Ako chémia ovplyvňuje životné prostredie alebo chemické znečisťovanie životného prostredia priemyslom
Úvod.
Následky havárie ropovodu. 1996
Vo všetkých fázach svojho vývoja bol človek úzko spätý s vonkajším svetom. Ale od vzniku vysoko industrializovanej spoločnosti sa nebezpečný ľudský zásah do prírody dramaticky zvýšil, rozsah tohto zásahu sa rozšíril, stal sa rôznorodejším a teraz hrozí, že sa stane globálnym nebezpečenstvom pre ľudstvo. Zvyšuje sa spotreba neobnoviteľných surovín, z ekonomiky odchádza čoraz viac ornej pôdy, preto sa na nich stavajú mestá a továrne. Človek musí čoraz viac zasahovať do ekonomiky biosféry – tej časti našej planéty, v ktorej existuje život. Biosféra Zeme v súčasnosti podlieha rastúcemu antropogénnemu vplyvu. Zároveň možno rozlíšiť niekoľko najvýznamnejších procesov, z ktorých žiadny nezlepšuje ekologickú situáciu na planéte.
Najrozsiahlejšie a najvýznamnejšie je chemické znečistenie životného prostredia látkami chemickej povahy, ktoré sú preň neobvyklé. Medzi nimi sú plynné a aerosólové znečisťujúce látky priemyselného a domáceho pôvodu. Napreduje aj hromadenie oxidu uhličitého v atmosfére. Ďalší rozvoj tohto procesu posilní nežiaduci trend zvyšovania priemernej ročnej teploty na planéte. Ekológov znepokojuje aj pokračujúce znečisťovanie svetového oceánu ropou a ropnými produktmi, ktoré už zasiahlo 1/5 jeho celkovej plochy. Ropné znečistenie tejto veľkosti môže spôsobiť výrazné narušenie výmeny plynu a vody medzi hydrosférou a atmosférou. O význame chemickej kontaminácie pôdy pesticídmi a jej zvýšenej kyslosti, vedúcej ku kolapsu ekosystému, niet pochýb. Vo všeobecnosti všetky uvažované faktory, ktoré možno pripísať znečisťujúcemu účinku, majú významný vplyv na procesy prebiehajúce v biosfére.
Chemické znečistenie biosféry.
Človek znečisťuje ovzdušie už tisícročia, no následky používania ohňa, ktorý počas celého tohto obdobia používal, boli nepatrné. Musel som sa zmieriť s tým, že dym prekáža pri dýchaní a že sadze ležia v čiernom kryte na strope a stenách príbytku. Výsledné teplo bolo pre človeka dôležitejšie ako čistý vzduch a nedokončené steny jaskyne. Toto počiatočné znečistenie ovzdušia nebolo problémom, pretože ľudia vtedy žili v malých skupinách, ktoré obývali nesmierne rozsiahle nedotknuté prírodné prostredie. A ani výraznú koncentráciu ľudí na relatívne malom území, ako tomu bolo v klasickom staroveku, ešte nesprevádzali vážne následky.
Tak to bolo až do začiatku devätnásteho storočia. Až za posledných sto rokov nás rozvoj priemyslu „obdaroval“ takými výrobnými procesmi, ktorých dôsledky si človek v prvom momente ešte nevedel predstaviť. Vznikli miliónové mestá, ktorých rast sa nedá zastaviť. To všetko je výsledkom veľkých vynálezov a výdobytkov človeka.
V zásade existujú tri hlavné zdroje znečistenia ovzdušia: priemysel, domáce kotolne, doprava. Podiel každého z týchto zdrojov na celkovom znečistení ovzdušia sa veľmi líši od miesta k miestu. V súčasnosti sa všeobecne uznáva, že priemyselná výroba najviac znečisťuje ovzdušie. Zdroje znečistenia - tepelné elektrárne, ktoré spolu s dymom vypúšťajú do ovzdušia oxid siričitý a oxid uhličitý; hutnícke podniky, najmä hutníctvo neželezných kovov, ktoré vypúšťajú do ovzdušia oxidy dusíka, sírovodík, chlór, fluór, amoniak, zlúčeniny fosforu, častice a zlúčeniny ortuti a arzénu; chemické a cementárne. Škodlivé plyny sa dostávajú do ovzdušia v dôsledku spaľovania palív pre priemyselné potreby, vykurovanie domácností, dopravu, spaľovanie a spracovanie domových a priemyselných odpadov. Látky znečisťujúce ovzdušie sa delia na primárne, ktoré vstupujú priamo do atmosféry, a sekundárne, ktoré sú výsledkom ich premeny. Takže oxid siričitý vstupujúci do atmosféry sa oxiduje na anhydrid kyseliny sírovej, ktorý interaguje s vodnou parou a vytvára kvapôčky kyseliny sírovej. Keď anhydrid kyseliny sírovej reaguje s amoniakom, tvoria sa kryštály síranu amónneho. Podobne v dôsledku chemických, fotochemických, fyzikálno-chemických reakcií medzi znečisťujúcimi látkami a zložkami atmosféry vznikajú ďalšie sekundárne znaky. Hlavným zdrojom pyrogénneho znečistenia na planéte sú tepelné elektrárne, hutnícke a chemické podniky, kotolne, ktoré spotrebujú viac ako 70 % ročne vyrobených tuhých a kvapalných palív. Hlavné škodlivé nečistoty pyrogénneho pôvodu sú tieto:
Oxid uhoľnatý. Získava sa nedokonalým spaľovaním uhlíkatých látok. Do ovzdušia sa dostáva v dôsledku spaľovania tuhého odpadu, výfukových plynov a emisií z priemyselných podnikov. Ročne sa do atmosféry dostane najmenej 1250 miliónov ton tohto plynu. Oxid uhoľnatý je zlúčenina, ktorá aktívne reaguje s jednotlivými zložkami atmosféry a prispieva k zvýšeniu teploty na planéte a vzniku skleníkového efektu.
Oxid siričitý. Uvoľňuje sa pri spaľovaní paliva s obsahom síry alebo pri spracovaní sírnych rúd (až 170 miliónov ton ročne). Časť zlúčenín síry sa uvoľňuje pri spaľovaní organických zvyškov na banských odvaloch. Len v Spojených štátoch predstavovalo celkové množstvo oxidu siričitého vypusteného do atmosféry 65 % celosvetových emisií.
Anhydrid kyseliny sírovej. Vzniká pri oxidácii oxidu siričitého. Konečným produktom reakcie je aerosól alebo roztok kyseliny sírovej v dažďovej vode, ktorá okysľuje pôdu a zhoršuje ochorenia dýchacích ciest človeka. Zrážanie aerosólu kyseliny sírovej z dymových svetlíc chemických podnikov sa pozoruje pri nízkej oblačnosti a vysokej vlhkosti vzduchu. Listové čepele rastlín rastúcich vo vzdialenosti menšej ako 11 km od takýchto podnikov sú zvyčajne husto posiate malými nekrotickými škvrnami vytvorenými na miestach sedimentácie kvapiek kyseliny sírovej. Pyrometalurgické podniky hutníctva neželezných a železných kovov, ako aj tepelné elektrárne vypúšťajú ročne do atmosféry desiatky miliónov ton anhydridu kyseliny sírovej.
Sírovodík a sírouhlík. Do atmosféry sa dostávajú samostatne alebo spolu s inými zlúčeninami síry. Hlavným zdrojom emisií sú podniky na výrobu umelých vlákien, cukor, koks, ropné rafinérie a ropné polia. V atmosfére pri interakcii s inými znečisťujúcimi látkami podliehajú pomalej oxidácii na anhydrid kyseliny sírovej.
oxidy dusíka. Hlavným zdrojom emisií sú podniky vyrábajúce dusíkaté hnojivá, kyselinu dusičnú a dusičnany, anilínové farbivá, nitrozlúčeniny, viskózový hodváb a celuloid. Množstvo oxidov dusíka vstupujúcich do atmosféry je 20 miliónov ton ročne.
Zlúčeniny fluóru. Zdrojmi znečistenia sú podniky vyrábajúce hliník, smalty, sklo, keramiku, oceľ a fosfátové hnojivá. Látky obsahujúce fluór sa dostávajú do atmosféry vo forme plynných zlúčenín – fluorovodíka alebo prachu fluoridu sodného a vápenatého. Zlúčeniny sa vyznačujú toxickým účinkom. Deriváty fluóru sú silné insekticídy.
Zlúčeniny chlóru. Do atmosféry sa dostávajú z chemických podnikov vyrábajúcich kyselinu chlorovodíkovú, pesticídy s obsahom chlóru, organické farbivá, hydrolytický alkohol, bielidlo, sódu. V atmosfére sa nachádzajú ako prímes molekúl chlóru a pár kyseliny chlorovodíkovej. Toxicita chlóru je určená typom zlúčenín a ich koncentráciou. V hutníckom priemysle sa pri tavení surového železa a jeho spracovaní na oceľ uvoľňujú do atmosféry rôzne ťažké kovy a toxické plyny. Na 1 tonu nasýtenej liatiny teda okrem 12,7 kg oxidu siričitého a 14,5 kg prachových častíc, ktoré určujú množstvo zlúčenín arzénu, fosforu, antimónu, olova, pár ortuti a vzácnych kovov, dechtových látok a vodíka. kyanid, sa uvoľňujú.
ÚVODNásledky havárie ropovodu. 1996
Vo všetkých fázach svojho vývoja bol človek úzko spätý s vonkajším svetom. Ale od vzniku vysoko industrializovanej spoločnosti sa nebezpečný ľudský zásah do prírody dramaticky zvýšil, rozsah tohto zásahu sa rozšíril, stal sa rôznorodejším a teraz hrozí, že sa stane globálnym nebezpečenstvom pre ľudstvo. Zvyšuje sa spotreba neobnoviteľných surovín, z ekonomiky odchádza čoraz viac ornej pôdy, preto sa na nich stavajú mestá a továrne. Človek musí čoraz viac zasahovať do ekonomiky biosféry – tej časti našej planéty, v ktorej existuje život. Biosféra Zeme v súčasnosti podlieha rastúcemu antropogénnemu vplyvu. Zároveň možno rozlíšiť niekoľko najvýznamnejších procesov, z ktorých žiadny nezlepšuje ekologickú situáciu na planéte.
Najrozsiahlejšie a najvýznamnejšie je chemické znečistenie životného prostredia látkami chemickej povahy, ktoré sú preň neobvyklé. Medzi nimi sú plynné a aerosólové znečisťujúce látky priemyselného a domáceho pôvodu. Napreduje aj hromadenie oxidu uhličitého v atmosfére. Ďalší rozvoj tohto procesu posilní nežiaduci trend zvyšovania priemernej ročnej teploty na planéte. Ekológov znepokojuje aj pokračujúce znečisťovanie svetového oceánu ropou a ropnými produktmi, ktoré už zasiahlo 1/5 jeho celkovej plochy. Ropné znečistenie tejto veľkosti môže spôsobiť výrazné narušenie výmeny plynu a vody medzi hydrosférou a atmosférou. O význame chemickej kontaminácie pôdy pesticídmi a jej zvýšenej kyslosti, vedúcej ku kolapsu ekosystému, niet pochýb. Vo všeobecnosti všetky uvažované faktory, ktoré možno pripísať znečisťujúcemu účinku, majú významný vplyv na procesy prebiehajúce v biosfére.
CHEMICKÉ ZNEČISTENIE BIOSFÉRY.
Človek znečisťuje ovzdušie už tisícročia, no následky používania ohňa, ktorý počas celého tohto obdobia používal, boli nepatrné. Musel som sa zmieriť s tým, že dym prekáža pri dýchaní a že sadze ležia v čiernom kryte na strope a stenách príbytku. Výsledné teplo bolo pre človeka dôležitejšie ako čistý vzduch a nedokončené steny jaskyne. Toto počiatočné znečistenie ovzdušia nebolo problémom, pretože ľudia vtedy žili v malých skupinách, ktoré obývali nesmierne rozsiahle nedotknuté prírodné prostredie. A ani výraznú koncentráciu ľudí na relatívne malom území, ako tomu bolo v klasickom staroveku, ešte nesprevádzali vážne následky.
Tak to bolo až do začiatku devätnásteho storočia. Až za posledných sto rokov nás rozvoj priemyslu „obdaroval“ takými výrobnými procesmi, ktorých dôsledky si človek v prvom momente ešte nevedel predstaviť. Vznikli miliónové mestá, ktorých rast sa nedá zastaviť. To všetko je výsledkom veľkých vynálezov a výdobytkov človeka.
V zásade existujú tri hlavné zdroje znečistenia ovzdušia: priemysel, domáce kotolne, doprava. Podiel každého z týchto zdrojov na celkovom znečistení ovzdušia sa veľmi líši od miesta k miestu. V súčasnosti sa všeobecne uznáva, že priemyselná výroba najviac znečisťuje ovzdušie. Zdroje znečistenia - tepelné elektrárne, ktoré spolu s dymom vypúšťajú do ovzdušia oxid siričitý a oxid uhličitý; hutnícke podniky, najmä hutníctvo neželezných kovov, ktoré vypúšťajú do ovzdušia oxidy dusíka, sírovodík, chlór, fluór, amoniak, zlúčeniny fosforu, častice a zlúčeniny ortuti a arzénu; chemické a cementárne. Škodlivé plyny sa dostávajú do ovzdušia v dôsledku spaľovania palív pre priemyselné potreby, vykurovanie domácností, dopravu, spaľovanie a spracovanie domových a priemyselných odpadov. Látky znečisťujúce ovzdušie sa delia na primárne, ktoré vstupujú priamo do atmosféry, a sekundárne, ktoré sú výsledkom ich premeny. Takže oxid siričitý vstupujúci do atmosféry sa oxiduje na anhydrid kyseliny sírovej, ktorý interaguje s vodnou parou a vytvára kvapôčky kyseliny sírovej. Keď anhydrid kyseliny sírovej reaguje s amoniakom, tvoria sa kryštály síranu amónneho. Podobne v dôsledku chemických, fotochemických, fyzikálno-chemických reakcií medzi znečisťujúcimi látkami a zložkami atmosféry vznikajú ďalšie sekundárne znaky. Hlavným zdrojom pyrogénneho znečistenia planéty sú tepelné elektrárne, hutnícke a chemické podniky, kotolne, ktoré spotrebujú viac ako 70 % ročne vyrobených tuhých a kvapalných palív. Hlavné škodlivé nečistoty pyrogénneho pôvodu sú tieto:
Oxid uhoľnatý. Získava sa nedokonalým spaľovaním uhlíkatých látok. Do ovzdušia sa dostáva v dôsledku spaľovania tuhého odpadu, výfukových plynov a emisií z priemyselných podnikov. Ročne sa do atmosféry dostane najmenej 1250 miliónov ton tohto plynu. Oxid uhoľnatý je zlúčenina, ktorá aktívne reaguje s jednotlivými zložkami atmosféry a prispieva k zvýšeniu teploty na planéte a vzniku skleníkového efektu.
