea chimică a mediului de către industrie
Introducere.
Consecințele unui accident de conductă de petrol. 1996
În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea exterioară. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția periculoasă a omului în natură a crescut dramatic, sfera acestei interferențe s-a extins, a devenit mai diversă și acum amenință să devină un pericol global pentru umanitate. Consumul de materii prime neregenerabile este în creștere, tot mai mult teren arabil părăsește economia, așa că pe ele se construiesc orașe și fabrici. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viață. Biosfera Pământului suferă în prezent un impact antropic crescând. În același timp, se pot distinge câteva dintre cele mai semnificative procese, niciunul dintre acestea nu îmbunătățește situația ecologică de pe planetă.
Cea mai mare și semnificativă este poluarea chimică a mediului cu substanțe de natură chimică neobișnuită pentru acesta. Printre aceștia se numără și poluanții gazoși și aerosoli de origine industrială și casnică. Acumularea de dioxid de carbon în atmosferă este, de asemenea, în progres. Dezvoltarea ulterioară a acestui proces va consolida tendința nedorită către creșterea temperaturii medii anuale pe planetă. Ecologiștii sunt alarmați și de poluarea continuă a Oceanului Mondial cu petrol și produse petroliere, care a ajuns deja la 1/5 din suprafața totală. Poluarea cu petrol de această dimensiune poate provoca perturbări semnificative ale schimbului de gaze și apă dintre hidrosferă și atmosferă. Nu există nicio îndoială cu privire la importanța contaminării chimice a solului cu pesticide și a acidității crescute a acestuia, ducând la prăbușirea ecosistemului. În general, toți factorii luați în considerare, care pot fi atribuiți efectului poluant, au un impact semnificativ asupra proceselor care au loc în biosferă.
Poluarea chimică a biosferei.
Omul poluează atmosfera de mii de ani, dar consecințele folosirii focului, pe care l-a folosit în toată această perioadă, au fost nesemnificative. A trebuit să suport faptul că fumul interfera cu respirația și că funinginea stătea într-un capac negru pe tavanul și pereții locuinței. Căldura rezultată era mai importantă pentru o persoană decât aerul curat și pereții peșterii neterminați. Această poluare inițială a aerului nu a fost o problemă, pentru că oamenii locuiau atunci în grupuri mici, ocupând un mediu natural neatins nemăsurat de vast. Și chiar și o concentrare semnificativă de oameni într-o zonă relativ mică, așa cum era cazul în antichitatea clasică, nu a fost încă însoțită de consecințe grave.
Acesta a fost cazul până la începutul secolului al XIX-lea. Numai în ultima sută de ani dezvoltarea industriei ne-a „dăruit” cu astfel de procese de producție, ale căror consecințe la început omul încă nu și-a putut imagina. Au apărut milioane de orașe puternice, a căror creștere nu poate fi oprită. Toate acestea sunt rezultatul marilor invenții și cuceriri ale omului.
Practic, sunt trei surse principale de poluare a aerului: industria, cazanele casnice, transportul. Ponderea fiecăreia dintre aceste surse în poluarea totală a aerului variază foarte mult de la un loc la altul. Acum este general acceptat că producția industrială poluează cel mai mult aerul. Surse de poluare - centrale termice, care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer; întreprinderi metalurgice, în special metalurgie neferoasă, care emit în aer oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particule și compuși ai mercurului și arsenului; uzine chimice și de ciment. Gazele nocive pătrund în aer ca urmare a arderii combustibilului pentru nevoi industriale, încălzirea locuințelor, transportul, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale. Poluanții atmosferici se împart în primari, care intră direct în atmosferă, și secundari, rezultați din transformarea acestora din urmă. Deci, dioxidul de sulf care intră în atmosferă este oxidat în anhidridă sulfuric, care interacționează cu vaporii de apă și formează picături de acid sulfuric. Când anhidrida sulfuric reacţionează cu amoniacul, se formează cristale de sulfat de amoniu. În mod similar, în urma reacțiilor chimice, fotochimice, fizico-chimice dintre poluanți și componentele atmosferice se formează și alte semne secundare. Principala sursă de poluare pirogenă a planetei sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice, centralele de cazane, care consumă peste 70% din combustibilii solizi și lichizi produși anual. Principalele impurități nocive de origine pirogenă sunt următoarele:
Monoxid de carbon. Se obține prin arderea incompletă a substanțelor carbonice. Intră în aer ca urmare a arderii deșeurilor solide, cu gaze de eșapament și emisii de la întreprinderile industriale. Cel puțin 1250 de milioane de tone din acest gaz intră în atmosferă în fiecare an.Monoxidul de carbon este un compus care reacționează activ cu părțile constitutive ale atmosferei și contribuie la creșterea temperaturii de pe planetă și la crearea unui efect de seră.
Dioxid de sulf. Este emis în timpul arderii combustibilului care conțin sulf sau al prelucrării minereurilor sulfuroase (până la 170 de milioane de tone pe an). O parte din compușii sulfului sunt eliberați în timpul arderii reziduurilor organice în haldele miniere. Numai în Statele Unite, cantitatea totală de dioxid de sulf emisă în atmosferă s-a ridicat la 65% din emisia globală.
Anhidrida sulfurica. Se formează în timpul oxidării dioxidului de sulf. Produsul final al reacției este un aerosol sau o soluție de acid sulfuric în apa de ploaie, care acidifică solul și exacerba bolile respiratorii umane. Precipitarea aerosolului de acid sulfuric din exploziile de fum ale întreprinderilor chimice se observă la tulburări scăzute și umiditate ridicată a aerului. Lamele de frunze ale plantelor care cresc la o distanță mai mică de 11 km de astfel de întreprinderi sunt de obicei punctate dens cu mici pete necrotice formate la locurile de sedimentare a picăturilor de acid sulfuric. Întreprinderile pirometalurgice din metalurgia neferoasă și feroasă, precum și centralele termice emit anual în atmosferă zeci de milioane de tone de anhidridă sulfurică.
Hidrogen sulfurat și disulfură de carbon. Ele intră în atmosferă separat sau împreună cu alți compuși ai sulfului. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile care produc fibre artificiale, zahăr, cocs, rafinăriile de petrol și zăcămintele petroliere. În atmosferă, atunci când interacționează cu alți poluanți, aceștia suferă o oxidare lentă la anhidridă sulfurică.
oxizi de azot. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile producătoare de îngrășăminte cu azot, acid azotic și nitrați, coloranți cu anilină, compuși nitro, mătase de viscoză și celuloid. Cantitatea de oxizi de azot care intră în atmosferă este de 20 de milioane de tone pe an.
Compuși ai fluorului. Sursele de poluare sunt întreprinderile producătoare de aluminiu, emailuri, sticlă, ceramică, oțel și îngrășăminte fosfatice. Substanțele care conțin fluor intră în atmosferă sub formă de compuși gazoși - fluorură de hidrogen sau praf de fluorură de sodiu și calciu. Compușii se caracterizează printr-un efect toxic. Derivații de fluor sunt insecticide puternice.
Compuși ai clorului. Aceștia intră în atmosferă din întreprinderile chimice care produc acid clorhidric, pesticide care conțin clor, coloranți organici, alcool hidrolitic, înălbitor, sifon. În atmosferă, se găsesc ca un amestec de molecule de clor și vapori de acid clorhidric. Toxicitatea clorului este determinată de tipul de compuși și de concentrația acestora. În industria metalurgică, în timpul topirii fontei și transformării acesteia în oțel, în atmosferă sunt eliberate diferite metale grele și gaze toxice. Deci, la 1 tonă de fontă saturată, în plus față de 12,7 kg de dioxid de sulf și 14,5 kg de particule de praf, care determină cantitatea de compuși de arsen, fosfor, antimoniu, plumb, vapori de mercur și metale rare, substanțe de gudron și hidrogen cianuri, sunt eliberate.
INTRODUCEREConsecințele unui accident de conductă de petrol. 1996
În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea exterioară. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția periculoasă a omului în natură a crescut dramatic, sfera acestei interferențe s-a extins, a devenit mai diversă și acum amenință să devină un pericol global pentru umanitate. Consumul de materii prime neregenerabile este în creștere, tot mai mult teren arabil părăsește economia, așa că pe ele se construiesc orașe și fabrici. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viață. Biosfera Pământului suferă în prezent un impact antropic crescând. În același timp, se pot distinge câteva dintre cele mai semnificative procese, niciunul dintre acestea nu îmbunătățește situația ecologică de pe planetă.
Cea mai mare și semnificativă este poluarea chimică a mediului cu substanțe de natură chimică neobișnuită pentru acesta. Printre aceștia se numără și poluanții gazoși și aerosoli de origine industrială și casnică. Acumularea de dioxid de carbon în atmosferă este, de asemenea, în progres. Dezvoltarea ulterioară a acestui proces va consolida tendința nedorită către creșterea temperaturii medii anuale pe planetă. Ecologiștii sunt alarmați și de poluarea continuă a Oceanului Mondial cu petrol și produse petroliere, care a ajuns deja la 1/5 din suprafața totală. Poluarea cu petrol de această dimensiune poate provoca perturbări semnificative ale schimbului de gaze și apă dintre hidrosferă și atmosferă. Nu există nicio îndoială cu privire la importanța contaminării chimice a solului cu pesticide și a acidității crescute a acestuia, ducând la prăbușirea ecosistemului. În general, toți factorii luați în considerare, care pot fi atribuiți efectului poluant, au un impact semnificativ asupra proceselor care au loc în biosferă.
POLUAREA CHIMICA A BIOSFEREI.
Omul poluează atmosfera de mii de ani, dar consecințele folosirii focului, pe care l-a folosit în toată această perioadă, au fost nesemnificative. A trebuit să suport faptul că fumul interfera cu respirația și că funinginea stătea într-un capac negru pe tavanul și pereții locuinței. Căldura rezultată era mai importantă pentru o persoană decât aerul curat și pereții peșterii neterminați. Această poluare inițială a aerului nu a fost o problemă, pentru că oamenii locuiau atunci în grupuri mici, ocupând un mediu natural neatins nemăsurat de vast. Și chiar și o concentrare semnificativă de oameni într-o zonă relativ mică, așa cum era cazul în antichitatea clasică, nu a fost încă însoțită de consecințe grave.
Acesta a fost cazul până la începutul secolului al XIX-lea. Numai în ultima sută de ani dezvoltarea industriei ne-a „dăruit” cu astfel de procese de producție, ale căror consecințe la început omul încă nu și-a putut imagina. Au apărut milioane de orașe puternice, a căror creștere nu poate fi oprită. Toate acestea sunt rezultatul marilor invenții și cuceriri ale omului.
Practic, sunt trei surse principale de poluare a aerului: industria, cazanele casnice, transportul. Ponderea fiecăreia dintre aceste surse în poluarea totală a aerului variază foarte mult de la un loc la altul. Acum este general acceptat că producția industrială poluează cel mai mult aerul. Surse de poluare - centrale termice, care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer; întreprinderi metalurgice, în special metalurgie neferoasă, care emit în aer oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particule și compuși ai mercurului și arsenului; uzine chimice și de ciment. Gazele nocive pătrund în aer ca urmare a arderii combustibilului pentru nevoi industriale, încălzirea locuințelor, transportul, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale. Poluanții atmosferici se împart în primari, care intră direct în atmosferă, și secundari, rezultați din transformarea acestora din urmă. Deci, dioxidul de sulf care intră în atmosferă este oxidat în anhidridă sulfuric, care interacționează cu vaporii de apă și formează picături de acid sulfuric. Când anhidrida sulfuric reacţionează cu amoniacul, se formează cristale de sulfat de amoniu. În mod similar, în urma reacțiilor chimice, fotochimice, fizico-chimice dintre poluanți și componentele atmosferice se formează și alte semne secundare. Principala sursă de poluare pirogenă a planetei sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice, centralele de cazane, care consumă peste 70% din combustibilii solizi și lichizi produși anual. Principalele impurități nocive de origine pirogenă sunt următoarele:
Monoxid de carbon. Se obține prin arderea incompletă a substanțelor carbonice. Intră în aer ca urmare a arderii deșeurilor solide, cu gaze de eșapament și emisii de la întreprinderile industriale. Cel puțin 1250 de milioane de tone din acest gaz intră în atmosferă în fiecare an.Monoxidul de carbon este un compus care reacționează activ cu părțile constitutive ale atmosferei și contribuie la creșterea temperaturii de pe planetă și la crearea unui efect de seră.
Dioxid de sulf. Este emis în timpul arderii combustibilului care conțin sulf sau al prelucrării minereurilor sulfuroase (până la 170 de milioane de tone pe an). O parte din compușii sulfului sunt eliberați în timpul arderii reziduurilor organice în haldele miniere. Numai în Statele Unite, cantitatea totală de dioxid de sulf emisă în atmosferă s-a ridicat la 65% din emisia globală.
Anhidrida sulfurica . Se formează în timpul oxidării dioxidului de sulf. Produsul final al reacției este un aerosol sau o soluție de acid sulfuric în apa de ploaie, care acidifică solul și exacerba bolile respiratorii umane. Precipitarea aerosolului de acid sulfuric din exploziile de fum ale întreprinderilor chimice se observă la tulburări scăzute și umiditate ridicată a aerului. Lamele de frunze ale plantelor care cresc la o distanță mai mică de 11 km de astfel de întreprinderi sunt de obicei punctate dens cu mici pete necrotice formate la locurile de sedimentare a picăturilor de acid sulfuric. Întreprinderile pirometalurgice din metalurgia neferoasă și feroasă, precum și centralele termice emit anual în atmosferă zeci de milioane de tone de anhidridă sulfurică.