Oxid siričitý. Uvoľňuje sa pri spaľovaní paliva s obsahom síry alebo pri spracovaní sírnych rúd (až 170 miliónov ton ročne). Časť zlúčenín síry sa uvoľňuje pri spaľovaní organických zvyškov na banských odvaloch. Len v Spojených štátoch predstavovalo celkové množstvo oxidu siričitého vypusteného do atmosféry 65 % celosvetových emisií.
Anhydrid kyseliny sírovej . Vzniká pri oxidácii oxidu siričitého. Konečným produktom reakcie je aerosól alebo roztok kyseliny sírovej v dažďovej vode, ktorá okysľuje pôdu a zhoršuje ochorenia dýchacích ciest človeka. Zrážanie aerosólu kyseliny sírovej z dymových svetlíc chemických podnikov sa pozoruje pri nízkej oblačnosti a vysokej vlhkosti vzduchu. Listové čepele rastlín rastúcich vo vzdialenosti menšej ako 11 km od takýchto podnikov sú zvyčajne husto posiate malými nekrotickými škvrnami vytvorenými na miestach sedimentácie kvapiek kyseliny sírovej. Pyrometalurgické podniky hutníctva neželezných a železných kovov, ako aj tepelné elektrárne vypúšťajú ročne do atmosféry desiatky miliónov ton anhydridu kyseliny sírovej.
Sírovodík a sírouhlík. Do atmosféry sa dostávajú samostatne alebo spolu s inými zlúčeninami síry. Hlavným zdrojom emisií sú podniky na výrobu umelých vlákien, cukor, koks, ropné rafinérie a ropné polia. V atmosfére pri interakcii s inými znečisťujúcimi látkami podliehajú pomalej oxidácii na anhydrid kyseliny sírovej.
oxidy dusíka. Hlavným zdrojom emisií sú podniky vyrábajúce dusíkaté hnojivá, kyselinu dusičnú a dusičnany, anilínové farbivá, nitrozlúčeniny, viskózový hodváb a celuloid. Množstvo oxidov dusíka vstupujúcich do atmosféry je 20 miliónov ton ročne.
Zlúčeniny fluóru. Zdrojmi znečistenia sú podniky vyrábajúce hliník, smalty, sklo, keramiku, oceľ a fosfátové hnojivá. Látky obsahujúce fluór sa dostávajú do atmosféry vo forme plynných zlúčenín – fluorovodíka alebo prachu fluoridu sodného a vápenatého. Zlúčeniny sa vyznačujú toxickým účinkom. Deriváty fluóru sú silné insekticídy.
Zlúčeniny chlóru. Do atmosféry sa dostávajú z chemických podnikov vyrábajúcich kyselinu chlorovodíkovú, pesticídy s obsahom chlóru, organické farbivá, hydrolytický alkohol, bielidlo, sódu. V atmosfére sa nachádzajú ako prímes molekúl chlóru a pár kyseliny chlorovodíkovej. Toxicita chlóru je určená typom zlúčenín a ich koncentráciou. V hutníckom priemysle sa pri tavení surového železa a jeho spracovaní na oceľ uvoľňujú do atmosféry rôzne ťažké kovy a toxické plyny. Na 1 tonu nasýtenej liatiny teda okrem 12,7 kg oxidu siričitého a 14,5 kg prachových častíc, ktoré určujú množstvo zlúčenín arzénu, fosforu, antimónu, olova, pár ortuti a vzácnych kovov, dechtových látok a vodíka. kyanid, sa uvoľňujú.
Aerosólové znečistenie atmosféry. Aerosóly sú pevné alebo kvapalné častice suspendované vo vzduchu. Pevné zložky aerosólov sú v niektorých prípadoch obzvlášť nebezpečné pre organizmy a spôsobujú u ľudí špecifické ochorenia. V atmosfére je znečistenie aerosólom vnímané vo forme dymu, hmly, oparu alebo oparu. Významná časť aerosólov sa tvorí v atmosfére, keď tuhé a kvapalné častice interagujú navzájom alebo s vodnou parou. Priemerná veľkosť aerosólových častíc je 1-5 mikrónov. Ročne sa do zemskej atmosféry dostane asi 1 kubický meter. km prachových častíc umelého pôvodu. Veľké množstvo prachových častíc vzniká aj pri výrobnej činnosti ľudí. Informácie o niektorých zdrojoch technogénneho prachu sú uvedené v tabuľke 1:
stôl 1
|
Hlavnými zdrojmi umelého znečistenia ovzdušia aerosólom sú tepelné elektrárne, ktoré spotrebúvajú vysokopopolnaté uhlie, obohacovacie závody, hutnícke, cementárne, magnezitové a sadze. Aerosólové častice z týchto zdrojov sa vyznačujú širokou škálou chemického zloženia. Najčastejšie sa v ich zložení nachádzajú zlúčeniny kremíka, vápnika a uhlíka, menej často - oxidy kovov: železo, horčík, mangán, zinok, meď, nikel, olovo, antimón, bizmut, selén, arzén, berýlium, kadmium, chróm , kobalt, molybdén, ako aj azbest. Ešte väčšia rozmanitosť je charakteristická pre organický prach, vrátane alifatických a aromatických uhľovodíkov, kyslých solí. Vzniká pri spaľovaní zvyškov ropných produktov, pri procese pyrolýzy v ropných rafinériách, petrochemických a iných podobných podnikoch. Trvalými zdrojmi aerosólového znečistenia sú priemyselné skládky - umelé násypy redeponovaného materiálu, najmä skrývky, vzniknutej pri ťažbe alebo z odpadov zo spracovateľského priemyslu, tepelných elektrární. Zdrojom prachu a jedovatých plynov sú hromadné odstrely. Takže v dôsledku jedného stredne veľkého výbuchu (250 - 300 ton výbušnín) sa do atmosféry uvoľní asi 2 000 metrov kubických. m podmieneného oxidu uhoľnatého a viac ako 150 ton prachu. Zdrojom znečistenia ovzdušia prachom je aj výroba cementu a iných stavebných materiálov. Hlavné technologické procesy týchto odvetví - mletie a chemické spracovanie vsádzky, polotovarov a produktov získaných v prúdoch horúcich plynov sú vždy sprevádzané emisiami prachu a iných škodlivých látok do ovzdušia. Medzi látky znečisťujúce atmosféru patria uhľovodíky - nasýtené a nenasýtené, obsahujúce od 1 do 13 atómov uhlíka. Po excitácii slnečným žiarením prechádzajú rôznymi premenami, oxidáciou, polymerizáciou, interakciou s inými látkami znečisťujúcimi ovzdušie. V dôsledku týchto reakcií vznikajú peroxidové zlúčeniny, voľné radikály, zlúčeniny uhľovodíkov s oxidmi dusíka a síry, často vo forme aerosólových častíc. Za určitých poveternostných podmienok môžu v povrchovej vrstve vzduchu vznikať najmä veľké akumulácie škodlivých plynných a aerosólových nečistôt.
Stáva sa to zvyčajne vtedy, keď vo vzduchovej vrstve priamo nad zdrojmi emisií plynov a prachu dôjde k inverzii - umiestneniu vrstvy chladnejšieho vzduchu pod teplým vzduchom, čo bráni vzdušným masám a oneskoruje prenos nečistôt smerom nahor. V dôsledku toho sa škodlivé emisie sústreďujú pod inverznou vrstvou, ich obsah pri zemi sa prudko zvyšuje, čo sa stáva jedným z dôvodov vzniku fotochemickej hmly dovtedy v prírode neznámej.
Fotochemická hmla (smog). Fotochemická hmla je viaczložková zmes plynov a aerosólových častíc primárneho a sekundárneho pôvodu. Zloženie hlavných zložiek smogu zahŕňa ozón, oxidy dusíka a síry, početné organické peroxidové zlúčeniny, spoločne nazývané fotooxidanty. Fotochemický smog vzniká v dôsledku fotochemických reakcií za určitých podmienok: prítomnosť vysokej koncentrácie oxidov dusíka, uhľovodíkov a iných škodlivín v atmosfére, intenzívne slnečné žiarenie a pokojná alebo veľmi slabá výmena vzduchu v povrchovej vrstve s mohutnou a zvýšenou inverzia aspoň jeden deň. Na vytvorenie vysokej koncentrácie reaktantov je nevyhnutné trvalé bezvetrie, zvyčajne sprevádzané inverziami.
Takéto podmienky sa vytvárajú častejšie v júni až septembri a menej často v zime. Pri dlhotrvajúcom jasnom počasí slnečné žiarenie spôsobuje rozklad molekúl oxidu dusičitého s tvorbou oxidu dusnatého a atómového kyslíka. Atómový kyslík s molekulárnym kyslíkom dávajú ozón. Zdá sa, že oxid dusnatý oxid dusnatý by sa mal opäť zmeniť na molekulárny kyslík a oxid dusnatý na oxid. Ale to sa nedeje. Oxid dusnatý reaguje s olefínmi vo výfukových plynoch, ktoré rozkladajú dvojitú väzbu za vzniku molekulárnych fragmentov a prebytku ozónu. V dôsledku prebiehajúcej disociácie sa nové masy oxidu dusičitého rozdeľujú a vytvárajú ďalšie množstvá ozónu. Dochádza k cyklickej reakcii, v dôsledku ktorej sa ozón postupne hromadí v atmosfére. Tento proces sa zastaví v noci. Ozón zase reaguje s olefínmi. V atmosfére sa koncentrujú rôzne peroxidy, ktoré celkovo tvoria oxidanty charakteristické pre fotochemickú hmlu. Posledne menované sú zdrojom takzvaných voľných radikálov, ktoré sa vyznačujú špeciálnou reaktivitou. Takýto smog nie je nezvyčajný v Londýne, Paríži, Los Angeles, New Yorku a ďalších mestách v Európe a Amerike. Podľa ich fyziologických účinkov na ľudský organizmus sú mimoriadne nebezpečné pre dýchací a obehový systém a často spôsobujú predčasnú smrť obyvateľov miest s podlomeným zdravím.
Problém kontroly emisií znečisťujúcich látok do ovzdušia priemyselnými podnikmi (MPC). Prioritou vo vývoji maximálnych prípustných koncentrácií v ovzduší je ZSSR. MPC - také koncentrácie, ktoré priame alebo nepriame účinky na osobu a jej potomkov nezhoršujú ich pracovnú kapacitu, pohodu, ako aj hygienické a životné podmienky ľudí.
Zovšeobecnenie všetkých informácií o MPC, ktoré dostanú všetky oddelenia, sa vykonáva v MGO (Hlavné geofyzikálne observatórium). Na určenie hodnôt ovzdušia na základe výsledkov pozorovaní sa namerané hodnoty koncentrácií porovnávajú s maximálnou jednotlivou maximálnou povolenou koncentráciou a počtom prípadov, kedy bola MPC prekročená, ako aj koľkokrát najväčšia hodnota bola vyššia ako MPC. Priemerná hodnota koncentrácie za mesiac alebo rok sa porovnáva s dlhodobým MPC - stredne stabilným MPC. Stav znečistenia ovzdušia viacerými látkami pozorovanými v atmosfére mesta sa hodnotí pomocou komplexného ukazovateľa - indexu znečistenia ovzdušia (API). Na tento účel sa MPC normalizoval na zodpovedajúce hodnoty a priemerné koncentrácie rôznych látok pomocou jednoduchých výpočtov viedli k hodnote koncentrácií oxidu siričitého a potom sa sčítali. Maximálne jednorazové koncentrácie hlavných znečisťujúcich látok boli najvyššie v Noriľsku (oxidy dusíka a síry), Frunze (prach), Omsku (oxid uhoľnatý). Miera znečistenia ovzdušia hlavnými znečisťujúcimi látkami je priamo závislá od priemyselného rozvoja mesta. Najvyššie maximálne koncentrácie sú typické pre mestá nad 500 tisíc obyvateľov. Znečistenie ovzdušia špecifickými látkami závisí od druhu priemyslu rozvinutého v meste. Ak sa vo veľkom meste nachádzajú podniky viacerých priemyselných odvetví, vzniká veľmi vysoká úroveň znečistenia ovzdušia, ale problém znižovania emisií mnohých špecifických látok stále zostáva nevyriešený.
CHEMICKÉ ZNEČISTENIE PRÍRODNEJ VODY.
Akýkoľvek vodný útvar alebo vodný zdroj je spojený s jeho vonkajším prostredím. Ovplyvňujú ho podmienky pre vznik povrchového alebo podzemného odtoku vôd, rôzne prírodné javy, priemysel, priemyselná a komunálna výstavba, doprava, hospodárska a domáca ľudská činnosť. Dôsledkom týchto vplyvov je vnášanie nových, neobvyklých látok do vodného prostredia – škodlivín, ktoré zhoršujú kvalitu vody. Znečistenie vstupujúce do vodného prostredia sa klasifikuje rôznymi spôsobmi v závislosti od prístupov, kritérií a úloh. Takže zvyčajne prideľujte chemické, fyzikálne a biologické znečistenie. Chemické znečistenie je zmena prirodzených chemických vlastností vody v dôsledku zvýšenia obsahu škodlivých nečistôt v nej, a to tak anorganického (minerálne soli, kyseliny, zásady, častice ílu), ako aj organickej povahy (ropa a ropné produkty, organické zvyšky, povrchovo aktívne látky, pesticídy).
anorganické znečistenie. Hlavnými anorganickými (minerálnymi) znečisťujúcimi látkami sladkých a morských vôd sú rôzne chemické zlúčeniny, ktoré sú toxické pre obyvateľov vodného prostredia. Ide o zlúčeniny arzénu, olova, kadmia, ortuti, chrómu, medi, fluóru. Väčšina z nich sa v dôsledku ľudskej činnosti dostane do vody. Ťažké kovy sú absorbované fytoplanktónom a potom prenesené cez potravinový reťazec do viac organizovaných organizmov. Toxický účinok niektorých najbežnejších znečisťujúcich látok v hydrosfére je uvedený v tabuľke 2:
tabuľka 2
|
Stupeň toxicity:
- - chýba
+ - veľmi slabé
++ - slabé
+++ - silný
++++ - veľmi silný.
K nebezpečným kontaminantom vodného prostredia patria okrem látok uvedených v tabuľke aj anorganické kyseliny a zásady, ktoré spôsobujú široký rozsah pH priemyselných odpadových vôd (1,0 - 11,0) a môžu zmeniť pH vodného prostredia na hodnoty. 5,0 alebo nad 8,0, zatiaľ čo ryby v sladkej a morskej vode môžu existovať iba v rozsahu pH 5,0 - 8,5. Medzi hlavné zdroje znečistenia hydrosféry minerálmi a biogénnymi prvkami treba spomenúť potravinárske podniky a poľnohospodárstvo. Ročne sa zo zavlažovanej pôdy vyplaví asi 6 miliónov ton solí. Do roku 2000 je možné zvýšiť ich hmotnosť až na 12 miliónov ton/rok. Odpady obsahujúce ortuť, olovo a meď sú lokalizované v oddelených oblastiach pri pobreží, ale niektoré z nich sú prenášané ďaleko za teritoriálne vody. Znečistenie ortuťou výrazne znižuje primárnu produkciu morských ekosystémov a bráni rozvoju fytoplanktónu. Odpady obsahujúce ortuť sa zvyčajne hromadia v spodných sedimentoch zátok alebo ústí riek. Jeho ďalšiu migráciu sprevádza akumulácia metylortuti a jej zaradenie do trofických reťazcov vodných organizmov. Známou sa tak stala choroba Minamata, ktorú prvýkrát objavili japonskí vedci u ľudí, ktorí jedli ryby ulovené v zálive Minamata, do ktorého sa nekontrolovateľne vypúšťali priemyselné odpadové vody s technogénnou ortuťou.
organické znečistenie. Spomedzi rozpustných látok dovezených do oceánu z pevniny majú pre obyvateľov vodného prostredia veľký význam nielen minerálne a biogénne prvky, ale aj organické zvyšky. Odstránenie organickej hmoty do oceánu sa odhaduje na 300 - 380 miliónov ton/rok. Odpadové vody obsahujúce suspenzie organického pôvodu alebo rozpustené organické látky nepriaznivo ovplyvňujú stav vodných útvarov. Pri usadzovaní suspenzie zaplavujú dno a spomaľujú vývoj alebo úplne zastavujú životnú aktivitu týchto mikroorganizmov zapojených do procesu samočistenia vody. Keď tieto sedimenty hnijú, môžu sa vytvárať škodlivé zlúčeniny a toxické látky, ako je sírovodík, ktoré vedú k znečisteniu všetkej vody v rieke. Prítomnosť suspenzií tiež sťažuje prienik svetla hlboko do vody a spomaľuje procesy fotosyntézy. Jednou z hlavných hygienických požiadaviek na kvalitu vody je obsah požadovaného množstva kyslíka v nej. Škodlivý účinok majú všetky nečistoty, ktoré tak či onak prispievajú k zníženiu obsahu kyslíka vo vode. Povrchovo aktívne látky - tuky, oleje, mazivá - vytvárajú na povrchu vody film, ktorý zabraňuje výmene plynov medzi vodou a atmosférou, čo znižuje stupeň nasýtenia vody kyslíkom. Značné množstvo organických látok, z ktorých väčšina nie je charakteristická pre prírodné vody, sa vypúšťa do riek spolu s priemyselnými a domácimi odpadovými vodami. Zvyšujúce sa znečistenie vodných plôch a kanalizácie sa pozoruje vo všetkých priemyselných krajinách. Informácie o obsahu niektorých organických látok v priemyselných odpadových vodách sú uvedené v tabuľke 3:
Tabuľka 3
V dôsledku rýchleho tempa urbanizácie a trochu pomalej výstavby čistiarní odpadových vôd alebo ich nevyhovujúcej prevádzky sú vodné nádrže a pôda znečistené domovým odpadom. Znečistenie je badateľné najmä v pomaly tečúcich alebo stojatých vodných útvaroch (nádrže, jazerá).
Organický odpad sa rozkladá vo vodnom prostredí a môže sa stať médiom pre patogénne organizmy. Voda kontaminovaná organickým odpadom sa stáva takmer nevhodnou na pitie a iné účely. Odpad z domácností je nebezpečný nielen preto, že je zdrojom niektorých ľudských chorôb (týfus, úplavica, cholera), ale aj preto, že na svoj rozklad vyžaduje veľa kyslíka. Ak sa domová odpadová voda dostane do nádrže vo veľmi veľkom množstve, potom obsah rozpustného kyslíka môže klesnúť pod úroveň potrebnú pre život morských a sladkovodných organizmov.
PROBLÉM ZNEČISTENIA SVETOVÉHO OCEÁNU (na príklade množstva organických zlúčenín).
Ropa a ropné produkty. Olej je viskózna olejovitá kvapalina, ktorá má tmavohnedú farbu a nízku fluorescenciu. Ropa pozostáva hlavne z nasýtených alifatických a hydroaromatických uhľovodíkov. Hlavné zložky ropy - uhľovodíky (až 98%) - sú rozdelené do 4 tried:
Parafíny (alkény) - (až 90% celkového zloženia) - stabilné látky, ktorých molekuly sú vyjadrené priamym a rozvetveným reťazcom atómov uhlíka. Ľahké parafíny majú maximálnu prchavosť a rozpustnosť vo vode.
Cykloparafíny - (30 - 60% z celkového zloženia) - nasýtené cyklické zlúčeniny s 5-6 atómami uhlíka v kruhu. Okrem cyklopentánu a cyklohexánu sa v oleji nachádzajú bicyklické a polycyklické zlúčeniny tejto skupiny. Tieto zlúčeniny sú veľmi stabilné a ťažko biologicky odbúrateľné.
aromatické uhľovodíky - (20 - 40% celkového zloženia) - nenasýtené cyklické zlúčeniny benzénového radu, obsahujúce o 6 atómov uhlíka v kruhu menej ako cykloparafíny. Olej obsahuje prchavé zlúčeniny s molekulou vo forme jedného kruhu (benzén, toluén, xylén), ďalej bicyklických (naftalén), semicyklických (pyrén).
Olefíny (alkény) - (do 10 % z celkového zloženia) - nenasýtené necyklické zlúčeniny s jedným alebo dvoma atómami vodíka na každom atóme uhlíka v molekule, ktorá má priamy alebo rozvetvený reťazec.
Ropa a ropné produkty sú najbežnejšími znečisťujúcimi látkami v oceánoch. Začiatkom 80. rokov sa do oceánu dostávalo ročne asi 6 miliónov ton ropy, čo predstavovalo 0,23 % svetovej produkcie. Najväčšie straty ropy sú spojené s jej prepravou z ťažobných oblastí. Núdzové situácie, vypúšťanie umývacej a balastnej vody cez palubu tankermi - to všetko vedie k prítomnosti trvalých polí znečistenia pozdĺž námorných trás. V období rokov 1962-79 sa v dôsledku nehôd do morského prostredia dostalo asi 2 milióny ton ropy. Za posledných 30 rokov, od roku 1964, bolo vo Svetovom oceáne vyvŕtaných asi 2 000 vrtov, z toho 1 000 a 350 priemyselných vrtov bolo vybavených len v Severnom mori. V dôsledku menších únikov sa ročne stratí 0,1 milióna ton ropy. Veľké masy ropy sa dostávajú do morí pozdĺž riek s domácimi a búrkovými odtokmi.
Objem znečistenia z tohto zdroja je 2,0 mil. ton/rok. Každý rok sa s priemyselnými odpadmi dostane 0,5 milióna ton ropy. Keď sa ropa dostane do morského prostredia, najskôr sa šíri vo forme filmu a vytvára vrstvy rôznej hrúbky. Podľa farby fólie môžete určiť jej hrúbku (tabuľka 4):
Tabuľka 4
|
Olejový film mení zloženie spektra a intenzitu prieniku svetla do vody. Svetelná priepustnosť tenkých vrstiev ropy je 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm).
Fólia s hrúbkou 30-40 mikrónov úplne absorbuje infračervené žiarenie. Po zmiešaní s vodou olej tvorí emulziu dvoch typov: priama - "olej vo vode" - a reverzná - "voda v oleji". Priame emulzie, zložené z kvapiek oleja do priemeru 0,5 µm, sú menej stabilné a sú charakteristické pre oleje obsahujúce povrchovo aktívne látky. Keď sa odstránia prchavé podiely, ropa vytvorí viskózne inverzné emulzie, ktoré môžu zostať na povrchu, byť unášané prúdom, vyplavené na breh a usadzovať sa na dne.
Pesticídy. Pesticídy sú skupinou umelých látok používaných na kontrolu škodcov a chorôb rastlín. Pesticídy sú rozdelené do nasledujúcich skupín: insekticídy - na boj proti škodlivému hmyzu, fungicídy a baktericídy - na boj proti bakteriálnym chorobám rastlín, herbicídy - proti burine. Zistilo sa, že pesticídy, ktoré ničia škodcov, poškodzujú mnohé užitočné organizmy a podkopávajú zdravie biocenóz. V poľnohospodárstve je dlhodobo problém prechodu od chemických (znečisťujúcich) na biologické (ekologické) metódy kontroly škodcov. V súčasnosti sa na svetový trh dostáva viac ako 5 miliónov ton pesticídov. Asi 1,5 milióna ton týchto látok sa už dostalo do suchozemských a morských ekosystémov popolom a vodou. Priemyselnú výrobu pesticídov sprevádza výskyt veľkého množstva vedľajších produktov, ktoré znečisťujú odpadové vody. Vo vodnom prostredí sú zástupcovia insekticídov, fungicídov a herbicídov bežnejší ako ostatní. Syntetizované insekticídy sú rozdelené do troch hlavných skupín: organochlórové, organofosforové a uhličitany. Organochlórové insekticídy sa získavajú chloráciou aromatických a heterocyklických kvapalných uhľovodíkov. Patria sem DDT a jeho deriváty, v molekulách ktorých sa zvyšuje stabilita alifatických a aromatických skupín v spoločnej prítomnosti, rôzne chlórované deriváty chlórdiénu (eldrin). Tieto látky majú polčas rozpadu až niekoľko desaťročí a sú veľmi odolné voči biodegradácii. Vo vodnom prostredí sa často vyskytujú polychlórované bifenyly - deriváty DDT bez alifatickej časti, v počte 210 homológov a izomérov. Za posledných 40 rokov sa pri výrobe plastov, farbív, transformátorov a kondenzátorov použilo viac ako 1,2 milióna ton polychlórovaných bifenylov. Polychlórované bifenyly (PCB) sa dostávajú do životného prostredia v dôsledku vypúšťania priemyselných odpadových vôd a spaľovaním tuhého odpadu na skládkach. Druhý zdroj dodáva PBC do atmosféry, odkiaľ s atmosférickými zrážkami vypadávajú do všetkých oblastí zemegule. Vo vzorkách snehu odobratých v Antarktíde bol teda obsah PBC 0,03 - 1,2 kg/l.
Syntetické povrchovo aktívne látky. Detergenty (tenzidy) patria do rozsiahlej skupiny látok, ktoré znižujú povrchové napätie vody. Sú súčasťou syntetických detergentov (SMC), široko používaných v každodennom živote a priemysle. Spolu s odpadovou vodou sa povrchovo aktívne látky dostávajú do kontinentálnych vôd a morského prostredia. SMS obsahujú polyfosforečnany sodné, v ktorých sú rozpustené detergenty, ako aj množstvo doplnkových zložiek, ktoré sú toxické pre vodné organizmy: dochucovadlá, bielidlá (persírany, perboritany), sódu, karboxymetylcelulózu, kremičitany sodné. V závislosti od charakteru a štruktúry hydrofilnej časti molekúl tenzidu sa delia na aniónové, katiónové, amfotérne a neiónové. Posledne menované netvoria vo vode ióny. Najbežnejšie medzi povrchovo aktívnymi látkami sú aniónové látky. Tvoria viac ako 50 % všetkých povrchovo aktívnych látok vyrobených na svete. Prítomnosť povrchovo aktívnych látok v priemyselných odpadových vodách je spojená s ich použitím v procesoch, ako je flotačná koncentrácia rúd, separácia produktov chemickej technológie, výroba polymérov, zlepšenie podmienok pre vŕtanie ropných a plynových vrtov a boj proti zariadeniam. korózia. V poľnohospodárstve sa povrchovo aktívne látky používajú ako súčasť pesticídov.
Zlúčeniny s karcinogénnymi vlastnosťami. Karcinogénne látky sú chemicky homogénne zlúčeniny, ktoré vykazujú transformačnú aktivitu a schopnosť spôsobovať karcinogénne, teratogénne (narušenie embryonálnych vývojových procesov) alebo mutagénne zmeny v organizmoch. V závislosti od podmienok expozície môžu viesť k inhibícii rastu, zrýchlenému starnutiu, narušeniu individuálneho vývoja a zmenám v genofonde organizmov. Medzi látky s karcinogénnymi vlastnosťami patria chlórované alifatické uhľovodíky, vinylchlorid a najmä polycyklické aromatické uhľovodíky (PAH). Maximálne množstvo PAU v súčasných sedimentoch Svetového oceánu (viac ako 100 μg/km hmotnosti sušiny) bolo zistené v tentonicky aktívnych zónach podliehajúcich hlbokému tepelnému pôsobeniu. Hlavnými antropogénnymi zdrojmi PAU v životnom prostredí sú pyrolýza organických látok pri spaľovaní rôznych materiálov, dreva a paliva.