Hidrogen sulfurat și disulfură de carbon. Ele intră în atmosferă separat sau împreună cu alți compuși ai sulfului. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile care produc fibre artificiale, zahăr, cocs, rafinăriile de petrol și zăcămintele petroliere. În atmosferă, atunci când interacționează cu alți poluanți, aceștia suferă o oxidare lentă la anhidridă sulfurică.
oxizi de azot. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile producătoare de îngrășăminte cu azot, acid azotic și nitrați, coloranți cu anilină, compuși nitro, mătase de viscoză și celuloid. Cantitatea de oxizi de azot care intră în atmosferă este de 20 de milioane de tone pe an.
Compuși ai fluorului. Sursele de poluare sunt întreprinderile producătoare de aluminiu, emailuri, sticlă, ceramică, oțel și îngrășăminte fosfatice. Substanțele care conțin fluor intră în atmosferă sub formă de compuși gazoși - fluorură de hidrogen sau praf de fluorură de sodiu și calciu. Compușii se caracterizează printr-un efect toxic. Derivații de fluor sunt insecticide puternice.
Compuși ai clorului. Aceștia intră în atmosferă din întreprinderile chimice care produc acid clorhidric, pesticide care conțin clor, coloranți organici, alcool hidrolitic, înălbitor, sifon. În atmosferă, se găsesc ca un amestec de molecule de clor și vapori de acid clorhidric. Toxicitatea clorului este determinată de tipul de compuși și de concentrația acestora. În industria metalurgică, în timpul topirii fontei și transformării acesteia în oțel, în atmosferă sunt eliberate diferite metale grele și gaze toxice. Deci, la 1 tonă de fontă saturată, în plus față de 12,7 kg de dioxid de sulf și 14,5 kg de particule de praf, care determină cantitatea de compuși de arsen, fosfor, antimoniu, plumb, vapori de mercur și metale rare, substanțe de gudron și hidrogen cianuri, sunt eliberate.
Poluarea cu aerosoli a atmosferei. Aerosolii sunt particule solide sau lichide suspendate în aer. Componentele solide ale aerosolilor sunt în unele cazuri deosebit de periculoase pentru organisme și provoacă boli specifice la oameni. În atmosferă, poluarea cu aerosoli este percepută sub formă de fum, ceață, ceață sau ceață. O parte semnificativă a aerosolilor se formează în atmosferă atunci când particulele solide și lichide interacționează între ele sau cu vaporii de apă. Dimensiunea medie a particulelor de aerosoli este de 1-5 microni. Aproximativ 1 metru cub intră în atmosfera Pământului în fiecare an. km de particule de praf de origine artificială. Un număr mare de particule de praf se formează și în timpul activităților de producție ale oamenilor. Informații despre unele surse de praf tehnogenic sunt date în Tabelul 1:
tabelul 1
|
Principalele surse de poluare a aerului cu aerosoli artificiali sunt centralele termice care consumă cărbune bogat în cenușă, centralele de îmbogățire, instalațiile metalurgice, de ciment, magnezitul și negru de fum. Particulele de aerosoli din aceste surse se disting printr-o mare varietate de compoziții chimice. Cel mai adesea, compuși de siliciu, calciu și carbon se găsesc în compoziția lor, mai rar - oxizi ai metalelor: fier, magneziu, mangan, zinc, cupru, nichel, plumb, antimoniu, bismut, seleniu, arsen, beriliu, cadmiu, crom , cobalt, molibden, precum și azbest. O varietate și mai mare este caracteristică prafului organic, inclusiv hidrocarburile alifatice și aromatice, sărurile acide. Se formează în timpul arderii produselor petroliere reziduale, în timpul procesului de piroliză la rafinăriile de petrol, petrochimice și alte întreprinderi similare. Sursele permanente de poluare cu aerosoli sunt haldele industriale - movile artificiale de material redepus, în principal supraîncărcare, formate în timpul exploatării miniere sau din deșeurile din industriile de prelucrare, centralele termice. Sursa de praf și gaze otrăvitoare este explozia în masă. Deci, ca urmare a unei explozii de dimensiuni medii (250-300 de tone de explozivi), aproximativ 2 mii de metri cubi sunt eliberați în atmosferă. m de monoxid de carbon condiționat și peste 150 de tone de praf. Producția de ciment și alte materiale de construcție este, de asemenea, o sursă de poluare a aerului cu praf. Principalele procese tehnologice ale acestor industrii - măcinarea și prelucrarea chimică a încărcăturilor, semifabricatelor și produselor obținute în fluxuri de gaz fierbinte sunt întotdeauna însoțite de emisii de praf și alte substanțe nocive în atmosferă. Poluanții atmosferici includ hidrocarburi - saturate și nesaturate, care conțin de la 1 la 13 atomi de carbon. Aceștia suferă diverse transformări, oxidare, polimerizare, interacționând cu alți poluanți atmosferici după ce au fost excitați de radiația solară. În urma acestor reacții, se formează compuși peroxidici, radicali liberi, compuși ai hidrocarburilor cu oxizi de azot și sulf, adesea sub formă de particule de aerosoli. În anumite condiții meteorologice, în stratul de aer de suprafață se pot forma acumulări mari de impurități gazoase și aerosoli nocive.
Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când există o inversare în stratul de aer direct deasupra surselor de emisie de gaz și praf - amplasarea unui strat de aer mai rece sub aer cald, care previne mase de aer și întârzie transferul impurităților în sus. Ca urmare, emisiile nocive sunt concentrate sub stratul de inversare, conținutul lor în apropierea solului crește brusc, ceea ce devine unul dintre motivele formării unei cețe fotochimice necunoscute anterior în natură.
Ceață fotochimică (smog). Ceața fotochimică este un amestec multicomponent de gaze și particule de aerosoli de origine primară și secundară. Compoziția principalelor componente ale smogului include ozon, azot și oxizi de sulf, numeroși compuși organici de peroxid, numiți colectiv fotooxidanți. Smogul fotochimic apare ca urmare a reacțiilor fotochimice în anumite condiții: prezența unei concentrații mari de oxizi de azot, hidrocarburi și alți poluanți în atmosferă, radiații solare intense și schimburi de aer calm sau foarte slab în stratul de suprafață cu un puternic și crescut inversare pentru cel puțin o zi. Vremea calmă susținută, însoțită de obicei de inversiuni, este necesară pentru a crea o concentrație mare de reactanți.
Astfel de condiții sunt create mai des în iunie-septembrie și mai rar iarna. Pe vreme senină prelungită, radiația solară provoacă descompunerea moleculelor de dioxid de azot cu formarea de oxid nitric și oxigen atomic. Oxigenul atomic cu oxigenul molecular dau ozon. S-ar părea că acesta din urmă, oxidând oxidul de azot, ar trebui să se transforme din nou în oxigen molecular, iar oxidul de azot în dioxid. Dar asta nu se întâmplă. Oxidul nitric reacționează cu olefinele din gazele de eșapament, care descompun legătura dublă pentru a forma fragmente moleculare și exces de ozon. Ca urmare a disocierii în curs, noi mase de dioxid de azot sunt împărțite și dau cantități suplimentare de ozon. Are loc o reacție ciclică, în urma căreia ozonul se acumulează treptat în atmosferă. Acest proces se oprește noaptea. La rândul său, ozonul reacționează cu olefinele. În atmosferă sunt concentrați diverși peroxizi, care în total formează oxidanți caracteristici ceții fotochimice. Acestea din urmă sunt sursa așa-numiților radicali liberi, care se caracterizează printr-o reactivitate deosebită. Un astfel de smog nu este neobișnuit în Londra, Paris, Los Angeles, New York și în alte orașe din Europa și America. Conform efectelor lor fiziologice asupra organismului uman, sunt extrem de periculoase pentru sistemele respirator și circulator și provoacă adesea moartea prematură a locuitorilor din mediul urban cu sănătate precară.
Problema controlului emisiilor de poluanți în atmosferă de către întreprinderile industriale (MPC). Prioritatea în dezvoltarea concentrațiilor maxime admise în aer aparține URSS. MPC - astfel de concentrații care efectele directe sau indirecte asupra unei persoane și a urmașilor acestuia nu agravează capacitatea lor de muncă, bunăstarea, precum și condițiile sanitare și de viață ale oamenilor.
Generalizarea tuturor informațiilor despre MPC, primite de toate departamentele, se realizează în MGO (Main Geophysical Observatory). Pentru a determina valorile aerului pe baza rezultatelor observațiilor, valorile măsurate ale concentrațiilor sunt comparate cu concentrația maximă admisă unică și cu numărul de cazuri în care a fost depășit MPC, precum și de câte ori cea mai mare valoare a fost mai mare decât MPC, se determină. Valoarea medie a concentrației pentru o lună sau un an este comparată cu MPC pe termen lung - MPC mediu stabil. Starea de poluare a aerului cu mai multe substanțe observată în atmosfera orașului este evaluată cu ajutorul unui indicator complex - indicele de poluare a aerului (API). Pentru a face acest lucru, MPC-ul normalizat la valorile corespunzătoare, iar concentrațiile medii ale diferitelor substanțe cu ajutorul unor calcule simple conduc la valoarea concentrațiilor de dioxid de sulf și apoi însumată. Concentrațiile maxime unice ale principalilor poluanți au fost cele mai mari în Norilsk (oxizi de azot și sulf), Frunze (praf), Omsk (monoxid de carbon). Gradul de poluare a aerului de către principalii poluanți este direct dependent de dezvoltarea industrială a orașului. Cele mai mari concentrații maxime sunt tipice pentru orașele cu o populație de peste 500 de mii de locuitori. Poluarea aerului cu substanțe specifice depinde de tipul de industrie dezvoltată în oraș. Dacă întreprinderile din mai multe industrii sunt situate într-un oraș mare, atunci se creează un nivel foarte ridicat de poluare a aerului, dar problema reducerii emisiilor multor substanțe specifice rămâne încă nerezolvată.
POLUAREA CHIMICA A APEI NATURALE.
Orice corp de apă sau sursă de apă este asociată cu mediul său extern. Este influențată de condițiile de formare a scurgerii apelor de suprafață sau subterane, diverse fenomene naturale, industrie, construcții industriale și municipale, transporturi, activități umane economice și casnice. Consecința acestor influențe este introducerea de substanțe noi, neobișnuite, în mediul acvatic - poluanți care degradează calitatea apei. Poluarea care intră în mediul acvatic este clasificată în diferite moduri, în funcție de abordări, criterii și sarcini. Deci, de obicei, alocați poluarea chimică, fizică și biologică. Poluarea chimică este o modificare a proprietăților chimice naturale ale apei ca urmare a creșterii conținutului de impurități nocive din aceasta, atât anorganice (săruri minerale, acizi, alcali, particule de argilă), cât și de natură organică (petrol și produse petroliere, reziduuri organice, surfactanți, pesticide).
poluare anorganică. Principalii poluanți anorganici (minerale) ai apelor dulci și marine sunt o varietate de compuși chimici care sunt toxici pentru locuitorii mediului acvatic. Aceștia sunt compuși de arsen, plumb, cadmiu, mercur, crom, cupru, fluor. Majoritatea ajung în apă ca urmare a activităților umane. Metalele grele sunt absorbite de fitoplancton și apoi transferate prin lanțul trofic către organisme mai bine organizate. Efectul toxic al unora dintre cei mai frecventi poluanți din hidrosferă este prezentat în Tabelul 2:
masa 2
|
Grad de toxicitate:
- - este absent
+ - foarte slab
++ - slab
+++ - puternic
++++ - foarte puternic.