Ťažké kovy.Ťažké kovy (ortuť, olovo, kadmium, zinok, meď, arzén) sú bežné a vysoko toxické znečisťujúce látky. Široko sa používajú v rôznych priemyselných výrobách, preto je aj napriek opatreniam na čistenie obsah zlúčenín ťažkých kovov v priemyselných odpadových vodách pomerne vysoký. Veľké masy týchto zlúčenín sa dostávajú do oceánu cez atmosféru. Pre morské biocenózy sú najnebezpečnejšie ortuť, olovo a kadmium. Ortuť je transportovaná do oceánu kontinentálnym odtokom a cez atmosféru. Pri zvetrávaní sedimentárnych a vyvrelých hornín sa ročne uvoľní 3,5 tisíc ton ortuti. Zloženie atmosférického prachu obsahuje asi 12 tisíc ton ortuti a významná časť je antropogénneho pôvodu. Približne polovica ročnej priemyselnej produkcie tohto kovu (910 tis. ton/rok) končí rôznymi spôsobmi v oceáne. V oblastiach znečistených priemyselnými vodami je koncentrácia ortuti v roztoku a suspenzii značne zvýšená. Niektoré baktérie zároveň premieňajú chloridy na vysoko toxickú metylortuť. Kontaminácia morských plodov opakovane viedla k otrave pobrežného obyvateľstva ortuťou. Do roku 1977 bolo 2 800 obetí choroby Minomata, ktorá bola spôsobená odpadovými produktmi z výroby vinylchloridu a acetaldehydu, pri ktorých sa ako katalyzátor používal chlorid ortutnatý. Do zálivu Minamata sa dostali nedostatočne vyčistené odpadové vody z podnikov. Ošípané sú typickým stopovým prvkom, ktorý sa nachádza vo všetkých zložkách životného prostredia: v horninách, pôde, prírodných vodách, atmosfére a živých organizmoch. Nakoniec sú ošípané aktívne rozptýlené do životného prostredia počas ľudskej činnosti. Ide o emisie z priemyselných a domácich odpadových vôd, z dymu a prachu z priemyselných podnikov, z výfukových plynov zo spaľovacích motorov. Migračný tok olova z kontinentu do oceánu nejde len s odtokom z riek, ale aj cez atmosféru. S kontinentálnym prachom oceán dostáva (20-30) ton olova ročne.
Vypúšťanie odpadu do mora za účelom zneškodnenia (vypúšťanie). Mnohé krajiny s prístupom k moru uskutočňujú morské pochovávanie rôznych materiálov a látok, najmä pôdy vykopanej počas bagrovania, vrtnej trosky, priemyselného odpadu, stavebného odpadu, pevného odpadu, výbušnín a chemikálií a rádioaktívneho odpadu. Objem hrobov predstavoval asi 10 % z celkovej hmotnosti znečisťujúcich látok vstupujúcich do Svetového oceánu. Základom vypúšťania do mora je schopnosť morského prostredia spracovať veľké množstvo organických a anorganických látok bez veľkého poškodenia vody. Táto schopnosť však nie je neobmedzená.
Preto sa dumping považuje za nútené opatrenie, dočasný hold spoločnosti nedokonalosti technológie. Priemyselné trosky obsahujú rôzne organické látky a zlúčeniny ťažkých kovov. Odpad z domácností obsahuje v priemere (na hmotnosť sušiny) 32 – 40 % organických látok; 0,56 % dusíka; 0,44 % fosforu; 0,155 % zinku; 0,085 % olova; 0,001 % ortuti; 0,001 % kadmia. Pri vypúšťaní, prechode materiálu cez vodný stĺpec, časť škodlivín prechádza do roztoku, čím sa mení kvalita vody, druhá je sorbovaná suspendovanými časticami a odchádza do spodných sedimentov. Zároveň sa zvyšuje zákal vody. Prítomnosť organických látok často vedie k rýchlej spotrebe kyslíka vo vode a často k jeho úplnému vymiznutiu, rozpúšťaniu suspenzií, hromadeniu kovov v rozpustenej forme a objaveniu sa sírovodíka.
Prítomnosť veľkého množstva organickej hmoty vytvára v pôde stabilné redukčné prostredie, v ktorom sa objavuje špeciálny typ intersticiálnej vody s obsahom sírovodíka, amoniaku a kovových iónov. Bentické organizmy a iné sú v rôznej miere ovplyvnené vynášanými materiálmi.V prípade tvorby povrchových filmov s obsahom ropných uhľovodíkov a tenzidov dochádza k narušeniu výmeny plynov na rozhraní vzduch-voda. Znečisťujúce látky vstupujúce do roztoku sa môžu hromadiť v tkanivách a orgánoch hydrobiantov a pôsobiť na ne toxicky. Sypanie sypaných materiálov na dno a dlhotrvajúci zvýšený zákal danej vody vedie k úhynu neaktívnych foriem bentosu udusením. U prežívajúcich rýb, mäkkýšov a kôrovcov je rýchlosť rastu znížená v dôsledku zhoršenia podmienok kŕmenia a dýchania. Druhové zloženie daného spoločenstva sa často mení. Pri organizovaní systému kontroly vypúšťania odpadov do mora má rozhodujúci význam vymedzenie skládok, určenie dynamiky znečistenia morskej vody a dnových sedimentov. Na identifikáciu možných objemov vypúšťania do mora je potrebné vykonať výpočty všetkých znečisťujúcich látok v zložení vypúšťaného materiálu.
tepelné znečistenie. K tepelnému znečisteniu povrchu nádrží a pobrežných morských oblastí dochádza v dôsledku vypúšťania ohriatych odpadových vôd z elektrární a niektorých priemyselných výrob. Vypúšťanie ohriatej vody v mnohých prípadoch spôsobuje zvýšenie teploty vody v nádržiach o 6-8 stupňov Celzia. Plocha vyhrievaných vodných plôch v pobrežných oblastiach môže dosiahnuť 30 metrov štvorcových. km. Stabilnejšie teplotné rozvrstvenie zabraňuje výmene vody medzi povrchovou a spodnou vrstvou. Znižuje sa rozpustnosť kyslíka a zvyšuje sa jeho spotreba, keďže so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje aktivita aeróbnych baktérií, ktoré rozkladajú organickú hmotu. Zvyšuje sa druhová diverzita fytoplanktónu a celej flóry rias.
Na základe zovšeobecnenia materiálu možno usúdiť, že vplyvy antropogénneho vplyvu na vodné prostredie sa prejavujú na individuálnej a populačno-biocenotickej úrovni a dlhodobé pôsobenie polutantov vedie k zjednodušeniu ekosystému.
ZNEČISTENIE PÔDY.
Pôdna pokrývka Zeme je najdôležitejšou zložkou biosféry Zeme. Je to obal pôdy, ktorý určuje mnohé procesy prebiehajúce v biosfére.
Najdôležitejším významom pôd je akumulácia organickej hmoty, rôznych chemických prvkov a energie. Pôdny kryt funguje ako biologický absorbér, ničiteľ a neutralizátor rôznych kontaminantov. Ak sa toto prepojenie biosféry zničí, potom sa nenávratne naruší doterajšie fungovanie biosféry. Preto je mimoriadne dôležité študovať globálny biochemický význam pôdneho krytu, jeho súčasný stav a zmeny pod vplyvom antropogénnej činnosti. Jedným z typov antropogénneho vplyvu je znečistenie pesticídmi.
Pesticídy ako znečisťujúci faktor. Objav pesticídov – chemických prostriedkov na ochranu rastlín a živočíchov pred rôznymi škodcami a chorobami – je jedným z najdôležitejších výdobytkov modernej vedy. Dnes sa vo svete aplikuje 300 kg chemikálií na 1 hektár. V dôsledku dlhodobého používania pesticídov v poľnohospodárstve a medicíne (vektorová kontrola) však takmer všeobecne dochádza k poklesu účinnosti v dôsledku vývoja rezistentných kmeňov škodcov a šírenia „nových“ škodcov, ktorých prirodzení nepriatelia a konkurenti boli zničené pesticídmi. Zároveň sa v celosvetovom meradle začal prejavovať účinok pesticídov. Z obrovského množstva hmyzu je škodlivých len 0,3 % alebo 5 tisíc druhov. Rezistencia voči pesticídom bola zistená u 250 druhov. Toto je umocnené fenoménom skríženej rezistencie, ktorý spočíva v tom, že zvýšená rezistencia na pôsobenie jedného liečiva je sprevádzaná rezistenciou na zlúčeniny iných tried. Zo všeobecného biologického hľadiska možno rezistenciu považovať za zmenu populácií v dôsledku prechodu z citlivého kmeňa na rezistentný kmeň rovnakého druhu v dôsledku selekcie spôsobenej pesticídmi. Tento jav je spojený s genetickými, fyziologickými a biochemickými preskupeniami organizmov. Nadmerné používanie pesticídov (herbicídy, insekticídy, defolianty) negatívne ovplyvňuje kvalitu pôdy. V tejto súvislosti sa intenzívne skúma osud pesticídov v pôdach a možnosti a možnosti ich neutralizácie chemickými a biologickými metódami. Je veľmi dôležité vytvárať a používať len lieky s krátkou životnosťou, meranou v týždňoch alebo mesiacoch. V tejto oblasti sa už dosiahol určitý pokrok a zavádzajú sa lieky s vysokou mierou ničenia, ale problém ako celok ešte nie je vyriešený.
Vplyv kyslej atmosféry na pôdu. Jedným z najakútnejších globálnych problémov súčasnosti a dohľadnej budúcnosti je problém zvyšovania kyslosti zrážok a pôdnej pokrývky. Oblasti kyslých pôd nepoznajú suchá, ale ich prirodzená úrodnosť je znížená a nestabilná; rýchlo sa vyčerpávajú a výnosy sú nízke. Kyslé dažde spôsobujú nielen acidifikáciu povrchových vôd a horných pôdnych horizontov. Kyslosť so zostupnými vodnými tokmi zasahuje do celého pôdneho profilu a spôsobuje výrazné okyslenie podzemných vôd. Kyslé dažde vznikajú v dôsledku ľudskej ekonomickej činnosti, sprevádzanej emisiou obrovského množstva oxidov síry, dusíka a uhlíka. Tieto oxidy, ktoré sa dostávajú do atmosféry, sa prepravujú na veľké vzdialenosti, interagujú s vodou a menia sa na roztoky zmesi kyselín sírovej, sírovej, dusnej, dusičnej a uhličitej, ktoré vo forme „kyslých dažďov“ padajú na zem a interagujú s rastliny, pôdy, vody. Hlavnými zdrojmi v atmosfére sú spaľovanie bridlice, ropy, uhlia, plynu v priemysle, poľnohospodárstve a doma. Ekonomická činnosť človeka takmer zdvojnásobila vstup oxidov síry, dusíka, sírovodíka a oxidu uhoľnatého do atmosféry. Prirodzene to ovplyvnilo zvýšenie kyslosti atmosférických zrážok, podzemných a podzemných vôd. Na vyriešenie tohto problému je potrebné zvýšiť objem systematických reprezentatívnych meraní zlúčenín znečisťujúcich ovzdušie na veľkých plochách.
ZÁVER.
Ochrana prírody je úlohou nášho storočia, problémom, ktorý sa stal spoločenským. Znovu a znovu počúvame o nebezpečenstve, ktoré ohrozuje životné prostredie, no napriek tomu ich mnohí považujeme za nepríjemný, no nevyhnutný produkt civilizácie a veríme, že ešte stihneme zvládnuť všetky ťažkosti, ktoré vyšli najavo.
Vplyv človeka na životné prostredie však nadobudol alarmujúce rozmery. Na zásadné zlepšenie situácie budú potrebné cieľavedomé a premyslené kroky. Zodpovedná a efektívna politika voči životnému prostrediu bude možná len vtedy, ak budeme zhromažďovať spoľahlivé údaje o aktuálnom stave životného prostredia, podložené poznatky o interakcii dôležitých faktorov životného prostredia, ak vyvinieme nové metódy na zníženie a prevenciu škôd spôsobených prírode Muž.
Vplyv chemickej výroby na životné prostredie
Chemická výroba má mnohoraký vplyv na životné prostredie. Vo všeobecnosti možno rozlíšiť tri typy vplyvu:
- znečistenie prírodného prostredia chemikáliami,
- vyčerpanie prírodných zdrojov;
- zmeny v prírode a vznik antropogénnej (technogénnej) krajiny.
V skutočnosti všetky tieto tri typy interakcie spolu súvisia a možno ich oddeliť len v extrémnych prípadoch. Pozrime sa na tieto účinky podrobnejšie.
Znečistenie prírodného prostredia chemikáliami v dôsledku práce chemického podniku je správnejšie spojené s nekontrolovaným tokom odpadu z tejto výroby do prírodného prostredia. V tomto prípade by mal odpad zahŕňať všetky emisie, vypúšťanie, straty hlavných a pomocných produktov atď. Zrejme je správnejšie používať pojem znečisťujúca látka, pod ktorým sa rozumie každý chemický produkt, ktorý sa dostáva do životného prostredia alebo sa v ňom vyskytuje v množstvách prekračujúcich hranice obvyklého obsahu, obmedzujúce prirodzené výkyvy, prípadne priemerné prirodzené pozadie v čase v r. otázka.
V emisiách prachu zo závodu Petrochemia v Plocku (Poľsko) je teda obsah hliníka 69,3, vanádu - 22,4, železa - 9,0, niklu - 2,58, ťažkých kovov (olovo, chróm, kobalt, molybdén, kadmium atď.) - 0,43 % (máj). Okolo závodu na ploche cca 150m2. km ročne spadne 924 ton zlúčenín vanádu, 105 ton niklu, 37 ton olova, 765 ton železa a asi 70 ton zlúčenín iných kovov. Akumulácia ťažkých kovov v rastlinách je 2...3 krát vyššia ako v oblastiach vzdialenejších od závodu (údaje z roku 1986).
Chemické podniky sú zdrojom znečistenia nielen ovzdušia, ale aj vodných plôch s odpadovými vodami. Pri výrobe minerálnych a anorganických solí teda vznikajú odpadové vody obsahujúce anorganické kyseliny, zásady, soli: fluoridy, sírany, fosforečnany atď.
Produkcia hlavnej organickej a petrochemickej syntézy obsahuje mastné kyseliny, aromatické zlúčeniny, alkoholy vo vypúšťaných odpadových vodách (výpustiach).
Ropné rafinérie a podniky na tepelné spracovanie tuhých palív vypúšťajú spolu s odpadovými vodami ropné produkty, oleje a živice, fenoly, povrchovo aktívne látky (tenzidy) atď.. Výroba syntetických živíc, polymérov, syntetických vlákien obsahuje makromolekulové látky, monoméry. polymérne častice atď. d.
Tuhé odpady z chemického priemyslu pri nekontrolovanom uvoľňovaní do životného prostredia tiež spôsobujú jeho znečistenie.
Nebezpečenstvo pre životné prostredie predstavujú nielen odpady z chemickej výroby, ale aj ich produkty, keď sa nekontrolovateľne dostanú do prírodného prostredia. Posledná okolnosť je spôsobená toxicitou chemických produktov.
Zlúčenina zo skupiny nitrozamínov syntetizovaná napríklad v Oak Ridges totiž spôsobuje u myší mutácie 5-krát väčšie ako ich ožiarenie dávkou 600 radov. Je zrejmé, že vstup takejto látky do prirodzeného prostredia dramaticky zvyšuje riziko mutácií v živých organizmoch.
Vyčerpávanie prírodných zdrojov je druhým typom vplyvu chemickej (chemicko-metalurgickej) výroby na životné prostredie. Ilustráciou toho je myšlienka integrálneho zdroja, ktorú navrhli akademici N. P. Fedorsenko a N. F. Rsimmsrs (obr. 3.5).
Ryža. 3.5. Schéma znázorňujúca zhoršovanie kvality prírodných zdrojov (integrálneho zdroja) v dôsledku technogénneho vplyvu:
a - počiatočná hladina podzemnej vody; 6 - hladina podzemnej vody v dôsledku hospodárskej činnosti; 1 - odlesňovanie; 2 - reliéfna deštrukcia; 3 - smrť rýb; 4 - zanesenie nádrže; 5 - zníženie hladiny rieky; 6 - zníženie výroby elektriny vo vodných elektrárňach v dôsledku poklesu hladiny rieky: 7 - odlesňovanie v dôsledku znečistenia ovzdušia
Zvláštnosťou integrálneho zdroja je, že kvalitatívna alebo kvantitatívna zmena jednej zo zložiek integrálneho zdroja nevyhnutne vedie k viac či menej viditeľným zmenám v množstve a kvalite ostatných zložiek tohto zdroja.
Výstavbu chemického závodu a ťažbu niektorých špecifických surovín ním teda sprevádza zhoršovanie kvality prírodných zdrojov, ich vyčerpávanie a znečisťovanie životného prostredia.
Zmena prírodnej krajiny a vznik antropogénnej krajiny priamo vyplýva z ďalšieho vývoja koncepcie integrálneho zdroja. Zhoršovanie hodnoty prírodných zdrojov (najmä estetických a rekreačných) nevyhnutne sprevádza premenu prírodnej krajiny na antropogénnu (technogénnu).
Klasifikácia prírodno-technogénnych krajín je uvedená na obr. 3.6.
Ryža. 3.6. Klasifikácia prírodno-technogénnej krajiny
Antropogénna krajina - krajina, ktorej vznik a štruktúra sú determinované ľudskou činnosťou; Delí sa na dva typy: kultúrny (prvý) a akultúrny (druhý).
Kultúrna je výsledkom cieľavedomej ľudskej činnosti, je neustále udržiavaná človekom v správnom stave na vykonávanie určitých úloh (takéto krajiny zahŕňajú obrábané polia, parky, záhrady atď.).
Druhý typ krajiny - akultúrna - nie je priamo vytvorený a je často výsledkom nežiaducich prírodných procesov spôsobených ľudskou činnosťou: vývoj roklín na poliach je najčastejšie výsledkom porušenia poľnohospodárskej techniky; k zaplavovaniu brehov nádrží nížinných riek dochádza v dôsledku prudkého spomalenia toku vody a zvýšenia hladiny podzemnej vody; tvorba závrtov a pokles pôdy je často spojený so závalmi podzemných dutín v dôsledku podzemnej ťažby atď.
Účel štúdie: Skúmať vplyv priemyslu na povahu planéty. Úlohy: 1. Popíšte interakciu priemyselných podnikov s prostredím; 2. Ukážte vplyv znečistenia životného prostredia na životné prostredie; 3. Formovať spoločnú ekologickú kultúru človeka.
Vo všetkých fázach svojho vývoja bol človek úzko spätý s vonkajším svetom. Ale od vzniku vysoko priemyselnej spoločnosti sa nebezpečný zásah človeka do prírody dramaticky zvýšil. Človek musí čoraz viac zasahovať do ekonomiky biosféry – tej časti našej planéty, v ktorej existuje život. V súčasnosti existuje niekoľko zdrojov znečistenia životného prostredia. Jedným z nich je priemysel.
Je známe, že k znečisteniu ovzdušia dochádza najmä v dôsledku práce priemyslu, dopravy a pod., ktoré spolu ročne vypustia „do vetra“ viac ako miliardu pevných a plynných častíc. Hlavnými znečisťovateľmi ovzdušia sú dnes oxid uhoľnatý a oxid siričitý. V súčasnosti sa všeobecne uznáva, že priemyselná výroba najviac znečisťuje ovzdušie. Zdroje znečistenia - tepelné elektrárne, ktoré spolu s dymom vypúšťajú do ovzdušia oxid siričitý a oxid uhličitý; hutnícke podniky, najmä hutníctvo neželezných kovov, ktoré vypúšťajú do ovzdušia oxidy dusíka, sírovodík, chlór, fluór, amoniak, zlúčeniny fosforu, častice a zlúčeniny ortuti a arzénu; chemické a cementárne. Škodlivé plyny sa dostávajú do ovzdušia v dôsledku spaľovania palív pre priemyselné potreby, vykurovanie domácností, dopravu, spaľovanie a spracovanie domových a priemyselných odpadov. Najbežnejšie látky znečisťujúce ovzdušie sa do nej dostávajú najmä v dvoch formách: buď vo forme suspendovaných častíc alebo vo forme plynov. Znečistenie vzduchu
Znečistenie vôd Ľudstvo využíva pre svoje potreby najmä sladkú vodu. Ich objem je o niečo viac ako 2% hydrosféry a distribúcia vodných zdrojov na celom svete je mimoriadne nerovnomerná. V Európe a Ázii, kde žije 70 % svetovej populácie, je sústredených len 39 % riečnych vôd. Celková spotreba riečnych vôd sa z roka na rok zvyšuje vo všetkých regiónoch sveta. Nedostatok vody sa zhoršuje zhoršovaním jej kvality. Vody používané v priemysle, poľnohospodárstve a každodennom živote sa vracajú do vodných útvarov vo forme nedostatočne čistených alebo vo všeobecnosti neupravených odpadových vôd. K znečisteniu hydrosféry teda dochádza predovšetkým v dôsledku vypúšťania priemyselných, poľnohospodárskych a domácich odpadových vôd do riek, jazier a morí. V súčasnosti sú mnohé rieky vysoko znečistené - Dunaj, Volga, Dneper, Dnester atď. Znečistenie svetového oceánu rastie. A tu zohráva významnú úlohu nielen znečistenie odpadovými vodami, ale aj prenikanie veľkého množstva ropných produktov do vôd morí a oceánov. Jednou z hlavných hygienických požiadaviek na kvalitu vody je obsah požadovaného množstva kyslíka v nej. Škodlivé účinky má všetko znečistenie, ktoré tak či onak prispieva k zníženiu kyslíka vo vode. Zvyšujúce sa znečistenie vodných plôch a kanalizácie sa pozoruje vo všetkých priemyselných krajinách.
Znečistenie pôdy Pôdna pokrývka Zeme je najdôležitejšou zložkou biosféry Zeme. Je to obal pôdy, ktorý určuje mnohé procesy prebiehajúce v biosfére. Znečistenie pôdy je ťažko klasifikovateľné, v rôznych zdrojoch je ich rozdelenie dané rôznym spôsobom. Ak zovšeobecňujeme a zvýrazníme hlavnú vec, pozorujeme nasledujúci obraz znečistenia pôdy: odpadky, emisie, skládky, sedimentárne horniny; ťažké kovy; pesticídy; rádioaktívne látky. Najdôležitejším významom pôd je akumulácia organickej hmoty, rôznych chemických prvkov a energie. Pôdny kryt funguje ako biologický absorbér, ničiteľ a neutralizátor rôznych kontaminantov. Ak sa toto prepojenie biosféry zničí, potom sa nenávratne naruší doterajšie fungovanie biosféry. Preto je mimoriadne dôležité študovať globálny biochemický význam pôdneho krytu, jeho súčasný stav a zmeny pod vplyvom antropogénnej činnosti. Jedným z typov antropogénneho vplyvu je znečistenie pesticídmi. Takmer všetky znečisťujúce látky, ktoré sa pôvodne uvoľňujú do atmosféry, končia na zemi a vo vode. Usadzujúce sa aerosóly môžu obsahovať toxické ťažké kovy – olovo, ortuť, meď, vanád, kobalt, nikel. Zvyčajne sú neaktívne a hromadia sa v pôde. Ale kyseliny sa do pôdy dostávajú aj dažďom. Spojením s ním sa kovy môžu zmeniť na rozpustné zlúčeniny dostupné pre rastliny. Látky, ktoré sú neustále prítomné v pôde, tiež prechádzajú do rozpustných foriem, čo niekedy vedie k smrti rastlín.
Problém zvyškov kyselín Jedným z najakútnejších globálnych problémov súčasnosti a budúcnosti je problém zvyšovania kyslosti zrážok a pôdneho pokryvu. Ročne sa do zemskej atmosféry uvoľní asi 200 miliónov pevných častíc (prach, sadze atď.), 200 miliónov ton oxidu siričitého (SO2), 700 miliónov ton oxidu siričitého. ton oxidu uhoľnatého, 150 mil. ton oxidov dusíka, čo je celkovo viac ako 1 miliarda ton škodlivých látok. Kyslé dažde (alebo správnejšie), kyslé zrážky, pretože spad škodlivých látok môže nastať vo forme dažďa aj vo forme snehu, krúp, spôsobiť obrovské škody. V dôsledku kyslých zrážok je narušená rovnováha v ekosystémoch. Oblasti kyslých pôd nepoznajú suchá, ale ich prirodzená úrodnosť je znížená a nestabilná; rýchlo sa vyčerpávajú a ich výnosy sú nízke; hrdza kovových konštrukcií; budovy, stavby a pod. Kyslé dažde spôsobujú nielen acidifikáciu povrchových vôd a horných pôdnych horizontov. Kyslosť so zostupnými vodnými tokmi zasahuje do celého pôdneho profilu a spôsobuje výrazné okyslenie podzemných vôd. Kyslé dažde sa vyskytujú v dôsledku ľudskej činnosti, sprevádzané emisiami obrovského množstva oxidov síry, dusíka, uhlíka. Tieto oxidy, ktoré sa dostávajú do atmosféry, sa prepravujú na veľké vzdialenosti, interagujú s vodou a menia sa na roztoky zmesi kyselín sírovej, sírovej, dusičnej, dusičnej a uhličitej, ktoré vo forme kyslého dažďa padajú na pevninu a interagujú s rastlinami, pôdy, vody. Jednou z príčin odumierania lesov v mnohých regiónoch sveta sú kyslé dažde. Na vyriešenie tohto problému je potrebné zvýšiť objem systematických meraní zlúčenín znečisťujúcich ovzdušie na veľkých plochách.
Problém skleníkového efektu Až do polovice XX storočia. klimatické výkyvy relatívne málo záviseli od človeka a jeho ekonomickej aktivity. Za posledné desaťročia sa táto situácia dosť dramaticky zmenila. V dôsledku antropogénnej činnosti sa množstvo oxidu uhličitého v atmosfére neustále zvyšuje, čo vedie k zvýšeniu skleníkového efektu a prispieva k zvýšeniu teploty vzduchu v blízkosti zemského povrchu. Zmena priemernej teploty vzduchu priamo súvisí so zmenou plochy snehovej a ľadovej pokrývky. Ľadový režim závisí od príchodu slnečného žiarenia, teploty vzduchu v teplom a chladnom období. Aktívne topenie arktického morského ľadu sa podľa odborníkov začne zvýšením priemernej teploty vzduchu na severnej pologuli asi o 2°C. Klimatické zmeny ovplyvňujú modely zrážok. Otepľovanie vedie k zvýšeniu vyparovania z povrchu oceánov a následne k zvýšeniu množstva zrážok, ktoré padajú na zemský povrch. Klimatické zmeny nevyhnutne ovplyvňujú hladinu svetového oceánu. Predpokladalo sa, že západná časť antarktického ľadovca je nestabilná a mohla by sa v priebehu niekoľkých desaťročí zrútiť (s rýchlym otepľovaním), čo by zvýšilo hladinu oceánu asi o 5 m a viedlo k zaplaveniu veľkých plôch zemského povrchu. .
Problém ozónovej vrstvy Ekologický problém ozónovej vrstvy nie je z vedeckého hľadiska o nič menej zložitý. Ako viete, život na Zemi sa objavil až po vytvorení ochrannej ozónovej vrstvy planéty, ktorá ju zakryla pred krutým ultrafialovým žiarením. Problém ozónovej vrstvy vznikol v roku 1982, keď sonda vypustená z britskej stanice v Antarktíde zaznamenala prudký pokles ozónu vo výške kilometrov. Odvtedy sa nad Antarktídou neustále zaznamenáva ozónová „diera“ rôznych tvarov a veľkostí. Podľa posledných údajov za rok 1992 je to rovných 23 miliónov kilometrov štvorcových, teda plocha rovnajúca sa celej Severnej Amerike. Neskôr bola rovnaká „diera“ objavená nad kanadským arktickým súostrovím, nad Svalbardom a potom na rôznych miestach Eurázie, najmä nad Voronežom. Poškodenie ozónovej vrstvy je oveľa nebezpečnejšou realitou pre všetok život na Zemi ako pád nejakého superveľkého meteoritu, pretože ozón nedovoľuje nebezpečnému žiareniu dostať sa na zemský povrch. V prípade poklesu ozónu ľudstvu hrozí minimálne prepuknutie rakoviny kože a očných chorôb. Vo všeobecnosti môže zvýšenie dávky ultrafialových lúčov oslabiť imunitný systém človeka a zároveň znížiť úrodu polí, znížiť už tak úzku základňu zásobovania Zemou potravinami. Vedci sa domnievajú, že dôvodom vzniku takzvaných ozónových dier v atmosfére sú chlórfluórované uhľovodíky. Aplikácia dusíkatých hnojív v poľnohospodárstve; chlórovanie pitnej vody, hasenie požiarov, rozpúšťadlá a aerosóly viedli k tomu, že milióny ton chlórfluórmetánu sa dostali do nižšej atmosféry ako bezfarebný neutrálny plyn. Smerom nahor sa chlórfluórmetány pôsobením UV žiarenia rozkladajú na množstvo zlúčenín, z ktorých oxid chlóru najintenzívnejšie ničí ozón. Zistilo sa tiež, že veľa ozónu ničia raketové motory moderných lietadiel lietajúcich vo veľkých výškach, ako aj pri vypúšťaní kozmických lodí a satelitov.