Pe lângă substanțele enumerate în tabel, contaminanții periculoși ai mediului acvatic includ acizi și baze anorganice, care provoacă o gamă largă de pH a efluenților industriali (1,0 - 11,0) și pot modifica pH-ul mediului acvatic la valori de 5,0 sau peste 8,0, în timp ce peștii din apa dulce și de mare pot exista doar în intervalul de pH 5,0 - 8,5. Printre principalele surse de poluare a hidrosferei cu minerale și elemente biogene trebuie menționate întreprinderile din industria alimentară și agricultura. Aproximativ 6 milioane de tone de săruri sunt spălate de pe terenurile irigate anual. Până în anul 2000 este posibilă creșterea greutății acestora până la 12 milioane de tone/an. Deșeurile care conțin mercur, plumb, cupru sunt localizate în zone separate în largul coastei, dar unele dintre ele sunt transportate mult dincolo de apele teritoriale. Poluarea cu mercur reduce semnificativ producția primară a ecosistemelor marine, inhibând dezvoltarea fitoplanctonului. Deșeurile care conțin mercur se acumulează de obicei în sedimentele de fund ale golfurilor sau estuarelor râurilor. Migrarea sa ulterioară este însoțită de acumularea de metil mercur și includerea acestuia în lanțurile trofice ale organismelor acvatice. Astfel, boala Minamata, descoperită pentru prima dată de oamenii de știință japonezi la oameni care mâncau pește prins în Golful Minamata, în care efluenții industriali cu mercur tehnogenic erau evacuați necontrolat, a devenit notorie.
poluare organică. Dintre substanțele solubile introduse în ocean de pe uscat, nu doar elementele minerale și biogene, ci și reziduurile organice sunt de mare importanță pentru locuitorii mediului acvatic. Eliminarea materiei organice în ocean este estimată la 300 - 380 milioane tone/an. Apele uzate care conțin suspensii de origine organică sau materie organică dizolvată afectează negativ starea corpurilor de apă. La decantare, suspensiile inundă fundul și întârzie dezvoltarea sau opresc complet activitatea vitală a acestor microorganisme implicate în procesul de autoepurare a apei. Când aceste sedimente putrezesc, se pot forma compuși nocivi și substanțe toxice, precum hidrogenul sulfurat, care duc la poluarea întregii ape din râu. Prezența suspensiilor îngreunează, de asemenea, pătrunderea luminii adânc în apă și încetinește procesele de fotosinteză. Una dintre principalele cerințe sanitare pentru calitatea apei este conținutul cantității necesare de oxigen în ea. Efectul nociv este exercitat de toți contaminanții care într-un fel sau altul contribuie la reducerea conținutului de oxigen din apă. Surfactanții - grăsimi, uleiuri, lubrifianți - formează o peliculă la suprafața apei, care împiedică schimbul de gaze între apă și atmosferă, ceea ce reduce gradul de saturație al apei cu oxigen. O cantitate semnificativă de materie organică, din care cea mai mare parte nu este caracteristică apelor naturale, este deversată în râuri împreună cu apele uzate industriale și menajere. Poluarea în creștere a corpurilor de apă și a canalelor de scurgere se observă în toate țările industriale. Informații despre conținutul unor substanțe organice din apele uzate industriale sunt furnizate în Tabelul 3:
Tabelul 3
Datorită ritmului rapid de urbanizare și construcției oarecum lente a stațiilor de epurare sau a funcționării nesatisfăcătoare a acestora, bazinele de apă și solul sunt poluate cu deșeuri menajere. Poluarea este vizibilă în special în corpurile de apă cu curgere lentă sau stagnante (lacuri de acumulare, lacuri).
Descompunându-se în mediul acvatic, deșeurile organice pot deveni un mediu pentru organismele patogene. Apa contaminată cu deșeuri organice devine aproape nepotrivită pentru băut și alte nevoi. Deseurile menajere sunt periculoase nu doar pentru ca sunt sursa unor boli umane (febra tifoida, dizenterie, holera), ci si pentru ca necesita mult oxigen pentru descompunerea lor. Dacă apele uzate menajere intră în rezervor în cantități foarte mari, atunci conținutul de oxigen solubil poate scădea sub nivelul necesar pentru viața organismelor marine și de apă dulce.
PROBLEMA POLUĂRII OCEANULUI MONDIAL (pe exemplul unui număr de compuși organici).
Ulei și produse petroliere. Uleiul este un lichid uleios vâscos de culoare maro închis și fluorescență scăzută. Uleiul constă în principal din hidrocarburi alifatice și hidroaromatice saturate. Principalele componente ale petrolului - hidrocarburi (până la 98%) - sunt împărțite în 4 clase:
Parafine (alchene) - (până la 90% din compoziția totală) - substanțe stabile, ale căror molecule sunt exprimate printr-un lanț drept și ramificat de atomi de carbon. Parafinele ușoare au volatilitate și solubilitate maximă în apă.
Cicloparafine - (30 - 60% din compoziția totală) - compuși ciclici saturați cu 5-6 atomi de carbon în inel. Pe lângă ciclopentan și ciclohexan, în ulei se găsesc compuși biciclici și policiclici din acest grup. Acești compuși sunt foarte stabili și greu de biodegradat.
hidrocarburi aromatice - (20 - 40% din compoziția totală) - compuși ciclici nesaturați din seria benzenului, care conțin 6 atomi de carbon în ciclu mai puțin decât cicloparafinele. Uleiul contine compusi volatili cu o molecula sub forma unui singur inel (benzen, toluen, xilen), apoi biciclici (naftalina), semiciclici (piren).
Olefine (alchene) - (până la 10% din compoziția totală) - compuși nesaturați neciclici cu unul sau doi atomi de hidrogen la fiecare atom de carbon dintr-o moleculă care are catenă liniară sau ramificată.
Petrolul și produsele petroliere sunt cei mai des întâlniți poluanți din oceane. Până la începutul anilor 1980, aproximativ 6 milioane de tone de petrol pătrundeau anual în ocean, ceea ce reprezenta 0,23% din producția mondială. Cele mai mari pierderi de petrol sunt asociate cu transportul acestuia din zonele de producție. Situații de urgență, evacuarea apei de spălare și balast peste bord de către nave-cisternă - toate acestea duc la prezența câmpurilor de poluare permanente de-a lungul rutelor maritime. În perioada 1962-79, în urma accidentelor, în mediul marin au intrat aproximativ 2 milioane de tone de petrol. În ultimii 30 de ani, din 1964, în Oceanul Mondial au fost forate aproximativ 2.000 de puțuri, dintre care 1.000 și 350 de puțuri industriale au fost echipate doar în Marea Nordului. Din cauza scurgerilor minore, se pierd anual 0,1 milioane de tone de petrol. Mase mari de petrol intră în mări de-a lungul râurilor, cu scurgeri menajere și pluviale.
Volumul de poluare din această sursă este de 2,0 milioane tone/an. În fiecare an, 0,5 milioane de tone de petrol intră cu efluenți industriali. Intrând în mediul marin, uleiul se răspândește mai întâi sub formă de peliculă, formând straturi de diferite grosimi. După culoarea filmului, puteți determina grosimea acestuia (Tabelul 4):
Tabelul 4
|
Pelicula de ulei modifică compoziția spectrului și intensitatea pătrunderii luminii în apă. Transmisia luminii a peliculelor subțiri de țiței este de 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm).
O peliculă cu o grosime de 30-40 microni absoarbe complet radiația infraroșie. Când este amestecat cu apă, uleiul formează o emulsie de două tipuri: directă - „ulei în apă” - și inversă - „apă în ulei”. Emulsiile directe, compuse din picături de ulei cu un diametru de până la 0,5 μm, sunt mai puțin stabile și sunt tipice pentru uleiurile care conțin agenți tensioactivi. Când fracțiile volatile sunt îndepărtate, uleiul formează emulsii inverse vâscoase, care pot rămâne la suprafață, pot fi transportate de curent, se pot spăla la țărm și se pot depune pe fund.
Pesticide. Pesticidele sunt un grup de substanțe artificiale utilizate pentru combaterea dăunătorilor și a bolilor plantelor. Pesticidele se împart în următoarele grupe: insecticide - pentru combaterea insectelor dăunătoare, fungicide și bactericide - pentru combaterea bolilor bacteriene ale plantelor, erbicide - împotriva buruienilor. S-a stabilit că pesticidele, distrugând dăunătorii, dăunează multor organisme benefice și subminează sănătatea biocenozelor. În agricultură, a existat de multă vreme o problemă de tranziție de la metodele chimice (poluante) la cele biologice (prietenoase cu mediul) de combatere a dăunătorilor. În prezent, peste 5 milioane de tone de pesticide intră pe piața mondială. Aproximativ 1,5 milioane de tone din aceste substanțe au intrat deja în ecosistemele terestre și marine prin cenușă și apă. Producția industrială de pesticide este însoțită de apariția unui număr mare de subproduse care poluează apele uzate. În mediul acvatic, reprezentanții insecticidelor, fungicidelor și erbicidelor sunt mai des întâlniți decât alții. Insecticidele sintetizate sunt împărțite în trei grupe principale: organoclorurate, organofosforice și carbonați. Insecticidele organoclorurate se obtin prin clorurarea hidrocarburilor lichide aromatice si heterociclice. Acestea includ DDT și derivații săi, în moleculele cărora stabilitatea grupelor alifatice și aromatice crește în prezența articulațiilor, diverși derivați clorurati ai clorodienei (eldrin). Aceste substanțe au un timp de înjumătățire de până la câteva decenii și sunt foarte rezistente la biodegradare. În mediul acvatic se găsesc adesea bifenili policlorurați - derivați ai DDT-ului fără o parte alifatică, numărând 210 omologi și izomeri. În ultimii 40 de ani, peste 1,2 milioane de tone de bifenili policlorurați au fost utilizați în producția de materiale plastice, coloranți, transformatoare și condensatoare. Bifenilii policlorurați (PCB) pătrund în mediu ca urmare a deversărilor de ape uzate industriale și a incinerării deșeurilor solide în depozitele de gunoi. Ultima sursă furnizează PBC în atmosferă, de unde cad cu precipitații atmosferice în toate regiunile globului. Astfel, în probele de zăpadă prelevate în Antarctica, conținutul de PBC a fost de 0,03 - 1,2 kg/l.
Surfactanți sintetici. Detergenții (surfactanții) aparțin unui grup extins de substanțe care scad tensiunea superficială a apei. Ele fac parte din detergenții sintetici (SMC), utilizați pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie. Împreună cu apele uzate, agenții tensioactivi intră în apele continentale și în mediul marin. SMS-urile conțin polifosfați de sodiu, în care sunt dizolvați detergenți, precum și o serie de ingrediente suplimentare care sunt toxice pentru organismele acvatice: agenți de aromatizare, agenți de albire (persulfați, perborați), carbon de sodiu, carboximetilceluloză, silicați de sodiu. În funcție de natura și structura părții hidrofile a moleculelor de agent activ de suprafață, acestea sunt împărțite în anionice, cationice, amfotere și neionice. Acestea din urmă nu formează ioni în apă. Cele mai frecvente dintre surfactanți sunt substanțele anionice. Aceștia reprezintă mai mult de 50% din toți agenții tensioactivi produși în lume. Prezența agenților tensioactivi în apele uzate industriale este asociată cu utilizarea lor în procese precum concentrația de flotație a minereurilor, separarea produselor de tehnologie chimică, producția de polimeri, îmbunătățirea condițiilor pentru forarea puțurilor de petrol și gaze și lupta împotriva echipamentelor. coroziune. În agricultură, agenții tensioactivi sunt utilizați ca parte a pesticidelor.
Compuși cu proprietăți cancerigene. Substanțele cancerigene sunt compuși omogene din punct de vedere chimic care prezintă activitate de transformare și capacitatea de a provoca modificări cancerigene, teratogene (încălcarea proceselor de dezvoltare embrionară) sau mutagene în organism. În funcție de condițiile de expunere, ele pot duce la inhibarea creșterii, îmbătrânirea accelerată, perturbarea dezvoltării individuale și modificări ale fondului genetic al organismelor. Substanțele cu proprietăți cancerigene includ hidrocarburile alifatice clorurate, clorura de vinil și în special hidrocarburile aromatice policiclice (HAP). Cantitatea maximă de HAP din sedimentele actuale ale Oceanului Mondial (mai mult de 100 μg/km de masă de substanță uscată) a fost găsită în zone tentonic active supuse unei acțiuni termice profunde. Principalele surse antropice de HAP din mediu sunt piroliza substanțelor organice în timpul arderii diferitelor materiale, lemn și combustibil.
Metale grele. Metalele grele (mercur, plumb, cadmiu, zinc, cupru, arsen) sunt poluanți comuni și foarte toxici. Sunt utilizate pe scară largă în diverse producții industriale, prin urmare, în ciuda măsurilor de tratare, conținutul de compuși de metale grele din apele uzate industriale este destul de ridicat. Mase mari ale acestor compuși intră în ocean prin atmosferă. Mercurul, plumbul și cadmiul sunt cele mai periculoase pentru biocenozele marine. Mercurul este transportat în ocean cu scurgere continentală și prin atmosferă. În timpul intemperiilor rocilor sedimentare și magmatice, se eliberează anual 3,5 mii de tone de mercur. Compoziția prafului atmosferic conține aproximativ 12 mii de tone de mercur, iar o parte semnificativă este de origine antropică. Aproximativ jumătate din producția industrială anuală a acestui metal (910 mii tone/an) ajunge în ocean în diverse moduri. În zonele poluate de apele industriale, concentrația de mercur în soluție și suspensie este mult crescută. În același timp, unele bacterii transformă clorurile în metilmercur foarte toxic. Contaminarea fructelor de mare a dus în mod repetat la otrăvirea cu mercur a populației de coastă. Până în 1977, au fost 2.800 de victime ale bolii Minomata, care a fost cauzată de deșeurile din producția de clorură de vinil și acetaldehidă, care foloseau clorura de mercur ca catalizator. Apele uzate insuficient tratate de la întreprinderi au intrat în Golful Minamata. Porcii sunt un oligoelement tipic găsit în toate componentele mediului: în roci, soluri, ape naturale, atmosferă și organismele vii. În cele din urmă, porcii sunt dispersați activ în mediu în timpul activităților umane. Acestea sunt emisii de la efluenții industriali și casnici, de la fum și praf de la întreprinderile industriale, de la gazele de eșapament de la motoarele cu ardere internă. Fluxul de migrare a plumbului de pe continent către ocean nu merge doar cu scurgerea râului, ci și prin atmosferă. Cu praful continental, oceanul primește (20-30) tone de plumb pe an.