Medzinárodná spolupráca v oblasti ochrany životného prostredia Medzinárodná spolupráca pri riešení globálnych environmentálnych problémov je medzinárodná aktivita na vládnej a mimovládnej úrovni, realizovaná v rámci medzištátnych dohôd, medzinárodných programov OSN, UNESCO a pod., environmentálnych programov. a projekty realizované súkromnými a verejnými environmentálnymi organizáciami, fondy a zamerané na zjednotenie úsilia štátov, jednotlivcov a verejných združení pri prekonávaní globálnych environmentálnych problémov ľudstva. Medzinárodná spolupráca v oblasti ochrany životného prostredia sa riadi medzinárodným právom životného prostredia, ktoré vychádza zo všeobecne uznávaných princípov a noriem. Vysoká priorita environmentálneho faktora v medzinárodných vzťahoch sa neustále zvyšuje, čo súvisí so zhoršovaním stavu životného prostredia.
Záver: Vplyv človeka na životné prostredie nadobudol alarmujúce rozmery. Na zásadné zlepšenie situácie budú potrebné cieľavedomé a premyslené kroky. Zodpovedná a efektívna politika voči životnému prostrediu bude možná len vtedy, ak budeme zhromažďovať spoľahlivé údaje o aktuálnom stave životného prostredia, podložené poznatky o interakcii dôležitých faktorov životného prostredia, ak vyvinieme nové metódy na zníženie a prevenciu škôd spôsobených prírode Muž. Problém rozumného sebaobmedzenia ľudskej spoločnosti vo vzťahu k prírode je čoraz dôležitejší. Samozrejme, priebeh ľudského vývoja, jeho inváziu do prírody nemožno zastaviť. Antropogénne zmeny v prírodnom prostredí sú nevyhnutné, no z vedeckého hľadiska nemusia byť nevyhnutne nepriaznivé. Na vytvorenie harmonického života ľudí na Zemi je potrebné stanoviť nové humanistické hodnoty, vybudovať spravodlivú spoločnosť, ktorá chráni prírodu. Hypotéza sa potvrdila.
Informačné zdroje ru.wikipedia.org php Veľká encyklopédia Cyrila a Metoda 2008 I.Yu. Aleksashina „Univerzálna referenčná kniha pre školákov. Kniha 1.", "VŠETKY", 2004
Úvod.
Následky havárie ropovodu. 1996
Vo všetkých fázach svojho vývoja bol človek úzko spätý s vonkajším svetom. Ale od vzniku vysoko industrializovanej spoločnosti sa nebezpečný ľudský zásah do prírody dramaticky zvýšil, rozsah tohto zásahu sa rozšíril, stal sa rôznorodejším a teraz hrozí, že sa stane globálnym nebezpečenstvom pre ľudstvo. Zvyšuje sa spotreba neobnoviteľných surovín, z ekonomiky odchádza čoraz viac ornej pôdy, preto sa na nich stavajú mestá a továrne. Človek musí čoraz viac zasahovať do ekonomiky biosféry – tej časti našej planéty, v ktorej existuje život. Biosféra Zeme v súčasnosti podlieha rastúcemu antropogénnemu vplyvu. Zároveň možno rozlíšiť niekoľko najvýznamnejších procesov, z ktorých žiadny nezlepšuje ekologickú situáciu na planéte.
Najrozsiahlejšie a najvýznamnejšie je chemické znečistenie životného prostredia látkami chemickej povahy, ktoré sú preň neobvyklé. Medzi nimi sú plynné a aerosólové znečisťujúce látky priemyselného a domáceho pôvodu. Napreduje aj hromadenie oxidu uhličitého v atmosfére. Ďalší rozvoj tohto procesu posilní nežiaduci trend zvyšovania priemernej ročnej teploty na planéte. Ekológov znepokojuje aj pokračujúce znečisťovanie svetového oceánu ropou a ropnými produktmi, ktoré už zasiahlo 1/5 jeho celkovej plochy. Ropné znečistenie tejto veľkosti môže spôsobiť výrazné narušenie výmeny plynu a vody medzi hydrosférou a atmosférou. O význame chemickej kontaminácie pôdy pesticídmi a jej zvýšenej kyslosti, vedúcej ku kolapsu ekosystému, niet pochýb. Vo všeobecnosti všetky uvažované faktory, ktoré možno pripísať znečisťujúcemu účinku, majú významný vplyv na procesy prebiehajúce v biosfére.
Chemické znečistenie biosféry.
Človek znečisťuje ovzdušie už tisícročia, no následky používania ohňa, ktorý počas celého tohto obdobia používal, boli nepatrné. Musel som sa zmieriť s tým, že dym prekáža pri dýchaní a že sadze ležia v čiernom kryte na strope a stenách príbytku. Výsledné teplo bolo pre človeka dôležitejšie ako čistý vzduch a nedokončené steny jaskyne. Toto počiatočné znečistenie ovzdušia nebolo problémom, pretože ľudia vtedy žili v malých skupinách, ktoré obývali nesmierne rozsiahle nedotknuté prírodné prostredie. A ani výraznú koncentráciu ľudí na relatívne malom území, ako tomu bolo v klasickom staroveku, ešte nesprevádzali vážne následky.
Tak to bolo až do začiatku devätnásteho storočia. Až za posledných sto rokov nás rozvoj priemyslu „obdaroval“ takými výrobnými procesmi, ktorých dôsledky si človek v prvom momente ešte nevedel predstaviť. Vznikli miliónové mestá, ktorých rast sa nedá zastaviť. To všetko je výsledkom veľkých vynálezov a výdobytkov človeka.
V zásade existujú tri hlavné zdroje znečistenia ovzdušia: priemysel, domáce kotolne, doprava. Podiel každého z týchto zdrojov na celkovom znečistení ovzdušia sa veľmi líši od miesta k miestu. V súčasnosti sa všeobecne uznáva, že priemyselná výroba najviac znečisťuje ovzdušie. Zdroje znečistenia - tepelné elektrárne, ktoré spolu s dymom vypúšťajú do ovzdušia oxid siričitý a oxid uhličitý; hutnícke podniky, najmä hutníctvo neželezných kovov, ktoré vypúšťajú do ovzdušia oxidy dusíka, sírovodík, chlór, fluór, amoniak, zlúčeniny fosforu, častice a zlúčeniny ortuti a arzénu; chemické a cementárne. Škodlivé plyny sa dostávajú do ovzdušia v dôsledku spaľovania palív pre priemyselné potreby, vykurovanie domácností, dopravu, spaľovanie a spracovanie domových a priemyselných odpadov. Látky znečisťujúce ovzdušie sa delia na primárne, ktoré vstupujú priamo do atmosféry, a sekundárne, ktoré sú výsledkom ich premeny. Takže oxid siričitý vstupujúci do atmosféry sa oxiduje na anhydrid kyseliny sírovej, ktorý interaguje s vodnou parou a vytvára kvapôčky kyseliny sírovej. Keď anhydrid kyseliny sírovej reaguje s amoniakom, tvoria sa kryštály síranu amónneho. Podobne v dôsledku chemických, fotochemických, fyzikálno-chemických reakcií medzi znečisťujúcimi látkami a zložkami atmosféry vznikajú ďalšie sekundárne znaky. Hlavným zdrojom pyrogénneho znečistenia planéty sú tepelné elektrárne, hutnícke a chemické podniky, kotolne, ktoré spotrebujú viac ako 70 % ročne vyrobených tuhých a kvapalných palív. Hlavné škodlivé nečistoty pyrogénneho pôvodu sú tieto:
Oxid uhoľnatý. Získava sa nedokonalým spaľovaním uhlíkatých látok. Do ovzdušia sa dostáva v dôsledku spaľovania tuhého odpadu, výfukových plynov a emisií z priemyselných podnikov. Ročne sa do atmosféry dostane najmenej 1250 miliónov ton tohto plynu. Oxid uhoľnatý je zlúčenina, ktorá aktívne reaguje s jednotlivými zložkami atmosféry a prispieva k zvýšeniu teploty na planéte a vzniku skleníkového efektu.
Oxid siričitý. Uvoľňuje sa pri spaľovaní paliva s obsahom síry alebo pri spracovaní sírnych rúd (až 170 miliónov ton ročne). Časť zlúčenín síry sa uvoľňuje pri spaľovaní organických zvyškov na banských odvaloch. Len v Spojených štátoch predstavovalo celkové množstvo oxidu siričitého vypusteného do atmosféry 65 % celosvetových emisií.
Anhydrid kyseliny sírovej. Vzniká pri oxidácii oxidu siričitého. Konečným produktom reakcie je aerosól alebo roztok kyseliny sírovej v dažďovej vode, ktorá okysľuje pôdu a zhoršuje ochorenia dýchacích ciest človeka. Zrážanie aerosólu kyseliny sírovej z dymových svetlíc chemických podnikov sa pozoruje pri nízkej oblačnosti a vysokej vlhkosti vzduchu. Listové čepele rastlín rastúcich vo vzdialenosti menšej ako 11 km od takýchto podnikov sú zvyčajne husto posiate malými nekrotickými škvrnami vytvorenými na miestach sedimentácie kvapiek kyseliny sírovej. Pyrometalurgické podniky hutníctva neželezných a železných kovov, ako aj tepelné elektrárne vypúšťajú ročne do atmosféry desiatky miliónov ton anhydridu kyseliny sírovej.
Sírovodík a sírouhlík. Do atmosféry sa dostávajú samostatne alebo spolu s inými zlúčeninami síry. Hlavným zdrojom emisií sú podniky na výrobu umelých vlákien, cukor, koks, ropné rafinérie a ropné polia. V atmosfére pri interakcii s inými znečisťujúcimi látkami podliehajú pomalej oxidácii na anhydrid kyseliny sírovej.
oxidy dusíka. Hlavným zdrojom emisií sú podniky vyrábajúce dusíkaté hnojivá, kyselinu dusičnú a dusičnany, anilínové farbivá, nitrozlúčeniny, viskózový hodváb a celuloid. Množstvo oxidov dusíka vstupujúcich do atmosféry je 20 miliónov ton ročne.
Zlúčeniny fluóru. Zdrojmi znečistenia sú podniky vyrábajúce hliník, smalty, sklo, keramiku, oceľ a fosfátové hnojivá. Látky obsahujúce fluór sa dostávajú do atmosféry vo forme plynných zlúčenín – fluorovodíka alebo prachu fluoridu sodného a vápenatého. Zlúčeniny sa vyznačujú toxickým účinkom. Deriváty fluóru sú silné insekticídy.
Zlúčeniny chlóru. Do atmosféry sa dostávajú z chemických podnikov vyrábajúcich kyselinu chlorovodíkovú, pesticídy s obsahom chlóru, organické farbivá, hydrolytický alkohol, bielidlo, sódu. V atmosfére sa nachádzajú ako prímes molekúl chlóru a pár kyseliny chlorovodíkovej. Toxicita chlóru je určená typom zlúčenín a ich koncentráciou. V hutníckom priemysle sa pri tavení surového železa a jeho spracovaní na oceľ uvoľňujú do atmosféry rôzne ťažké kovy a toxické plyny. Na 1 tonu nasýtenej liatiny teda okrem 12,7 kg oxidu siričitého a 14,5 kg prachových častíc, ktoré určujú množstvo zlúčenín arzénu, fosforu, antimónu, olova, pár ortuti a vzácnych kovov, dechtových látok a vodíka. kyanid, sa uvoľňujú.
Aerosólové znečistenie atmosféry. Aerosóly sú pevné alebo kvapalné častice suspendované vo vzduchu. Pevné zložky aerosólov sú v niektorých prípadoch obzvlášť nebezpečné pre organizmy a spôsobujú u ľudí špecifické ochorenia. V atmosfére je znečistenie aerosólom vnímané vo forme dymu, hmly, oparu alebo oparu. Významná časť aerosólov sa tvorí v atmosfére, keď tuhé a kvapalné častice interagujú navzájom alebo s vodnou parou. Priemerná veľkosť aerosólových častíc je 1-5 mikrónov. Ročne sa do zemskej atmosféry dostane asi 1 kubický meter. km prachových častíc umelého pôvodu. Veľké množstvo prachových častíc vzniká aj pri výrobnej činnosti ľudí. Informácie o niektorých zdrojoch technogénneho prachu sú uvedené v tabuľke 1:
stôl 1
Hlavnými zdrojmi umelého znečistenia ovzdušia aerosólom sú tepelné elektrárne, ktoré spotrebúvajú vysokopopolnaté uhlie, obohacovacie závody, hutnícke, cementárne, magnezitové a sadze. Aerosólové častice z týchto zdrojov sa vyznačujú širokou škálou chemického zloženia. Najčastejšie sa v ich zložení nachádzajú zlúčeniny kremíka, vápnika a uhlíka, menej často - oxidy kovov: železo, horčík, mangán, zinok, meď, nikel, olovo, antimón, bizmut, selén, arzén, berýlium, kadmium, chróm , kobalt, molybdén, ako aj azbest. Ešte väčšia rozmanitosť je charakteristická pre organický prach, vrátane alifatických a aromatických uhľovodíkov, kyslých solí. Vzniká pri spaľovaní zvyškov ropných produktov, pri procese pyrolýzy v ropných rafinériách, petrochemických a iných podobných podnikoch. Trvalými zdrojmi aerosólového znečistenia sú priemyselné skládky - umelé násypy redeponovaného materiálu, najmä skrývky, vzniknutej pri ťažbe alebo z odpadov zo spracovateľského priemyslu, tepelných elektrární. Zdrojom prachu a jedovatých plynov sú hromadné odstrely. Takže v dôsledku jedného stredne veľkého výbuchu (250 - 300 ton výbušnín) sa do atmosféry uvoľní asi 2 000 metrov kubických. m podmieneného oxidu uhoľnatého a viac ako 150 ton prachu. Zdrojom znečistenia ovzdušia prachom je aj výroba cementu a iných stavebných materiálov. Hlavné technologické procesy týchto odvetví - mletie a chemické spracovanie vsádzky, polotovarov a produktov získaných v prúdoch horúcich plynov sú vždy sprevádzané emisiami prachu a iných škodlivých látok do ovzdušia. Medzi látky znečisťujúce atmosféru patria uhľovodíky - nasýtené a nenasýtené, obsahujúce od 1 do 13 atómov uhlíka. Po excitácii slnečným žiarením prechádzajú rôznymi premenami, oxidáciou, polymerizáciou, interakciou s inými látkami znečisťujúcimi ovzdušie. V dôsledku týchto reakcií vznikajú peroxidové zlúčeniny, voľné radikály, zlúčeniny uhľovodíkov s oxidmi dusíka a síry, často vo forme aerosólových častíc. Za určitých poveternostných podmienok môžu v povrchovej vrstve vzduchu vznikať najmä veľké akumulácie škodlivých plynných a aerosólových nečistôt.