Evacuarea deșeurilor în mare în scopul eliminării (deversării). Multe țări cu acces la mare efectuează îngroparea pe mare a diferitelor materiale și substanțe, în special sol excavat în timpul dragării, zgură de foraj, deșeuri industriale, deșeuri de construcții, deșeuri solide, explozivi și substanțe chimice și deșeuri radioactive. Volumul înmormântărilor s-a ridicat la aproximativ 10% din masa totală a poluanților care intră în Oceanul Mondial. Baza aruncării în mare este capacitatea mediului marin de a procesa o cantitate mare de substanțe organice și anorganice fără a deteriora prea mult apa. Cu toate acestea, această capacitate nu este nelimitată.
Prin urmare, dumpingul este considerat o măsură forțată, un tribut temporar adus imperfecțiunii tehnologiei de către societate. Zgura industrială conține o varietate de substanțe organice și compuși ai metalelor grele. Deșeurile menajere conțin în medie (în greutate substanță uscată) 32-40% materie organică; 0,56% azot; 0,44% fosfor; 0,155% zinc; 0,085% plumb; 0,001% mercur; 0,001% cadmiu. În timpul deversării, trecerea materialului prin coloana de apă, o parte din poluanți intră în soluție, modificând calitatea apei, cealaltă este absorbită de particulele în suspensie și intră în sedimentele de fund. În același timp, turbiditatea apei crește. Prezența substanțelor organice duce adesea la consumul rapid de oxigen în apă și adesea la dispariția completă a acestuia, dizolvarea suspensiilor, acumularea metalelor în formă dizolvată și apariția hidrogenului sulfurat.
Prezența unei cantități mari de materie organică creează un mediu reducător stabil în sol, în care apare un tip special de apă interstițială, care conține hidrogen sulfurat, amoniac și ioni metalici. Organismele bentonice și altele sunt afectate în diferite grade de materialele evacuate.În cazul formării peliculelor de suprafață care conțin hidrocarburi petroliere și agenți tensioactivi, schimbul de gaze la interfața aer-apă este perturbat. Poluanții care intră în soluție se pot acumula în țesuturile și organele hidrobianților și pot avea un efect toxic asupra acestora. Deversarea materialelor de deversare pe fund și turbiditatea crescută prelungită a apei date duce la moartea formelor inactive de bentos prin sufocare. La peștii, moluștele și crustaceele care supraviețuiesc, rata de creștere este redusă din cauza deteriorării condițiilor de hrănire și respirație. Compoziția de specii a unei anumite comunități se schimbă adesea. La organizarea unui sistem de control asupra deversării deșeurilor în mare, definirea zonelor de deversare, determinarea dinamicii poluării apei de mare și a sedimentelor de fund are o importanță decisivă. Pentru a identifica volumele posibile de deversare în mare, este necesar să se efectueze calcule ale tuturor poluanților din compoziția deversării materiale.
poluare termala. Poluarea termică a suprafeței lacurilor de acumulare și a zonelor marine de coastă are loc ca urmare a deversării apelor uzate încălzite din centralele electrice și din unele producții industriale. Deversarea apei încălzite determină în multe cazuri o creștere a temperaturii apei din rezervoare cu 6-8 grade Celsius. Suprafața punctelor de apă încălzită din zonele de coastă poate ajunge la 30 de metri pătrați. km. O stratificare mai stabilă a temperaturii împiedică schimbul de apă între straturile de suprafață și cele de jos. Solubilitatea oxigenului scade, iar consumul acestuia crește, deoarece activitatea bacteriilor aerobe care descompun materia organică crește odată cu creșterea temperaturii. Diversitatea speciilor de fitoplancton și a întregii flore de alge este în creștere.
Pe baza generalizării materialului, se poate concluziona că efectele impactului antropic asupra mediului acvatic se manifestă la nivel individual și populațional-biocenotic, iar efectul pe termen lung al poluanților duce la o simplificare a ecosistemului.
POLUARE A SOLULUI.
Învelișul de sol al Pământului este cea mai importantă componentă a biosferei Pământului. Învelișul solului este cel care determină multe procese care au loc în biosferă.
Cea mai importantă semnificație a solurilor este acumularea de materie organică, diferite elemente chimice și energie. Acoperirea solului funcționează ca un absorbant biologic, distrugător și neutralizator al diferiților contaminanți. Dacă această legătură a biosferei este distrusă, atunci funcționarea existentă a biosferei va fi perturbată ireversibil. De aceea este extrem de important să se studieze semnificația biochimică globală a acoperirii solului, starea sa actuală și modificările sub influența activității antropice. Unul dintre tipurile de impact antropic este poluarea cu pesticide.
Pesticidele ca factor poluant. Descoperirea pesticidelor - mijloace chimice de protejare a plantelor și animalelor de diferiți dăunători și boli - este una dintre cele mai importante realizări ale științei moderne. Astăzi în lume se aplică 300 kg de chimicale la 1 hectar. Cu toate acestea, ca urmare a utilizării pe termen lung a pesticidelor în agricultură și medicină (controlul vectorilor), există aproape universal o scădere a eficacității din cauza dezvoltării unor tulpini rezistente de dăunători și a răspândirii „noilor” dăunători ai căror inamici naturali și concurenți. au fost distruse de pesticide. În același timp, efectul pesticidelor a început să se manifeste la scară globală. Din numărul imens de insecte, doar 0,3% sau 5 mii de specii sunt dăunătoare. Rezistența la pesticide a fost găsită la 250 de specii. Acest lucru este exacerbat de fenomenul de rezistență încrucișată, care constă în faptul că rezistența crescută la acțiunea unui medicament este însoțită de rezistența la compuși din alte clase. Din punct de vedere biologic general, rezistența poate fi considerată ca o modificare a populațiilor ca urmare a trecerii de la o tulpină sensibilă la o tulpină rezistentă a aceleiași specii datorită selecției cauzate de pesticide. Acest fenomen este asociat cu rearanjamente genetice, fiziologice și biochimice ale organismelor. Utilizarea excesivă a pesticidelor (erbicide, insecticide, defolianți) afectează negativ calitatea solului. În acest sens, se studiază intens soarta pesticidelor în sol și posibilitățile și posibilitățile de neutralizare a acestora prin metode chimice și biologice. Este foarte important să creați și să utilizați numai medicamente cu o durată de viață scurtă, măsurată în săptămâni sau luni. Un oarecare succes a fost deja atins în acest domeniu și sunt introduse pregătiri cu o rată mare de distrugere, dar problema în ansamblu nu a fost încă rezolvată.
Impactul acidului atmosferic asupra solului. Una dintre cele mai acute probleme globale de astăzi și viitorul previzibil este problema creșterii acidității precipitațiilor și a acoperirii solului. Zonele de soluri acide nu cunosc secete, dar fertilitatea lor naturală este scăzută și instabilă; se epuizează rapid, iar recoltele sunt scăzute. Ploaia acidă provoacă nu numai acidificarea apelor de suprafață și a orizontului superior al solului. Aciditatea cu curgeri descendente de apă se extinde pe întregul profil al solului și provoacă o acidificare semnificativă a apelor subterane. Ploile acide apar ca urmare a activității economice umane, însoțite de emisia de cantități colosale de oxizi de sulf, azot și carbon. Acești oxizi, pătrunși în atmosferă, sunt transportați pe distanțe mari, interacționează cu apa și se transformă în soluții dintr-un amestec de acizi sulfuros, sulfuric, azotos, azotic și carbonic, care cad sub formă de „ploi acide” pe uscat, interacționând cu plante, soluri, ape. Principalele surse din atmosferă sunt arderea șisturilor, petrolului, cărbunelui, gazelor în industrie, agricultură și acasă. Activitatea economică umană aproape a dublat intrarea în atmosferă a oxizilor de sulf, azotului, hidrogenului sulfurat și monoxidului de carbon. Desigur, acest lucru a afectat creșterea acidității precipitațiilor atmosferice, a apelor subterane și subterane. Pentru a rezolva această problemă, este necesară creșterea volumului măsurătorilor reprezentative sistematice ale compușilor poluanți atmosferici pe suprafețe mari.
CONCLUZIE.
Protecția naturii este sarcina secolului nostru, o problemă care a devenit una socială. Auzim din nou și din nou despre pericolul care amenință mediul înconjurător, dar totuși mulți dintre noi le considerăm un produs neplăcut, dar inevitabil al civilizației și considerăm că vom mai avea timp să facem față tuturor dificultăților care au ieșit la iveală.
Cu toate acestea, impactul uman asupra mediului a luat proporții alarmante. Pentru a îmbunătăți în mod fundamental situația, vor fi necesare acțiuni intenționate și gândite. O politică responsabilă și eficientă față de mediu va fi posibilă numai dacă acumulăm date fiabile privind starea actuală a mediului, cunoștințe fundamentate despre interacțiunea factorilor importanți de mediu, dacă vom dezvolta noi metode de reducere și prevenire a daunelor cauzate Naturii de către Om.
Impactul producției chimice asupra mediului
Producția chimică are un impact variat asupra mediului. În general, se pot distinge trei tipuri de impact:
- poluarea mediului natural cu substanțe chimice,
- epuizarea resurselor naturale;
- schimbarea naturală și apariția peisajelor antropice (tehnogene).
De fapt, toate aceste trei tipuri de interacțiuni sunt interdependente și pot fi separate doar în cazuri extreme. Să luăm în considerare aceste efecte mai detaliat.
Poluarea mediului natural cu substanțe chimice ca urmare a activității unei întreprinderi chimice este mai corect asociată cu fluxul necontrolat de deșeuri din această producție în mediul natural. În acest caz, deșeurile ar trebui să includă toate emisiile, evacuările, pierderile de produse principale și auxiliare etc. Aparent, este mai corect să folosim termenul de poluant, care înseamnă orice produs chimic care intră în mediul înconjurător sau care apare în acesta în cantități care depășesc limitele conținutului obișnuit, limitând fluctuațiile naturale, sau mediul de fond natural la momentul respectiv. întrebare.
Deci, în emisiile de praf de la fabrica Petrochemia din Plock (Polonia), conținutul de aluminiu este de 69,3, vanadiu - 22,4, fier - 9,0, nichel - 2,58, metale grele (plumb, crom, cobalt, molibden, cadmiu etc.) - 0,43% (mai). În jurul fabricii pe o suprafață de aproximativ 150 de metri pătrați. km cad anual 924 de tone de compuși de vanadiu, 105 de tone de nichel, 37 de tone de plumb, 765 de tone de fier și aproximativ 70 de tone de compuși ai altor metale. Acumularea de metale grele în plante este de 2...3 ori mai mare decât în zonele mai îndepărtate de centrală (date din 1986).
Întreprinderile chimice sunt surse de poluare nu numai a mediului aerian, ci și a corpurilor de apă cu canalizare. Astfel, la producerea sărurilor minerale și anorganice se produce ape uzate care conțin acizi anorganici, alcaline, săruri: fluoruri, sulfați, fosfați etc.
Producerea principalelor sinteze organice și petrochimice conține acizi grași, compuși aromatici, alcooli în apele uzate evacuate (evacuări).
Rafinăriile de petrol și întreprinderile de prelucrare termică a combustibililor solizi deversează produse petroliere, uleiuri și rășini, fenoli, surfactanți etc., împreună cu apele uzate.Producția de rășini sintetice, polimeri, fibre sintetice conțin substanțe macromoleculare, monomeri, particule polimerice etc. .d.
Deșeurile solide din industriile chimice, atunci când eliberarea necontrolată în mediu, provoacă, de asemenea, poluarea acestora.
Nu numai deșeurile din industriile chimice reprezintă un pericol pentru mediu, ci și produsele lor atunci când intră necontrolat în mediul natural. Această din urmă împrejurare se datorează toxicității produselor chimice.
Într-adevăr, un compus din grupul nitrozaminelor sintetizate, de exemplu, în Oak Ridges, provoacă mutații la șoareci de 5 ori mai mari decât iradierea acestora cu o doză de 600 rads. Este clar că intrarea unei astfel de substanțe în mediul natural crește dramatic riscul de mutații în organismele vii.
Epuizarea resurselor naturale este al doilea tip de impact asupra mediului al producției chimice (chimico-metalurgice). O ilustrare în acest sens este conceptul de resursă integrală propus de academicienii N.P. Fedorsenko și N.F. Rsimsrs (Fig. 3.5).
Orez. 3.5. Schema care ilustrează deteriorarea calității resurselor naturale (resurse integrale) ca urmare a impactului tehnogen:
a - nivelul initial al apelor subterane; 6 - nivelul apei subterane ca urmare a activității economice; 1 - defrișări; 2 - distrugerea reliefului; 3 - moartea peștilor; 4 - colmatarea rezervorului; 5 - coborârea nivelului râului; 6 - reducerea producției de energie electrică la centralele hidroelectrice ca urmare a scăderii nivelului râului: 7 - defrișări ca urmare a poluării atmosferice
Particularitatea unei resurse integrale este că o modificare calitativă sau cantitativă a uneia dintre componentele unei resurse integrale duce inevitabil la modificări mai mult sau mai puțin vizibile ale cantității și calității altor componente ale acestei resurse.
Astfel, construirea unei uzine chimice și exploatarea anumitor materii prime specifice de către aceasta este însoțită de o deteriorare a calității resurselor naturale, epuizarea acestora și poluarea mediului.
Schimbarea peisajelor naturale și apariția celor antropice rezultă direct din dezvoltarea ulterioară a conceptului de resursă integrală. Deteriorarea valorii resurselor naturale (în special, cele estetice și recreative) însoțește în mod necesar transformarea peisajelor naturale în cele antropice (tehnogene).
Clasificarea peisajelor natural-tehnogene este dată în fig. 3.6.