Stáva sa to zvyčajne vtedy, keď vo vzduchovej vrstve priamo nad zdrojmi emisií plynov a prachu dôjde k inverzii - umiestneniu vrstvy chladnejšieho vzduchu pod teplým vzduchom, čo bráni vzdušným masám a oneskoruje prenos nečistôt smerom nahor. V dôsledku toho sa škodlivé emisie sústreďujú pod inverznou vrstvou, ich obsah pri zemi sa prudko zvyšuje, čo sa stáva jedným z dôvodov vzniku fotochemickej hmly dovtedy v prírode neznámej.
Fotochemická hmla (smog). Fotochemická hmla je viaczložková zmes plynov a aerosólových častíc primárneho a sekundárneho pôvodu. Zloženie hlavných zložiek smogu zahŕňa ozón, oxidy dusíka a síry, početné organické peroxidové zlúčeniny, spoločne nazývané fotooxidanty. Fotochemický smog vzniká v dôsledku fotochemických reakcií za určitých podmienok: prítomnosť vysokej koncentrácie oxidov dusíka, uhľovodíkov a iných škodlivín v atmosfére, intenzívne slnečné žiarenie a pokojná alebo veľmi slabá výmena vzduchu v povrchovej vrstve s mohutnou a zvýšenou inverzia aspoň jeden deň. Na vytvorenie vysokej koncentrácie reaktantov je nevyhnutné trvalé bezvetrie, zvyčajne sprevádzané inverziami.
Takéto podmienky sa vytvárajú častejšie v júni až septembri a menej často v zime. Pri dlhotrvajúcom jasnom počasí slnečné žiarenie spôsobuje rozklad molekúl oxidu dusičitého s tvorbou oxidu dusnatého a atómového kyslíka. Atómový kyslík s molekulárnym kyslíkom dávajú ozón. Zdá sa, že oxid dusnatý oxid dusnatý by sa mal opäť zmeniť na molekulárny kyslík a oxid dusnatý na oxid. Ale to sa nedeje. Oxid dusnatý reaguje s olefínmi vo výfukových plynoch, ktoré rozkladajú dvojitú väzbu za vzniku molekulárnych fragmentov a prebytku ozónu. V dôsledku prebiehajúcej disociácie sa nové masy oxidu dusičitého rozdeľujú a vytvárajú ďalšie množstvá ozónu. Dochádza k cyklickej reakcii, v dôsledku ktorej sa ozón postupne hromadí v atmosfére. Tento proces sa zastaví v noci. Ozón zase reaguje s olefínmi. V atmosfére sa koncentrujú rôzne peroxidy, ktoré celkovo tvoria oxidanty charakteristické pre fotochemickú hmlu. Posledne menované sú zdrojom takzvaných voľných radikálov, ktoré sa vyznačujú špeciálnou reaktivitou. Takýto smog nie je nezvyčajný v Londýne, Paríži, Los Angeles, New Yorku a ďalších mestách v Európe a Amerike. Podľa ich fyziologických účinkov na ľudský organizmus sú mimoriadne nebezpečné pre dýchací a obehový systém a často spôsobujú predčasnú smrť obyvateľov miest s podlomeným zdravím.
Problém kontroly emisií znečisťujúcich látok do ovzdušia priemyselnými podnikmi (MPC). Prioritou vo vývoji maximálnych prípustných koncentrácií v ovzduší je ZSSR. MPC - také koncentrácie, ktoré priame alebo nepriame účinky na osobu a jej potomkov nezhoršujú ich pracovnú kapacitu, pohodu, ako aj hygienické a životné podmienky ľudí.
Zovšeobecnenie všetkých informácií o MPC, ktoré dostanú všetky oddelenia, sa vykonáva v MGO (Hlavné geofyzikálne observatórium). Na určenie hodnôt ovzdušia na základe výsledkov pozorovaní sa namerané hodnoty koncentrácií porovnávajú s maximálnou jednotlivou maximálnou povolenou koncentráciou a počtom prípadov, kedy bola MPC prekročená, ako aj koľkokrát najväčšia hodnota bola vyššia ako MPC. Priemerná hodnota koncentrácie za mesiac alebo rok sa porovnáva s dlhodobým MPC - stredne stabilným MPC. Stav znečistenia ovzdušia viacerými látkami pozorovanými v atmosfére mesta sa hodnotí pomocou komplexného ukazovateľa - indexu znečistenia ovzdušia (API). Na tento účel sa MPC normalizoval na zodpovedajúce hodnoty a priemerné koncentrácie rôznych látok pomocou jednoduchých výpočtov viedli k hodnote koncentrácií oxidu siričitého a potom sa sčítali. Maximálne jednorazové koncentrácie hlavných znečisťujúcich látok boli najvyššie v Noriľsku (oxidy dusíka a síry), Frunze (prach), Omsku (oxid uhoľnatý). Miera znečistenia ovzdušia hlavnými znečisťujúcimi látkami je priamo závislá od priemyselného rozvoja mesta. Najvyššie maximálne koncentrácie sú typické pre mestá nad 500 tisíc obyvateľov. Znečistenie ovzdušia špecifickými látkami závisí od druhu priemyslu rozvinutého v meste. Ak sa vo veľkom meste nachádzajú podniky viacerých priemyselných odvetví, vzniká veľmi vysoká úroveň znečistenia ovzdušia, ale problém znižovania emisií mnohých špecifických látok stále zostáva nevyriešený.
Chemické znečistenie prírodných vôd.
Akýkoľvek vodný útvar alebo vodný zdroj je spojený s jeho vonkajším prostredím. Ovplyvňujú ho podmienky pre vznik povrchového alebo podzemného odtoku vôd, rôzne prírodné javy, priemysel, priemyselná a komunálna výstavba, doprava, hospodárska a domáca ľudská činnosť. Dôsledkom týchto vplyvov je vnášanie nových, neobvyklých látok do vodného prostredia – škodlivín, ktoré zhoršujú kvalitu vody. Znečistenie vstupujúce do vodného prostredia sa klasifikuje rôznymi spôsobmi v závislosti od prístupov, kritérií a úloh. Takže zvyčajne prideľujte chemické, fyzikálne a biologické znečistenie. Chemické znečistenie je zmena prirodzených chemických vlastností vody v dôsledku zvýšenia obsahu škodlivých nečistôt v nej, a to tak anorganického (minerálne soli, kyseliny, zásady, častice ílu), ako aj organickej povahy (ropa a ropné produkty, organické zvyšky, povrchovo aktívne látky, pesticídy).
anorganické znečistenie. Hlavnými anorganickými (minerálnymi) znečisťujúcimi látkami sladkých a morských vôd sú rôzne chemické zlúčeniny, ktoré sú toxické pre obyvateľov vodného prostredia. Ide o zlúčeniny arzénu, olova, kadmia, ortuti, chrómu, medi, fluóru. Väčšina z nich sa v dôsledku ľudskej činnosti dostane do vody. Ťažké kovy sú absorbované fytoplanktónom a potom prenesené cez potravinový reťazec do viac organizovaných organizmov. Toxický účinok niektorých najbežnejších znečisťujúcich látok v hydrosfére je uvedený v tabuľke 2:
tabuľka 2
Stupeň toxicity:
Chýba
Veľmi slabá
slabý
silný
Veľmi silný.
K nebezpečným kontaminantom vodného prostredia patria okrem látok uvedených v tabuľke aj anorganické kyseliny a zásady, ktoré spôsobujú široký rozsah pH priemyselných odpadových vôd (1,0 - 11,0) a môžu zmeniť pH vodného prostredia na hodnoty. 5,0 alebo nad 8,0, zatiaľ čo ryby v sladkej a morskej vode môžu existovať iba v rozsahu pH 5,0 - 8,5. Medzi hlavné zdroje znečistenia hydrosféry minerálmi a biogénnymi prvkami treba spomenúť potravinárske podniky a poľnohospodárstvo. Ročne sa zo zavlažovanej pôdy vyplaví asi 6 miliónov ton solí. Do roku 2000 je možné zvýšiť ich hmotnosť až na 12 miliónov ton/rok. Odpady obsahujúce ortuť, olovo a meď sú lokalizované v oddelených oblastiach pri pobreží, ale niektoré z nich sú prenášané ďaleko za teritoriálne vody. Znečistenie ortuťou výrazne znižuje primárnu produkciu morských ekosystémov a bráni rozvoju fytoplanktónu. Odpady obsahujúce ortuť sa zvyčajne hromadia v spodných sedimentoch zátok alebo ústí riek. Jeho ďalšiu migráciu sprevádza akumulácia metylortuti a jej zaradenie do trofických reťazcov vodných organizmov. Známou sa tak stala choroba Minamata, ktorú prvýkrát objavili japonskí vedci u ľudí, ktorí jedli ryby ulovené v zálive Minamata, do ktorého sa nekontrolovateľne vypúšťali priemyselné odpadové vody s technogénnou ortuťou.
organické znečistenie. Spomedzi rozpustných látok dovezených do oceánu z pevniny majú pre obyvateľov vodného prostredia veľký význam nielen minerálne a biogénne prvky, ale aj organické zvyšky. Odstránenie organickej hmoty do oceánu sa odhaduje na 300 - 380 miliónov ton/rok. Odpadové vody obsahujúce suspenzie organického pôvodu alebo rozpustené organické látky nepriaznivo ovplyvňujú stav vodných útvarov. Pri usadzovaní suspenzie zaplavujú dno a spomaľujú vývoj alebo úplne zastavujú životnú aktivitu týchto mikroorganizmov zapojených do procesu samočistenia vody. Keď tieto sedimenty hnijú, môžu sa vytvárať škodlivé zlúčeniny a toxické látky, ako je sírovodík, ktoré vedú k znečisteniu všetkej vody v rieke. Prítomnosť suspenzií tiež sťažuje prienik svetla hlboko do vody a spomaľuje procesy fotosyntézy. Jednou z hlavných hygienických požiadaviek na kvalitu vody je obsah požadovaného množstva kyslíka v nej. Škodlivý účinok majú všetky nečistoty, ktoré tak či onak prispievajú k zníženiu obsahu kyslíka vo vode. Povrchovo aktívne látky - tuky, oleje, mazivá - vytvárajú na povrchu vody film, ktorý zabraňuje výmene plynov medzi vodou a atmosférou, čo znižuje stupeň nasýtenia vody kyslíkom. Značné množstvo organických látok, z ktorých väčšina nie je charakteristická pre prírodné vody, sa vypúšťa do riek spolu s priemyselnými a domácimi odpadovými vodami. Zvyšujúce sa znečistenie vodných plôch a kanalizácie sa pozoruje vo všetkých priemyselných krajinách. Informácie o obsahu niektorých organických látok v priemyselných odpadových vodách sú uvedené v tabuľke 3:
Tabuľka 3
V dôsledku rýchleho tempa urbanizácie a trochu pomalej výstavby čistiarní odpadových vôd alebo ich nevyhovujúcej prevádzky sú vodné nádrže a pôda znečistené domovým odpadom. Znečistenie je badateľné najmä v pomaly tečúcich alebo stojatých vodných útvaroch (nádrže, jazerá).
Organický odpad sa rozkladá vo vodnom prostredí a môže sa stať médiom pre patogénne organizmy. Voda kontaminovaná organickým odpadom sa stáva takmer nevhodnou na pitie a iné účely. Odpad z domácností je nebezpečný nielen preto, že je zdrojom niektorých ľudských chorôb (týfus, úplavica, cholera), ale aj preto, že na svoj rozklad vyžaduje veľa kyslíka. Ak sa domová odpadová voda dostane do nádrže vo veľmi veľkom množstve, potom obsah rozpustného kyslíka môže klesnúť pod úroveň potrebnú pre život morských a sladkovodných organizmov.
Problém znečistenia svetových oceánov (na príklade množstva organických zlúčenín).
Ropa a ropné produkty. Olej je viskózna olejovitá kvapalina, ktorá má tmavohnedú farbu a nízku fluorescenciu. Ropa pozostáva hlavne z nasýtených alifatických a hydroaromatických uhľovodíkov. Hlavné zložky ropy - uhľovodíky (až 98%) - sú rozdelené do 4 tried:
Parafíny (alkény) - (až 90% celkového zloženia) - stabilné látky, ktorých molekuly sú vyjadrené priamym a rozvetveným reťazcom atómov uhlíka. Ľahké parafíny majú maximálnu prchavosť a rozpustnosť vo vode.
Cykloparafíny - (30 - 60% z celkového zloženia) - nasýtené cyklické zlúčeniny s 5-6 atómami uhlíka v kruhu. Okrem cyklopentánu a cyklohexánu sa v oleji nachádzajú bicyklické a polycyklické zlúčeniny tejto skupiny. Tieto zlúčeniny sú veľmi stabilné a ťažko biologicky odbúrateľné.
Aromatické uhľovodíky - (20 - 40% z celkového zloženia) - nenasýtené cyklické zlúčeniny benzénového radu, obsahujúce o 6 atómov uhlíka v kruhu menej ako cykloparafíny. Olej obsahuje prchavé zlúčeniny s molekulou vo forme jedného kruhu (benzén, toluén, xylén), ďalej bicyklických (naftalén), semicyklických (pyrén).
Olefíny (alkény) – (do 10 % celkového zloženia) – nenasýtené necyklické zlúčeniny s jedným alebo dvoma atómami vodíka na každom atóme uhlíka v molekule, ktorá má priamy alebo rozvetvený reťazec.