Orez. 3.6. Clasificarea peisajelor natural-tehnogene
Peisaj antropogen - un peisaj a cărui apariție și structură sunt determinate de activitatea umană; Se împarte în două tipuri: cultural (primul) și acultural (al doilea).
Cultural este rezultatul activității umane intenționate, este menținut constant de o persoană în starea potrivită pentru a îndeplini anumite sarcini (astfel de peisaje includ câmpuri cultivate, parcuri, grădini etc.).
Al doilea tip de peisaj - acultural - nu este creat direct și este adesea rezultatul unor procese naturale nedorite cauzate de activitatea umană: dezvoltarea râpelor în câmp este cel mai adesea rezultatul unei încălcări a tehnologiei agricole; mlaștinarea malurilor rezervoarelor râurilor de câmpie are loc ca urmare a încetinirii brusce a debitului apei și a creșterii nivelului apei subterane; formarea de doline și tasarea solului este adesea asociată cu prăbușirile golurilor subterane rezultate din exploatarea subterană etc.
Scopul studiului: Studierea influenței industriei asupra naturii planetei. Sarcini: 1. Descrieți interacțiunea întreprinderilor industriale cu mediul; 2. Arătați impactul asupra mediului al poluării mediului; 3. Formați o cultură ecologică comună a unei persoane.
În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea exterioară. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, interferența periculoasă a omului în natură a crescut dramatic. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viață. În zilele noastre, există mai multe surse de poluare a mediului. Una dintre ele este industria.
Se știe că poluarea atmosferică are loc în principal ca urmare a muncii industriei, transporturilor etc., care împreună emit anual peste un miliard de particule solide și gazoase „în vânt”. Principalii poluanți ai aerului astăzi sunt monoxidul de carbon și dioxidul de sulf. Acum este general acceptat că producția industrială poluează cel mai mult aerul. Surse de poluare - centrale termice, care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer; întreprinderi metalurgice, în special metalurgie neferoasă, care emit în aer oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particule și compuși ai mercurului și arsenului; uzine chimice și de ciment. Gazele nocive pătrund în aer ca urmare a arderii combustibilului pentru nevoi industriale, încălzirea locuințelor, transportul, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale. Cei mai des întâlniți poluanți atmosferici pătrund în el în principal sub două forme: fie sub formă de particule în suspensie, fie sub formă de gaze. Poluarea aerului
Poluarea apei Omenirea folosește în principal apă dulce pentru nevoile sale. Volumul lor este puțin mai mare de 2% din hidrosferă, iar distribuția resurselor de apă pe glob este extrem de inegală. În Europa și Asia, unde trăiește 70% din populația lumii, doar 39% din apele râurilor sunt concentrate. Consumul total de ape fluviale crește de la an la an în toate regiunile lumii. Lipsa apei este exacerbată de deteriorarea calității acesteia. Apele folosite în industrie, agricultură și viața de zi cu zi sunt returnate în corpurile de apă sub formă de efluenți prost tratați sau în general neepurați. Astfel, poluarea hidrosferei are loc în primul rând ca urmare a deversării apelor uzate industriale, agricole și menajere în râuri, lacuri și mări. În prezent, multe râuri sunt foarte poluate - Dunărea, Volga, Nipru, Nistru etc. Poluarea Oceanului Mondial este în creștere. Și aici un rol semnificativ îl joacă nu numai poluarea apelor uzate, ci și pătrunderea unei cantități mari de produse petroliere în apele mărilor și oceanelor. Una dintre principalele cerințe sanitare pentru calitatea apei este conținutul cantității necesare de oxigen în ea. Efectele nocive au toată poluarea, care, într-un fel sau altul, contribuie la reducerea oxigenului din apă. Poluarea în creștere a corpurilor de apă și a canalelor de scurgere se observă în toate țările industriale.
Poluarea solului Învelișul de sol al Pământului este cea mai importantă componentă a biosferei Pământului. Învelișul solului este cel care determină multe procese care au loc în biosferă. Poluarea solului este dificil de clasificat; în diferite surse, împărțirea lor este dată în moduri diferite. Dacă generalizăm și evidențiem principalul, atunci se observă următorul tablou al poluării solului: gunoi, emisii, haldele, roci sedimentare; metale grele; pesticide; substante radioactive. Cea mai importantă semnificație a solurilor este acumularea de materie organică, diferite elemente chimice și energie. Acoperirea solului funcționează ca un absorbant biologic, distrugător și neutralizator al diferiților contaminanți. Dacă această legătură a biosferei este distrusă, atunci funcționarea existentă a biosferei va fi perturbată ireversibil. De aceea este extrem de important să se studieze semnificația biochimică globală a acoperirii solului, starea sa actuală și modificările sub influența activității antropice. Unul dintre tipurile de impact antropic este poluarea cu pesticide. Aproape toți poluanții care sunt eliberați inițial în atmosferă ajung pe pământ și pe apă. Aerosolii de decantare pot conține metale grele toxice - plumb, mercur, cupru, vanadiu, cobalt, nichel. De obicei sunt inactive și se acumulează în sol. Dar acizii intră și în sol odată cu ploaie. Prin combinarea cu acesta, metalele se pot transforma în compuși solubili disponibili pentru plante. Substanțele care sunt prezente în mod constant în sol trec și ele în forme solubile, ceea ce duce uneori la moartea plantelor.
Problema reziduurilor acide Una dintre cele mai acute probleme globale de astăzi și viitor este problema creșterii acidității precipitațiilor și a acoperirii solului. În fiecare an, aproximativ 200 de milioane de particule solide (praf, funingine etc.), 200 de milioane de tone de dioxid de sulf (SO2), 700 de milioane de tone de dioxid de sulf sunt eliberate în atmosfera Pământului. tone de monoxid de carbon, 150 mln. tone de oxizi de azot, care în total reprezintă mai mult de 1 miliard de tone de substanțe nocive. Ploaia acidă (sau, mai corect), precipitațiile acide, deoarece căderea substanțelor nocive poate apărea atât sub formă de ploaie, cât și sub formă de zăpadă, grindină, provoacă daune imense. Ca urmare a precipitațiilor acide, echilibrul ecosistemelor este perturbat. Zonele de soluri acide nu cunosc secete, dar fertilitatea lor naturala este redusa si instabila; se epuizează rapid și randamentele lor sunt scăzute; structuri metalice ruginesc; clădirile, structurile etc. sunt distruse. Ploaia acidă provoacă nu numai acidificarea apelor de suprafață și a orizontului superior al solului. Aciditatea cu curgeri descendente de apă se extinde pe întregul profil al solului și provoacă o acidificare semnificativă a apelor subterane. Ploaia acidă apare ca urmare a activităților umane, însoțită de emisia de cantități colosale de oxizi de sulf, azot, carbon. Acești oxizi, care intră în atmosferă, sunt transportați pe distanțe mari, interacționează cu apa și se transformă în soluții dintr-un amestec de acizi sulfuros, sulfuric, azotos, azotic și carbonic, care cad sub formă de ploaie acide pe uscat, interacționând cu plantele, soluri, ape. Una dintre cauzele morții pădurilor în multe regiuni ale lumii este ploaia acide. Pentru a rezolva această problemă, este necesară creșterea volumului măsurătorilor sistematice ale compușilor poluanți atmosferici pe suprafețe mari.
Problema efectului de seră Până la mijlocul secolului XX. fluctuațiile climatice depind relativ puțin de om și de activitatea sa economică. În ultimele decenii, această situație s-a schimbat destul de dramatic. Ca urmare a activității antropice, cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă crește constant, ceea ce duce la o creștere a efectului de seră și contribuie la creșterea temperaturii aerului în apropierea suprafeței pământului. Modificarea temperaturii medii a aerului este direct legată de modificarea zonei straturilor de zăpadă și gheață. Regimul de gheață depinde de sosirea radiației solare, de temperatura aerului în anotimpurile calde și reci. Potrivit experților, topirea activă a gheții marine arctice va începe cu o creștere a temperaturii medii a aerului în emisfera nordică cu aproximativ 2°C. Schimbările climatice afectează tiparele precipitațiilor. Încălzirea duce la o creștere a evaporării de la suprafața oceanelor și, în consecință, la o creștere a cantității de precipitații care cad pe suprafața pământului. Schimbările climatice afectează în mod inevitabil nivelul Oceanului Mondial. S-a sugerat că partea de vest a calotei glaciare antarctice este instabilă și s-ar putea prăbuși (cu încălzire rapidă) în câteva decenii, ceea ce ar ridica nivelul oceanului cu aproximativ 5 m și ar duce la inundarea unor suprafețe mari de suprafață terestră. .
Problema stratului de ozon Problema ecologică a stratului de ozon nu este mai puțin complexă din punct de vedere științific. După cum știți, viața pe Pământ a apărut abia după ce s-a format stratul protector de ozon al planetei, acoperindu-l de radiațiile ultraviolete crude. Problema stratului de ozon a apărut în 1982, când o sondă lansată de la o stație britanică din Antarctica a detectat o scădere bruscă a ozonului la o altitudine de kilometri. De atunci, o „gaură” de ozon de diferite forme și dimensiuni a fost înregistrată peste Antarctica tot timpul. Conform ultimelor date pentru 1992, este egală cu 23 de milioane de kilometri pătrați, adică o suprafață egală cu toată America de Nord. Mai târziu, aceeași „găuri” a fost descoperită peste Arhipelagul Arctic canadian, peste Svalbard și apoi în diferite locuri din Eurasia, în special peste Voronezh. Epuizarea stratului de ozon este o realitate mult mai periculoasă pentru toată viața de pe Pământ decât căderea unui meteorit foarte mare, deoarece ozonul nu permite radiațiilor periculoase să ajungă la suprafața Pământului. În cazul scăderii nivelului de ozon, umanitatea este amenințată, cel puțin, cu un focar de cancer de piele și boli oculare. În general, o creștere a dozei de raze ultraviolete poate slăbi sistemul imunitar uman și, în același timp, poate reduce randamentul câmpurilor, poate reduce baza deja îngustă a aprovizionării cu alimente a Pământului. Oamenii de știință cred că motivul formării așa-numitelor găuri de ozon din atmosferă este clorofluorocarburile. Aplicații ale îngrășămintelor cu azot în agricultură; clorarea apei potabile, stingerea incendiilor, solvenții și aerosolii au dus la intrarea în atmosfera inferioară a milioane de tone de clorofluormetan sub formă de gaz neutru incolor. Răspândindu-se în sus, clorofluormetanii sub acțiunea radiațiilor UV se descompun într-un număr de compuși, dintre care oxidul de clor distruge cel mai intens ozonul. De asemenea, s-a constatat că o mulțime de ozon este distrus de motoarele de rachete ale aeronavelor moderne care zboară la altitudini mari, precum și la lansarea navelor spațiale și a sateliților.
Cooperarea internațională în domeniul protecției mediului Cooperarea internațională în soluționarea problemelor globale de mediu este o activitate internațională la nivel guvernamental și neguvernamental, desfășurată în cadrul acordurilor interstatale, a programelor internaționale ale ONU, UNESCO etc., a programelor de mediu. și proiecte implementate de organizații de mediu private și publice.fonduri și care vizează unirea eforturilor statelor, indivizilor și asociațiilor publice în depășirea problemelor globale de mediu ale omenirii. Cooperarea internațională în domeniul protecției mediului este guvernată de dreptul internațional al mediului, care se bazează pe principii și norme general recunoscute. Prioritatea ridicată a factorului de mediu în relațiile internaționale este în continuă creștere, ceea ce este asociat cu deteriorarea mediului.
Concluzie: Impactul omului asupra mediului a căpătat proporții alarmante. Pentru a îmbunătăți în mod fundamental situația, vor fi necesare acțiuni intenționate și gândite. O politică responsabilă și eficientă față de mediu va fi posibilă numai dacă acumulăm date fiabile privind starea actuală a mediului, cunoștințe fundamentate despre interacțiunea factorilor importanți de mediu, dacă vom dezvolta noi metode de reducere și prevenire a daunelor cauzate Naturii de către Om. Problema autoconstrângerii rezonabile a societății umane în raport cu natura devine din ce în ce mai importantă. Desigur, cursul dezvoltării umane, invazia sa asupra naturii nu poate fi oprită. Modificările antropice ale mediului natural sunt inevitabile, dar nu sunt neapărat nefavorabile din punct de vedere științific. Pentru a crea o viață armonioasă pentru oamenii de pe Pământ, este necesar să se stabilească noi valori umaniste, să construiască o societate justă care să protejeze natura. Ipoteza a fost confirmată.
Surse de informare ru.wikipedia.org php Marea Enciclopedie a lui Chiril și Metodiu 2008 I.Yu. Aleksashina „Carte de referință universală pentru școlari. Cartea 1.”, „TOȚE”, 2004
Introducere.
Consecințele unui accident de conductă de petrol. 1996
În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea exterioară. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția periculoasă a omului în natură a crescut dramatic, sfera acestei interferențe s-a extins, a devenit mai diversă și acum amenință să devină un pericol global pentru umanitate. Consumul de materii prime neregenerabile este în creștere, tot mai mult teren arabil părăsește economia, așa că pe ele se construiesc orașe și fabrici. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viață. Biosfera Pământului suferă în prezent un impact antropic crescând. În același timp, se pot distinge câteva dintre cele mai semnificative procese, niciunul dintre acestea nu îmbunătățește situația ecologică de pe planetă.
Cea mai mare și semnificativă este poluarea chimică a mediului cu substanțe de natură chimică neobișnuită pentru acesta. Printre aceștia se numără și poluanții gazoși și aerosoli de origine industrială și casnică. Acumularea de dioxid de carbon în atmosferă este, de asemenea, în progres. Dezvoltarea ulterioară a acestui proces va consolida tendința nedorită către creșterea temperaturii medii anuale pe planetă. Ecologiștii sunt alarmați și de poluarea continuă a Oceanului Mondial cu petrol și produse petroliere, care a ajuns deja la 1/5 din suprafața totală. Poluarea cu petrol de această dimensiune poate provoca perturbări semnificative ale schimbului de gaze și apă dintre hidrosferă și atmosferă. Nu există nicio îndoială cu privire la importanța contaminării chimice a solului cu pesticide și a acidității crescute a acestuia, ducând la prăbușirea ecosistemului. În general, toți factorii luați în considerare, care pot fi atribuiți efectului poluant, au un impact semnificativ asupra proceselor care au loc în biosferă.
Poluarea chimică a biosferei.
Omul poluează atmosfera de mii de ani, dar consecințele folosirii focului, pe care l-a folosit în toată această perioadă, au fost nesemnificative. A trebuit să suport faptul că fumul interfera cu respirația și că funinginea stătea într-un capac negru pe tavanul și pereții locuinței. Căldura rezultată era mai importantă pentru o persoană decât aerul curat și pereții peșterii neterminați. Această poluare inițială a aerului nu a fost o problemă, pentru că oamenii locuiau atunci în grupuri mici, ocupând un mediu natural neatins nemăsurat de vast. Și chiar și o concentrare semnificativă de oameni într-o zonă relativ mică, așa cum era cazul în antichitatea clasică, nu a fost încă însoțită de consecințe grave.
Acesta a fost cazul până la începutul secolului al XIX-lea. Numai în ultima sută de ani dezvoltarea industriei ne-a „dăruit” cu astfel de procese de producție, ale căror consecințe la început omul încă nu și-a putut imagina. Au apărut milioane de orașe puternice, a căror creștere nu poate fi oprită. Toate acestea sunt rezultatul marilor invenții și cuceriri ale omului.
Practic, sunt trei surse principale de poluare a aerului: industria, cazanele casnice, transportul. Ponderea fiecăreia dintre aceste surse în poluarea totală a aerului variază foarte mult de la un loc la altul. Acum este general acceptat că producția industrială poluează cel mai mult aerul. Surse de poluare - centrale termice, care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer; întreprinderi metalurgice, în special metalurgie neferoasă, care emit în aer oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particule și compuși ai mercurului și arsenului; uzine chimice și de ciment. Gazele nocive pătrund în aer ca urmare a arderii combustibilului pentru nevoi industriale, încălzirea locuințelor, transportul, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale. Poluanții atmosferici se împart în primari, care intră direct în atmosferă, și secundari, rezultați din transformarea acestora din urmă. Deci, dioxidul de sulf care intră în atmosferă este oxidat în anhidridă sulfuric, care interacționează cu vaporii de apă și formează picături de acid sulfuric. Când anhidrida sulfuric reacţionează cu amoniacul, se formează cristale de sulfat de amoniu. În mod similar, în urma reacțiilor chimice, fotochimice, fizico-chimice dintre poluanți și componentele atmosferice se formează și alte semne secundare. Principala sursă de poluare pirogenă a planetei sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice, centralele de cazane, care consumă peste 70% din combustibilii solizi și lichizi produși anual. Principalele impurități nocive de origine pirogenă sunt următoarele:
Monoxid de carbon. Se obține prin arderea incompletă a substanțelor carbonice. Intră în aer ca urmare a arderii deșeurilor solide, cu gaze de eșapament și emisii de la întreprinderile industriale. Cel puțin 1250 de milioane de tone din acest gaz intră în atmosferă în fiecare an.Monoxidul de carbon este un compus care reacționează activ cu părțile constitutive ale atmosferei și contribuie la creșterea temperaturii de pe planetă și la crearea unui efect de seră.
Dioxid de sulf. Este emis în timpul arderii combustibilului care conțin sulf sau al prelucrării minereurilor sulfuroase (până la 170 de milioane de tone pe an). O parte din compușii sulfului sunt eliberați în timpul arderii reziduurilor organice în haldele miniere. Numai în Statele Unite, cantitatea totală de dioxid de sulf emisă în atmosferă s-a ridicat la 65% din emisia globală.
Anhidrida sulfurica. Se formează în timpul oxidării dioxidului de sulf. Produsul final al reacției este un aerosol sau o soluție de acid sulfuric în apa de ploaie, care acidifică solul și exacerba bolile respiratorii umane. Precipitarea aerosolului de acid sulfuric din exploziile de fum ale întreprinderilor chimice se observă la tulburări scăzute și umiditate ridicată a aerului. Lamele de frunze ale plantelor care cresc la o distanță mai mică de 11 km de astfel de întreprinderi sunt de obicei punctate dens cu mici pete necrotice formate la locurile de sedimentare a picăturilor de acid sulfuric. Întreprinderile pirometalurgice din metalurgia neferoasă și feroasă, precum și centralele termice emit anual în atmosferă zeci de milioane de tone de anhidridă sulfurică.
Hidrogen sulfurat și disulfură de carbon. Ele intră în atmosferă separat sau împreună cu alți compuși ai sulfului. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile care produc fibre artificiale, zahăr, cocs, rafinăriile de petrol și zăcămintele petroliere. În atmosferă, atunci când interacționează cu alți poluanți, aceștia suferă o oxidare lentă la anhidridă sulfurică.
oxizi de azot. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile producătoare de îngrășăminte cu azot, acid azotic și nitrați, coloranți cu anilină, compuși nitro, mătase de viscoză și celuloid. Cantitatea de oxizi de azot care intră în atmosferă este de 20 de milioane de tone pe an.
Compuși ai fluorului. Sursele de poluare sunt întreprinderile producătoare de aluminiu, emailuri, sticlă, ceramică, oțel și îngrășăminte fosfatice. Substanțele care conțin fluor intră în atmosferă sub formă de compuși gazoși - fluorură de hidrogen sau praf de fluorură de sodiu și calciu. Compușii se caracterizează printr-un efect toxic. Derivații de fluor sunt insecticide puternice.
Compuși ai clorului. Aceștia intră în atmosferă din întreprinderile chimice care produc acid clorhidric, pesticide care conțin clor, coloranți organici, alcool hidrolitic, înălbitor, sifon. În atmosferă, se găsesc ca un amestec de molecule de clor și vapori de acid clorhidric. Toxicitatea clorului este determinată de tipul de compuși și de concentrația acestora. În industria metalurgică, în timpul topirii fontei și transformării acesteia în oțel, în atmosferă sunt eliberate diferite metale grele și gaze toxice. Deci, la 1 tonă de fontă saturată, în plus față de 12,7 kg de dioxid de sulf și 14,5 kg de particule de praf, care determină cantitatea de compuși de arsen, fosfor, antimoniu, plumb, vapori de mercur și metale rare, substanțe de gudron și hidrogen cianuri, sunt eliberate.
Poluarea cu aerosoli a atmosferei. Aerosolii sunt particule solide sau lichide suspendate în aer. Componentele solide ale aerosolilor sunt în unele cazuri deosebit de periculoase pentru organisme și provoacă boli specifice la oameni. În atmosferă, poluarea cu aerosoli este percepută sub formă de fum, ceață, ceață sau ceață. O parte semnificativă a aerosolilor se formează în atmosferă atunci când particulele solide și lichide interacționează între ele sau cu vaporii de apă. Dimensiunea medie a particulelor de aerosoli este de 1-5 microni. Aproximativ 1 metru cub intră în atmosfera Pământului în fiecare an. km de particule de praf de origine artificială. Un număr mare de particule de praf se formează și în timpul activităților de producție ale oamenilor. Informații despre unele surse de praf tehnogenic sunt date în Tabelul 1:
tabelul 1
Principalele surse de poluare a aerului cu aerosoli artificiali sunt centralele termice care consumă cărbune bogat în cenușă, centralele de îmbogățire, instalațiile metalurgice, de ciment, magnezitul și negru de fum. Particulele de aerosoli din aceste surse se disting printr-o mare varietate de compoziții chimice. Cel mai adesea, compuși de siliciu, calciu și carbon se găsesc în compoziția lor, mai rar - oxizi ai metalelor: fier, magneziu, mangan, zinc, cupru, nichel, plumb, antimoniu, bismut, seleniu, arsen, beriliu, cadmiu, crom , cobalt, molibden, precum și azbest. O varietate și mai mare este caracteristică prafului organic, inclusiv hidrocarburile alifatice și aromatice, sărurile acide. Se formează în timpul arderii produselor petroliere reziduale, în timpul procesului de piroliză la rafinăriile de petrol, petrochimice și alte întreprinderi similare. Sursele permanente de poluare cu aerosoli sunt haldele industriale - movile artificiale de material redepus, în principal supraîncărcare, formate în timpul exploatării miniere sau din deșeurile din industriile de prelucrare, centralele termice. Sursa de praf și gaze otrăvitoare este explozia în masă. Deci, ca urmare a unei explozii de dimensiuni medii (250-300 de tone de explozivi), aproximativ 2 mii de metri cubi sunt eliberați în atmosferă. m de monoxid de carbon condiționat și peste 150 de tone de praf. Producția de ciment și alte materiale de construcție este, de asemenea, o sursă de poluare a aerului cu praf. Principalele procese tehnologice ale acestor industrii - măcinarea și prelucrarea chimică a încărcăturilor, semifabricatelor și produselor obținute în fluxuri de gaz fierbinte sunt întotdeauna însoțite de emisii de praf și alte substanțe nocive în atmosferă. Poluanții atmosferici includ hidrocarburi - saturate și nesaturate, care conțin de la 1 la 13 atomi de carbon. Aceștia suferă diverse transformări, oxidare, polimerizare, interacționând cu alți poluanți atmosferici după ce au fost excitați de radiația solară. În urma acestor reacții, se formează compuși peroxidici, radicali liberi, compuși ai hidrocarburilor cu oxizi de azot și sulf, adesea sub formă de particule de aerosoli. În anumite condiții meteorologice, în stratul de aer de suprafață se pot forma acumulări mari de impurități gazoase și aerosoli nocive.
Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când există o inversare în stratul de aer direct deasupra surselor de emisie de gaz și praf - amplasarea unui strat de aer mai rece sub aer cald, care previne mase de aer și întârzie transferul impurităților în sus. Ca urmare, emisiile nocive sunt concentrate sub stratul de inversare, conținutul lor în apropierea solului crește brusc, ceea ce devine unul dintre motivele formării unei cețe fotochimice necunoscute anterior în natură.
Ceață fotochimică (smog). Ceața fotochimică este un amestec multicomponent de gaze și particule de aerosoli de origine primară și secundară. Compoziția principalelor componente ale smogului include ozon, azot și oxizi de sulf, numeroși compuși organici de peroxid, numiți colectiv fotooxidanți. Smogul fotochimic apare ca urmare a reacțiilor fotochimice în anumite condiții: prezența unei concentrații mari de oxizi de azot, hidrocarburi și alți poluanți în atmosferă, radiații solare intense și schimburi de aer calm sau foarte slab în stratul de suprafață cu un puternic și crescut inversare pentru cel puțin o zi. Vremea calmă susținută, însoțită de obicei de inversiuni, este necesară pentru a crea o concentrație mare de reactanți.
Astfel de condiții sunt create mai des în iunie-septembrie și mai rar iarna. Pe vreme senină prelungită, radiația solară provoacă descompunerea moleculelor de dioxid de azot cu formarea de oxid nitric și oxigen atomic. Oxigenul atomic cu oxigenul molecular dau ozon. S-ar părea că acesta din urmă, oxidând oxidul de azot, ar trebui să se transforme din nou în oxigen molecular, iar oxidul de azot în dioxid. Dar asta nu se întâmplă. Oxidul nitric reacționează cu olefinele din gazele de eșapament, care descompun legătura dublă pentru a forma fragmente moleculare și exces de ozon. Ca urmare a disocierii în curs, noi mase de dioxid de azot sunt împărțite și dau cantități suplimentare de ozon. Are loc o reacție ciclică, în urma căreia ozonul se acumulează treptat în atmosferă. Acest proces se oprește noaptea. La rândul său, ozonul reacționează cu olefinele. În atmosferă sunt concentrați diverși peroxizi, care în total formează oxidanți caracteristici ceții fotochimice. Acestea din urmă sunt sursa așa-numiților radicali liberi, care se caracterizează printr-o reactivitate deosebită. Un astfel de smog nu este neobișnuit în Londra, Paris, Los Angeles, New York și în alte orașe din Europa și America. Conform efectelor lor fiziologice asupra organismului uman, sunt extrem de periculoase pentru sistemele respirator și circulator și provoacă adesea moartea prematură a locuitorilor din mediul urban cu sănătate precară.
Problema controlului emisiilor de poluanți în atmosferă de către întreprinderile industriale (MPC). Prioritatea în dezvoltarea concentrațiilor maxime admise în aer aparține URSS. MPC - astfel de concentrații care efectele directe sau indirecte asupra unei persoane și a urmașilor acestuia nu agravează capacitatea lor de muncă, bunăstarea, precum și condițiile sanitare și de viață ale oamenilor.
Generalizarea tuturor informațiilor despre MPC, primite de toate departamentele, se realizează în MGO (Main Geophysical Observatory). Pentru a determina valorile aerului pe baza rezultatelor observațiilor, valorile măsurate ale concentrațiilor sunt comparate cu concentrația maximă admisă unică și cu numărul de cazuri în care a fost depășit MPC, precum și de câte ori cea mai mare valoare a fost mai mare decât MPC, se determină. Valoarea medie a concentrației pentru o lună sau un an este comparată cu MPC pe termen lung - MPC mediu stabil. Starea de poluare a aerului cu mai multe substanțe observată în atmosfera orașului este evaluată cu ajutorul unui indicator complex - indicele de poluare a aerului (API). Pentru a face acest lucru, MPC-ul normalizat la valorile corespunzătoare, iar concentrațiile medii ale diferitelor substanțe cu ajutorul unor calcule simple conduc la valoarea concentrațiilor de dioxid de sulf și apoi însumată. Concentrațiile maxime unice ale principalilor poluanți au fost cele mai mari în Norilsk (oxizi de azot și sulf), Frunze (praf), Omsk (monoxid de carbon). Gradul de poluare a aerului de către principalii poluanți este direct dependent de dezvoltarea industrială a orașului. Cele mai mari concentrații maxime sunt tipice pentru orașele cu o populație de peste 500 de mii de locuitori. Poluarea aerului cu substanțe specifice depinde de tipul de industrie dezvoltată în oraș. Dacă întreprinderile din mai multe industrii sunt situate într-un oraș mare, atunci se creează un nivel foarte ridicat de poluare a aerului, dar problema reducerii emisiilor multor substanțe specifice rămâne încă nerezolvată.
Poluarea chimică a apelor naturale.
Orice corp de apă sau sursă de apă este asociată cu mediul său extern. Este influențată de condițiile de formare a scurgerii apelor de suprafață sau subterane, diverse fenomene naturale, industrie, construcții industriale și municipale, transporturi, activități umane economice și casnice. Consecința acestor influențe este introducerea de substanțe noi, neobișnuite, în mediul acvatic - poluanți care degradează calitatea apei. Poluarea care intră în mediul acvatic este clasificată în diferite moduri, în funcție de abordări, criterii și sarcini. Deci, de obicei, alocați poluarea chimică, fizică și biologică. Poluarea chimică este o modificare a proprietăților chimice naturale ale apei ca urmare a creșterii conținutului de impurități nocive din aceasta, atât anorganice (săruri minerale, acizi, alcali, particule de argilă), cât și de natură organică (petrol și produse petroliere, reziduuri organice, surfactanți, pesticide).
poluare anorganică. Principalii poluanți anorganici (minerale) ai apelor dulci și marine sunt o varietate de compuși chimici care sunt toxici pentru locuitorii mediului acvatic. Aceștia sunt compuși de arsen, plumb, cadmiu, mercur, crom, cupru, fluor. Majoritatea ajung în apă ca urmare a activităților umane. Metalele grele sunt absorbite de fitoplancton și apoi transferate prin lanțul trofic către organisme mai bine organizate. Efectul toxic al unora dintre cei mai frecventi poluanți din hidrosferă este prezentat în Tabelul 2:
masa 2
Grad de toxicitate:
Este absent
Foarte slab
Slab
puternic
Foarte puternic.
Pe lângă substanțele enumerate în tabel, contaminanții periculoși ai mediului acvatic includ acizi și baze anorganice, care provoacă o gamă largă de pH a efluenților industriali (1,0 - 11,0) și pot modifica pH-ul mediului acvatic la valori de 5,0 sau peste 8,0, în timp ce peștii din apa dulce și de mare pot exista doar în intervalul de pH 5,0 - 8,5. Printre principalele surse de poluare a hidrosferei cu minerale și elemente biogene trebuie menționate întreprinderile din industria alimentară și agricultura. Aproximativ 6 milioane de tone de săruri sunt spălate de pe terenurile irigate anual. Până în anul 2000 este posibilă creșterea greutății acestora până la 12 milioane de tone/an. Deșeurile care conțin mercur, plumb, cupru sunt localizate în zone separate în largul coastei, dar unele dintre ele sunt transportate mult dincolo de apele teritoriale. Poluarea cu mercur reduce semnificativ producția primară a ecosistemelor marine, inhibând dezvoltarea fitoplanctonului. Deșeurile care conțin mercur se acumulează de obicei în sedimentele de fund ale golfurilor sau estuarelor râurilor. Migrarea sa ulterioară este însoțită de acumularea de metil mercur și includerea acestuia în lanțurile trofice ale organismelor acvatice. Astfel, boala Minamata, descoperită pentru prima dată de oamenii de știință japonezi la oameni care mâncau pește prins în Golful Minamata, în care efluenții industriali cu mercur tehnogenic erau evacuați necontrolat, a devenit notorie.
poluare organică. Dintre substanțele solubile introduse în ocean de pe uscat, nu doar elementele minerale și biogene, ci și reziduurile organice sunt de mare importanță pentru locuitorii mediului acvatic. Eliminarea materiei organice în ocean este estimată la 300 - 380 milioane tone/an. Apele uzate care conțin suspensii de origine organică sau materie organică dizolvată afectează negativ starea corpurilor de apă. La decantare, suspensiile inundă fundul și întârzie dezvoltarea sau opresc complet activitatea vitală a acestor microorganisme implicate în procesul de autoepurare a apei. Când aceste sedimente putrezesc, se pot forma compuși nocivi și substanțe toxice, precum hidrogenul sulfurat, care duc la poluarea întregii ape din râu. Prezența suspensiilor îngreunează, de asemenea, pătrunderea luminii adânc în apă și încetinește procesele de fotosinteză. Una dintre principalele cerințe sanitare pentru calitatea apei este conținutul cantității necesare de oxigen în ea. Efectul nociv este exercitat de toți contaminanții care într-un fel sau altul contribuie la reducerea conținutului de oxigen din apă. Surfactanții - grăsimi, uleiuri, lubrifianți - formează o peliculă la suprafața apei, care împiedică schimbul de gaze între apă și atmosferă, ceea ce reduce gradul de saturație al apei cu oxigen. O cantitate semnificativă de materie organică, din care cea mai mare parte nu este caracteristică apelor naturale, este deversată în râuri împreună cu apele uzate industriale și menajere. Poluarea în creștere a corpurilor de apă și a canalelor de scurgere se observă în toate țările industriale. Informații despre conținutul unor substanțe organice din apele uzate industriale sunt furnizate în Tabelul 3:
Tabelul 3
Datorită ritmului rapid de urbanizare și construcției oarecum lente a stațiilor de epurare sau a funcționării nesatisfăcătoare a acestora, bazinele de apă și solul sunt poluate cu deșeuri menajere. Poluarea este vizibilă în special în corpurile de apă cu curgere lentă sau stagnante (lacuri de acumulare, lacuri).
Descompunându-se în mediul acvatic, deșeurile organice pot deveni un mediu pentru organismele patogene. Apa contaminată cu deșeuri organice devine aproape nepotrivită pentru băut și alte nevoi. Deseurile menajere sunt periculoase nu doar pentru ca sunt sursa unor boli umane (febra tifoida, dizenterie, holera), ci si pentru ca necesita mult oxigen pentru descompunerea lor. Dacă apele uzate menajere intră în rezervor în cantități foarte mari, atunci conținutul de oxigen solubil poate scădea sub nivelul necesar pentru viața organismelor marine și de apă dulce.
Problema poluării oceanelor (pe exemplul unui număr de compuși organici).
Ulei și produse petroliere. Uleiul este un lichid uleios vâscos de culoare maro închis și fluorescență scăzută. Uleiul constă în principal din hidrocarburi alifatice și hidroaromatice saturate. Principalele componente ale petrolului - hidrocarburi (până la 98%) - sunt împărțite în 4 clase:
Parafine (alchene) - (până la 90% din compoziția totală) - substanțe stabile, ale căror molecule sunt exprimate printr-un lanț drept și ramificat de atomi de carbon. Parafinele ușoare au volatilitate și solubilitate maximă în apă.
Cicloparafine - (30 - 60% din compoziția totală) - compuși ciclici saturați cu 5-6 atomi de carbon în inel. Pe lângă ciclopentan și ciclohexan, în ulei se găsesc compuși biciclici și policiclici din acest grup. Acești compuși sunt foarte stabili și greu de biodegradat.
Hidrocarburi aromatice - (20 - 40% din compoziția totală) - compuși ciclici nesaturați din seria benzenului, care conțin 6 atomi de carbon în ciclu mai puțin decât cicloparafinele. Uleiul contine compusi volatili cu o molecula sub forma unui singur inel (benzen, toluen, xilen), apoi biciclici (naftalina), semiciclici (piren).
Olefine (alchene) - (până la 10% din compoziția totală) - compuși nesaturați neciclici cu unul sau doi atomi de hidrogen la fiecare atom de carbon dintr-o moleculă care are catenă liniară sau ramificată.
Petrolul și produsele petroliere sunt cei mai des întâlniți poluanți din oceane. Până la începutul anilor 1980, aproximativ 6 milioane de tone de petrol pătrundeau anual în ocean, ceea ce reprezenta 0,23% din producția mondială. Cele mai mari pierderi de petrol sunt asociate cu transportul acestuia din zonele de producție. Situații de urgență, evacuarea apei de spălare și balast peste bord de către nave-cisternă - toate acestea duc la prezența câmpurilor de poluare permanente de-a lungul rutelor maritime. În perioada 1962-79, în urma accidentelor, în mediul marin au intrat aproximativ 2 milioane de tone de petrol. În ultimii 30 de ani, din 1964, în Oceanul Mondial au fost forate aproximativ 2.000 de puțuri, dintre care 1.000 și 350 de puțuri industriale au fost echipate doar în Marea Nordului. Din cauza scurgerilor minore, se pierd anual 0,1 milioane de tone de petrol. Mase mari de petrol intră în mări de-a lungul râurilor, cu scurgeri menajere și pluviale.
Volumul de poluare din această sursă este de 2,0 milioane tone/an. În fiecare an, 0,5 milioane de tone de petrol intră cu efluenți industriali. Intrând în mediul marin, uleiul se răspândește mai întâi sub formă de peliculă, formând straturi de diferite grosimi. După culoarea filmului, puteți determina grosimea acestuia (Tabelul 4):
Tabelul 4
Pelicula de ulei modifică compoziția spectrului și intensitatea pătrunderii luminii în apă. Transmisia luminii a peliculelor subțiri de țiței este de 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm).
O peliculă cu o grosime de 30-40 microni absoarbe complet radiația infraroșie. Când este amestecat cu apă, uleiul formează o emulsie de două tipuri: directă - „ulei în apă” - și inversă - „apă în ulei”. Emulsiile directe, compuse din picături de ulei cu un diametru de până la 0,5 μm, sunt mai puțin stabile și sunt tipice pentru uleiurile care conțin agenți tensioactivi. Când fracțiile volatile sunt îndepărtate, uleiul formează emulsii inverse vâscoase, care pot rămâne la suprafață, pot fi transportate de curent, se pot spăla la țărm și se pot depune pe fund.
Pesticide. Pesticidele sunt un grup de substanțe artificiale utilizate pentru combaterea dăunătorilor și a bolilor plantelor. Pesticidele se împart în următoarele grupe: insecticide - pentru combaterea insectelor dăunătoare, fungicide și bactericide - pentru combaterea bolilor bacteriene ale plantelor, erbicide - împotriva buruienilor. S-a stabilit că pesticidele, distrugând dăunătorii, dăunează multor organisme benefice și subminează sănătatea biocenozelor. În agricultură, a existat de multă vreme o problemă de tranziție de la metodele chimice (poluante) la cele biologice (prietenoase cu mediul) de combatere a dăunătorilor. În prezent, peste 5 milioane de tone de pesticide intră pe piața mondială. Aproximativ 1,5 milioane de tone din aceste substanțe au intrat deja în ecosistemele terestre și marine prin cenușă și apă. Producția industrială de pesticide este însoțită de apariția unui număr mare de subproduse care poluează apele uzate. În mediul acvatic, reprezentanții insecticidelor, fungicidelor și erbicidelor sunt mai des întâlniți decât alții. Insecticidele sintetizate sunt împărțite în trei grupe principale: organoclorurate, organofosforice și carbonați. Insecticidele organoclorurate se obtin prin clorurarea hidrocarburilor lichide aromatice si heterociclice. Acestea includ DDT și derivații săi, în moleculele cărora stabilitatea grupelor alifatice și aromatice crește în prezența articulațiilor, diverși derivați clorurati ai clorodienei (eldrin). Aceste substanțe au un timp de înjumătățire de până la câteva decenii și sunt foarte rezistente la biodegradare. În mediul acvatic se găsesc adesea bifenili policlorurați - derivați ai DDT-ului fără o parte alifatică, numărând 210 omologi și izomeri. În ultimii 40 de ani, peste 1,2 milioane de tone de bifenili policlorurați au fost utilizați în producția de materiale plastice, coloranți, transformatoare și condensatoare. Bifenilii policlorurați (PCB) pătrund în mediu ca urmare a deversărilor de ape uzate industriale și a incinerării deșeurilor solide în depozitele de gunoi. Ultima sursă furnizează PBC în atmosferă, de unde cad cu precipitații atmosferice în toate regiunile globului. Astfel, în probele de zăpadă prelevate în Antarctica, conținutul de PBC a fost de 0,03 - 1,2 kg/l.
Surfactanți sintetici. Detergenții (surfactanții) aparțin unui grup extins de substanțe care scad tensiunea superficială a apei. Ele fac parte din detergenții sintetici (SMC), utilizați pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie. Împreună cu apele uzate, agenții tensioactivi intră în apele continentale și în mediul marin. SMS-urile conțin polifosfați de sodiu, în care sunt dizolvați detergenți, precum și o serie de ingrediente suplimentare care sunt toxice pentru organismele acvatice: agenți de aromatizare, agenți de albire (persulfați, perborați), carbon de sodiu, carboximetilceluloză, silicați de sodiu. În funcție de natura și structura părții hidrofile a moleculelor de agent activ de suprafață, acestea sunt împărțite în anionice, cationice, amfotere și neionice. Acestea din urmă nu formează ioni în apă. Cele mai frecvente dintre surfactanți sunt substanțele anionice. Aceștia reprezintă mai mult de 50% din toți agenții tensioactivi produși în lume. Prezența agenților tensioactivi în apele uzate industriale este asociată cu utilizarea lor în procese precum concentrația de flotație a minereurilor, separarea produselor de tehnologie chimică, producția de polimeri, îmbunătățirea condițiilor pentru forarea puțurilor de petrol și gaze și lupta împotriva echipamentelor. coroziune. În agricultură, agenții tensioactivi sunt utilizați ca parte a pesticidelor.
Compuși cu proprietăți cancerigene. Substanțele cancerigene sunt compuși omogene din punct de vedere chimic care prezintă activitate de transformare și capacitatea de a provoca modificări cancerigene, teratogene (încălcarea proceselor de dezvoltare embrionară) sau mutagene în organism. În funcție de condițiile de expunere, ele pot duce la inhibarea creșterii, îmbătrânirea accelerată, perturbarea dezvoltării individuale și modificări ale fondului genetic al organismelor. Substanțele cu proprietăți cancerigene includ hidrocarburile alifatice clorurate, clorura de vinil și în special hidrocarburile aromatice policiclice (HAP). Cantitatea maximă de HAP din sedimentele actuale ale Oceanului Mondial (mai mult de 100 μg/km de masă de substanță uscată) a fost găsită în zone tentonic active supuse unei acțiuni termice profunde. Principalele surse antropice de HAP din mediu sunt piroliza substanțelor organice în timpul arderii diferitelor materiale, lemn și combustibil.
Metale grele. Metalele grele (mercur, plumb, cadmiu, zinc, cupru, arsen) sunt poluanți comuni și foarte toxici. Sunt utilizate pe scară largă în diverse producții industriale, prin urmare, în ciuda măsurilor de tratare, conținutul de compuși de metale grele din apele uzate industriale este destul de ridicat. Mase mari ale acestor compuși intră în ocean prin atmosferă. Mercurul, plumbul și cadmiul sunt cele mai periculoase pentru biocenozele marine. Mercurul este transportat în ocean cu scurgere continentală și prin atmosferă. În timpul intemperiilor rocilor sedimentare și magmatice, se eliberează anual 3,5 mii de tone de mercur. Compoziția prafului atmosferic conține aproximativ 12 mii de tone de mercur, iar o parte semnificativă este de origine antropică. Aproximativ jumătate din producția industrială anuală a acestui metal (910 mii tone/an) ajunge în ocean în diverse moduri. În zonele poluate de apele industriale, concentrația de mercur în soluție și suspensie este mult crescută. În același timp, unele bacterii transformă clorurile în metilmercur foarte toxic. Contaminarea fructelor de mare a dus în mod repetat la otrăvirea cu mercur a populației de coastă. Până în 1977, au fost 2.800 de victime ale bolii Minomata, care a fost cauzată de deșeurile din producția de clorură de vinil și acetaldehidă, care foloseau clorura de mercur ca catalizator. Apele uzate insuficient tratate de la întreprinderi au intrat în Golful Minamata. Porcii sunt un oligoelement tipic găsit în toate componentele mediului: în roci, soluri, ape naturale, atmosferă și organismele vii. În cele din urmă, porcii sunt dispersați activ în mediu în timpul activităților umane. Acestea sunt emisii de la efluenții industriali și casnici, de la fum și praf de la întreprinderile industriale, de la gazele de eșapament de la motoarele cu ardere internă. Fluxul de migrare a plumbului de pe continent către ocean nu merge doar cu scurgerea râului, ci și prin atmosferă. Cu praful continental, oceanul primește (20-30) tone de plumb pe an.
Deversarea deșeurilor în mare în scopul eliminării (deversării). Multe țări cu acces la mare efectuează îngroparea pe mare a diferitelor materiale și substanțe, în special sol excavat în timpul dragării, zgură de foraj, deșeuri industriale, deșeuri de construcții, deșeuri solide, explozivi și substanțe chimice și deșeuri radioactive. Volumul înmormântărilor s-a ridicat la aproximativ 10% din masa totală a poluanților care intră în Oceanul Mondial. Baza aruncării în mare este capacitatea mediului marin de a procesa o cantitate mare de substanțe organice și anorganice fără a deteriora prea mult apa. Cu toate acestea, această capacitate nu este nelimitată.
Prin urmare, dumpingul este considerat o măsură forțată, un tribut temporar adus imperfecțiunii tehnologiei de către societate. Zgura industrială conține o varietate de substanțe organice și compuși ai metalelor grele. Deșeurile menajere conțin în medie (în greutate substanță uscată) 32-40% materie organică; 0,56% azot; 0,44% fosfor; 0,155% zinc; 0,085% plumb; 0,001% mercur; 0,001% cadmiu. În timpul deversării, trecerea materialului prin coloana de apă, o parte din poluanți intră în soluție, modificând calitatea apei, cealaltă este absorbită de particulele în suspensie și intră în sedimentele de fund. În același timp, turbiditatea apei crește. Prezența substanțelor organice duce adesea la consumul rapid de oxigen în apă și adesea la dispariția completă a acestuia, dizolvarea suspensiilor, acumularea metalelor în formă dizolvată și apariția hidrogenului sulfurat.
Prezența unei cantități mari de materie organică creează un mediu reducător stabil în sol, în care apare un tip special de apă interstițială, care conține hidrogen sulfurat, amoniac și ioni metalici. Organismele bentonice și altele sunt afectate în diferite grade de materialele evacuate.În cazul formării peliculelor de suprafață care conțin hidrocarburi petroliere și agenți tensioactivi, schimbul de gaze la interfața aer-apă este perturbat. Poluanții care intră în soluție se pot acumula în țesuturile și organele hidrobianților și pot avea un efect toxic asupra acestora. Deversarea materialelor de deversare pe fund și turbiditatea crescută prelungită a apei date duce la moartea formelor inactive de bentos prin sufocare. La peștii, moluștele și crustaceele care supraviețuiesc, rata de creștere este redusă din cauza deteriorării condițiilor de hrănire și respirație. Compoziția de specii a unei anumite comunități se schimbă adesea. La organizarea unui sistem de control asupra deversării deșeurilor în mare, definirea zonelor de deversare, determinarea dinamicii poluării apei de mare și a sedimentelor de fund are o importanță decisivă. Pentru a identifica volumele posibile de deversare în mare, este necesar să se efectueze calcule ale tuturor poluanților din compoziția deversării materiale.
Poluare termala. Poluarea termică a suprafeței lacurilor de acumulare și a zonelor marine de coastă are loc ca urmare a deversării apelor uzate încălzite din centralele electrice și din unele producții industriale. Deversarea apei încălzite determină în multe cazuri o creștere a temperaturii apei din rezervoare cu 6-8 grade Celsius. Suprafața punctelor de apă încălzită din zonele de coastă poate ajunge la 30 de metri pătrați. km. O stratificare mai stabilă a temperaturii împiedică schimbul de apă între straturile de suprafață și cele de jos. Solubilitatea oxigenului scade, iar consumul acestuia crește, deoarece activitatea bacteriilor aerobe care descompun materia organică crește odată cu creșterea temperaturii. Diversitatea speciilor de fitoplancton și a întregii flore de alge este în creștere.
Pe baza generalizării materialului, se poate concluziona că efectele impactului antropic asupra mediului acvatic se manifestă la nivel individual și populațional-biocenotic, iar efectul pe termen lung al poluanților duce la o simplificare a ecosistemului.
Poluare a solului.
Învelișul de sol al Pământului este cea mai importantă componentă a biosferei Pământului. Învelișul solului este cel care determină multe procese care au loc în biosferă.
Cea mai importantă semnificație a solurilor este acumularea de materie organică, diferite elemente chimice și energie. Acoperirea solului funcționează ca un absorbant biologic, distrugător și neutralizator al diferiților contaminanți. Dacă această legătură a biosferei este distrusă, atunci funcționarea existentă a biosferei va fi perturbată ireversibil. De aceea este extrem de important să se studieze semnificația biochimică globală a acoperirii solului, starea sa actuală și modificările sub influența activității antropice. Unul dintre tipurile de impact antropic este poluarea cu pesticide.
Pesticidele ca factor poluant. Descoperirea pesticidelor - mijloace chimice de protejare a plantelor și animalelor de diferiți dăunători și boli - este una dintre cele mai importante realizări ale științei moderne. Astăzi în lume se aplică 300 kg de chimicale la 1 hectar. Cu toate acestea, ca urmare a utilizării pe termen lung a pesticidelor în agricultură și medicină (controlul vectorilor), există aproape universal o scădere a eficacității din cauza dezvoltării unor tulpini rezistente de dăunători și a răspândirii „noilor” dăunători ai căror inamici naturali și concurenți. au fost distruse de pesticide. În același timp, efectul pesticidelor a început să se manifeste la scară globală. Din numărul imens de insecte, doar 0,3% sau 5 mii de specii sunt dăunătoare. Rezistența la pesticide a fost găsită la 250 de specii. Acest lucru este exacerbat de fenomenul de rezistență încrucișată, care constă în faptul că rezistența crescută la acțiunea unui medicament este însoțită de rezistența la compuși din alte clase. Din punct de vedere biologic general, rezistența poate fi considerată ca o modificare a populațiilor ca urmare a trecerii de la o tulpină sensibilă la o tulpină rezistentă a aceleiași specii datorită selecției cauzate de pesticide. Acest fenomen este asociat cu rearanjamente genetice, fiziologice și biochimice ale organismelor. Utilizarea excesivă a pesticidelor (erbicide, insecticide, defolianți) afectează negativ calitatea solului. În acest sens, se studiază intens soarta pesticidelor în sol și posibilitățile și posibilitățile de neutralizare a acestora prin metode chimice și biologice. Este foarte important să creați și să utilizați numai medicamente cu o durată de viață scurtă, măsurată în săptămâni sau luni. Un oarecare succes a fost deja atins în acest domeniu și sunt introduse pregătiri cu o rată mare de distrugere, dar problema în ansamblu nu a fost încă rezolvată.
Impactul acidului atmosferic asupra solului. Una dintre cele mai acute probleme globale de astăzi și viitorul previzibil este problema creșterii acidității precipitațiilor și a acoperirii solului. Zonele de soluri acide nu cunosc secete, dar fertilitatea lor naturală este scăzută și instabilă; se epuizează rapid, iar recoltele sunt scăzute. Ploaia acidă provoacă nu numai acidificarea apelor de suprafață și a orizontului superior al solului. Aciditatea cu curgeri descendente de apă se extinde pe întregul profil al solului și provoacă o acidificare semnificativă a apelor subterane. Ploile acide apar ca urmare a activității economice umane, însoțite de emisia de cantități colosale de oxizi de sulf, azot și carbon. Acești oxizi, pătrunși în atmosferă, sunt transportați pe distanțe mari, interacționează cu apa și se transformă în soluții dintr-un amestec de acizi sulfuros, sulfuric, azotos, azotic și carbonic, care cad sub formă de „ploi acide” pe uscat, interacționând cu plante, soluri, ape. Principalele surse din atmosferă sunt arderea șisturilor, petrolului, cărbunelui, gazelor în industrie, agricultură și acasă. Activitatea economică umană aproape a dublat intrarea în atmosferă a oxizilor de sulf, azotului, hidrogenului sulfurat și monoxidului de carbon. Desigur, acest lucru a afectat creșterea acidității precipitațiilor atmosferice, a apelor subterane și subterane. Pentru a rezolva această problemă, este necesară creșterea volumului măsurătorilor reprezentative sistematice ale compușilor poluanți atmosferici pe suprafețe mari.
Concluzie.
Protecția naturii este sarcina secolului nostru, o problemă care a devenit una socială. Auzim din nou și din nou despre pericolul care amenință mediul înconjurător, dar totuși mulți dintre noi le considerăm un produs neplăcut, dar inevitabil al civilizației și considerăm că vom mai avea timp să facem față tuturor dificultăților care au ieșit la iveală.
Cu toate acestea, impactul uman asupra mediului a luat proporții alarmante. Pentru a îmbunătăți în mod fundamental situația, vor fi necesare acțiuni intenționate și gândite. O politică responsabilă și eficientă față de mediu va fi posibilă numai dacă acumulăm date fiabile privind starea actuală a mediului, cunoștințe fundamentate despre interacțiunea factorilor importanți de mediu, dacă vom dezvolta noi metode de reducere și prevenire a daunelor cauzate Naturii de către Om.