Ropa a ropné produkty sú najbežnejšími znečisťujúcimi látkami v oceánoch. Začiatkom 80. rokov sa do oceánu dostávalo ročne asi 6 miliónov ton ropy, čo predstavovalo 0,23 % svetovej produkcie. Najväčšie straty ropy sú spojené s jej prepravou z ťažobných oblastí. Núdzové situácie, vypúšťanie umývacej a balastnej vody cez palubu tankermi - to všetko vedie k prítomnosti trvalých polí znečistenia pozdĺž námorných trás. V období rokov 1962-79 sa v dôsledku nehôd do morského prostredia dostalo asi 2 milióny ton ropy. Za posledných 30 rokov, od roku 1964, bolo vo Svetovom oceáne vyvŕtaných asi 2 000 vrtov, z toho 1 000 a 350 priemyselných vrtov bolo vybavených len v Severnom mori. V dôsledku menších únikov sa ročne stratí 0,1 milióna ton ropy. Veľké masy ropy sa dostávajú do morí pozdĺž riek s domácimi a búrkovými odtokmi.
Objem znečistenia z tohto zdroja je 2,0 mil. ton/rok. Každý rok sa s priemyselnými odpadmi dostane 0,5 milióna ton ropy. Keď sa ropa dostane do morského prostredia, najskôr sa šíri vo forme filmu a vytvára vrstvy rôznej hrúbky. Podľa farby fólie môžete určiť jej hrúbku (tabuľka 4):
Tabuľka 4
Olejový film mení zloženie spektra a intenzitu prieniku svetla do vody. Svetelná priepustnosť tenkých vrstiev ropy je 1-10% (280 nm), 60-70% (400 nm).
Fólia s hrúbkou 30-40 mikrónov úplne absorbuje infračervené žiarenie. Po zmiešaní s vodou olej tvorí emulziu dvoch typov: priama - "olej vo vode" - a reverzná - "voda v oleji". Priame emulzie, zložené z kvapiek oleja do priemeru 0,5 µm, sú menej stabilné a sú charakteristické pre oleje obsahujúce povrchovo aktívne látky. Keď sa odstránia prchavé podiely, ropa vytvorí viskózne inverzné emulzie, ktoré môžu zostať na povrchu, byť unášané prúdom, vyplavené na breh a usadzovať sa na dne.
Pesticídy. Pesticídy sú skupinou umelých látok používaných na kontrolu škodcov a chorôb rastlín. Pesticídy sú rozdelené do nasledujúcich skupín: insekticídy - na boj proti škodlivému hmyzu, fungicídy a baktericídy - na boj proti bakteriálnym chorobám rastlín, herbicídy - proti burine. Zistilo sa, že pesticídy, ktoré ničia škodcov, poškodzujú mnohé užitočné organizmy a podkopávajú zdravie biocenóz. V poľnohospodárstve je dlhodobo problém prechodu od chemických (znečisťujúcich) na biologické (ekologické) metódy kontroly škodcov. V súčasnosti sa na svetový trh dostáva viac ako 5 miliónov ton pesticídov. Asi 1,5 milióna ton týchto látok sa už dostalo do suchozemských a morských ekosystémov popolom a vodou. Priemyselnú výrobu pesticídov sprevádza výskyt veľkého množstva vedľajších produktov, ktoré znečisťujú odpadové vody. Vo vodnom prostredí sú zástupcovia insekticídov, fungicídov a herbicídov bežnejší ako ostatní. Syntetizované insekticídy sú rozdelené do troch hlavných skupín: organochlórové, organofosforové a uhličitany. Organochlórové insekticídy sa získavajú chloráciou aromatických a heterocyklických kvapalných uhľovodíkov. Patria sem DDT a jeho deriváty, v molekulách ktorých sa zvyšuje stabilita alifatických a aromatických skupín v spoločnej prítomnosti, rôzne chlórované deriváty chlórdiénu (eldrin). Tieto látky majú polčas rozpadu až niekoľko desaťročí a sú veľmi odolné voči biodegradácii. Vo vodnom prostredí sa často vyskytujú polychlórované bifenyly - deriváty DDT bez alifatickej časti, v počte 210 homológov a izomérov. Za posledných 40 rokov sa pri výrobe plastov, farbív, transformátorov a kondenzátorov použilo viac ako 1,2 milióna ton polychlórovaných bifenylov. Polychlórované bifenyly (PCB) sa dostávajú do životného prostredia v dôsledku vypúšťania priemyselných odpadových vôd a spaľovaním tuhého odpadu na skládkach. Druhý zdroj dodáva PBC do atmosféry, odkiaľ s atmosférickými zrážkami vypadávajú do všetkých oblastí zemegule. Vo vzorkách snehu odobratých v Antarktíde bol teda obsah PBC 0,03 - 1,2 kg/l.
Syntetické povrchovo aktívne látky. Detergenty (tenzidy) patria do rozsiahlej skupiny látok, ktoré znižujú povrchové napätie vody. Sú súčasťou syntetických detergentov (SMC), široko používaných v každodennom živote a priemysle. Spolu s odpadovou vodou sa povrchovo aktívne látky dostávajú do kontinentálnych vôd a morského prostredia. SMS obsahujú polyfosforečnany sodné, v ktorých sú rozpustené detergenty, ako aj množstvo doplnkových zložiek, ktoré sú toxické pre vodné organizmy: dochucovadlá, bielidlá (persírany, perboritany), sódu, karboxymetylcelulózu, kremičitany sodné. V závislosti od charakteru a štruktúry hydrofilnej časti molekúl tenzidu sa delia na aniónové, katiónové, amfotérne a neiónové. Posledne menované netvoria vo vode ióny. Najbežnejšie medzi povrchovo aktívnymi látkami sú aniónové látky. Tvoria viac ako 50 % všetkých povrchovo aktívnych látok vyrobených na svete. Prítomnosť povrchovo aktívnych látok v priemyselných odpadových vodách je spojená s ich použitím v procesoch, ako je flotačná koncentrácia rúd, separácia produktov chemickej technológie, výroba polymérov, zlepšenie podmienok pre vŕtanie ropných a plynových vrtov a boj proti zariadeniam. korózia. V poľnohospodárstve sa povrchovo aktívne látky používajú ako súčasť pesticídov.
Zlúčeniny s karcinogénnymi vlastnosťami. Karcinogénne látky sú chemicky homogénne zlúčeniny, ktoré vykazujú transformačnú aktivitu a schopnosť spôsobovať karcinogénne, teratogénne (narušenie embryonálnych vývojových procesov) alebo mutagénne zmeny v organizmoch. V závislosti od podmienok expozície môžu viesť k inhibícii rastu, zrýchlenému starnutiu, narušeniu individuálneho vývoja a zmenám v genofonde organizmov. Medzi látky s karcinogénnymi vlastnosťami patria chlórované alifatické uhľovodíky, vinylchlorid a najmä polycyklické aromatické uhľovodíky (PAH). Maximálne množstvo PAU v súčasných sedimentoch Svetového oceánu (viac ako 100 μg/km hmotnosti sušiny) bolo zistené v tentonicky aktívnych zónach podliehajúcich hlbokému tepelnému pôsobeniu. Hlavnými antropogénnymi zdrojmi PAU v životnom prostredí sú pyrolýza organických látok pri spaľovaní rôznych materiálov, dreva a paliva.
Ťažké kovy. Ťažké kovy (ortuť, olovo, kadmium, zinok, meď, arzén) sú bežné a vysoko toxické znečisťujúce látky. Široko sa používajú v rôznych priemyselných výrobách, preto je aj napriek opatreniam na čistenie obsah zlúčenín ťažkých kovov v priemyselných odpadových vodách pomerne vysoký. Veľké masy týchto zlúčenín sa dostávajú do oceánu cez atmosféru. Pre morské biocenózy sú najnebezpečnejšie ortuť, olovo a kadmium. Ortuť je transportovaná do oceánu kontinentálnym odtokom a cez atmosféru. Pri zvetrávaní sedimentárnych a vyvrelých hornín sa ročne uvoľní 3,5 tisíc ton ortuti. Zloženie atmosférického prachu obsahuje asi 12 tisíc ton ortuti a významná časť je antropogénneho pôvodu. Približne polovica ročnej priemyselnej produkcie tohto kovu (910 tis. ton/rok) končí rôznymi spôsobmi v oceáne. V oblastiach znečistených priemyselnými vodami je koncentrácia ortuti v roztoku a suspenzii značne zvýšená. Niektoré baktérie zároveň premieňajú chloridy na vysoko toxickú metylortuť. Kontaminácia morských plodov opakovane viedla k otrave pobrežného obyvateľstva ortuťou. Do roku 1977 bolo 2 800 obetí choroby Minomata, ktorá bola spôsobená odpadovými produktmi z výroby vinylchloridu a acetaldehydu, pri ktorých sa ako katalyzátor používal chlorid ortutnatý. Do zálivu Minamata sa dostali nedostatočne vyčistené odpadové vody z podnikov. Ošípané sú typickým stopovým prvkom, ktorý sa nachádza vo všetkých zložkách životného prostredia: v horninách, pôde, prírodných vodách, atmosfére a živých organizmoch. Nakoniec sú ošípané aktívne rozptýlené do životného prostredia počas ľudskej činnosti. Ide o emisie z priemyselných a domácich odpadových vôd, z dymu a prachu z priemyselných podnikov, z výfukových plynov zo spaľovacích motorov. Migračný tok olova z kontinentu do oceánu nejde len s odtokom z riek, ale aj cez atmosféru. S kontinentálnym prachom oceán dostáva (20-30) ton olova ročne.
Vypúšťanie odpadu do mora za účelom zneškodnenia (skládka). Mnohé krajiny s prístupom k moru uskutočňujú morské pochovávanie rôznych materiálov a látok, najmä pôdy vykopanej počas bagrovania, vrtnej trosky, priemyselného odpadu, stavebného odpadu, pevného odpadu, výbušnín a chemikálií a rádioaktívneho odpadu. Objem hrobov predstavoval asi 10 % z celkovej hmotnosti znečisťujúcich látok vstupujúcich do Svetového oceánu. Základom vypúšťania do mora je schopnosť morského prostredia spracovať veľké množstvo organických a anorganických látok bez veľkého poškodenia vody. Táto schopnosť však nie je neobmedzená.
Preto sa dumping považuje za nútené opatrenie, dočasný hold spoločnosti nedokonalosti technológie. Priemyselné trosky obsahujú rôzne organické látky a zlúčeniny ťažkých kovov. Odpad z domácností obsahuje v priemere (na hmotnosť sušiny) 32 – 40 % organických látok; 0,56 % dusíka; 0,44 % fosforu; 0,155 % zinku; 0,085 % olova; 0,001 % ortuti; 0,001 % kadmia. Pri vypúšťaní, prechode materiálu cez vodný stĺpec, časť škodlivín prechádza do roztoku, čím sa mení kvalita vody, druhá je sorbovaná suspendovanými časticami a odchádza do spodných sedimentov. Zároveň sa zvyšuje zákal vody. Prítomnosť organických látok často vedie k rýchlej spotrebe kyslíka vo vode a často k jeho úplnému vymiznutiu, rozpúšťaniu suspenzií, hromadeniu kovov v rozpustenej forme a objaveniu sa sírovodíka.
Prítomnosť veľkého množstva organickej hmoty vytvára v pôde stabilné redukčné prostredie, v ktorom sa objavuje špeciálny typ intersticiálnej vody s obsahom sírovodíka, amoniaku a kovových iónov. Bentické organizmy a iné sú v rôznej miere ovplyvnené vynášanými materiálmi.V prípade tvorby povrchových filmov s obsahom ropných uhľovodíkov a tenzidov dochádza k narušeniu výmeny plynov na rozhraní vzduch-voda. Znečisťujúce látky vstupujúce do roztoku sa môžu hromadiť v tkanivách a orgánoch hydrobiantov a pôsobiť na ne toxicky. Sypanie sypaných materiálov na dno a dlhotrvajúci zvýšený zákal danej vody vedie k úhynu neaktívnych foriem bentosu udusením. U prežívajúcich rýb, mäkkýšov a kôrovcov je rýchlosť rastu znížená v dôsledku zhoršenia podmienok kŕmenia a dýchania. Druhové zloženie daného spoločenstva sa často mení. Pri organizovaní systému kontroly vypúšťania odpadov do mora má rozhodujúci význam vymedzenie skládok, určenie dynamiky znečistenia morskej vody a dnových sedimentov. Na identifikáciu možných objemov vypúšťania do mora je potrebné vykonať výpočty všetkých znečisťujúcich látok v zložení vypúšťaného materiálu.
Tepelné znečistenie. K tepelnému znečisteniu povrchu nádrží a pobrežných morských oblastí dochádza v dôsledku vypúšťania ohriatych odpadových vôd z elektrární a niektorých priemyselných výrob. Vypúšťanie ohriatej vody v mnohých prípadoch spôsobuje zvýšenie teploty vody v nádržiach o 6-8 stupňov Celzia. Plocha vyhrievaných vodných plôch v pobrežných oblastiach môže dosiahnuť 30 metrov štvorcových. km. Stabilnejšie teplotné rozvrstvenie zabraňuje výmene vody medzi povrchovou a spodnou vrstvou. Znižuje sa rozpustnosť kyslíka a zvyšuje sa jeho spotreba, keďže so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje aktivita aeróbnych baktérií, ktoré rozkladajú organickú hmotu. Zvyšuje sa druhová diverzita fytoplanktónu a celej flóry rias.
Na základe zovšeobecnenia materiálu možno usúdiť, že vplyvy antropogénneho vplyvu na vodné prostredie sa prejavujú na individuálnej a populačno-biocenotickej úrovni a dlhodobé pôsobenie polutantov vedie k zjednodušeniu ekosystému.
Znečistenie pôdy.
Pôdna pokrývka Zeme je najdôležitejšou zložkou biosféry Zeme. Je to obal pôdy, ktorý určuje mnohé procesy prebiehajúce v biosfére.
Najdôležitejším významom pôd je akumulácia organickej hmoty, rôznych chemických prvkov a energie. Pôdny kryt funguje ako biologický absorbér, ničiteľ a neutralizátor rôznych kontaminantov. Ak sa toto prepojenie biosféry zničí, potom sa nenávratne naruší doterajšie fungovanie biosféry. Preto je mimoriadne dôležité študovať globálny biochemický význam pôdneho krytu, jeho súčasný stav a zmeny pod vplyvom antropogénnej činnosti. Jedným z typov antropogénneho vplyvu je znečistenie pesticídmi.
Pesticídy ako znečisťujúci faktor. Objav pesticídov – chemických prostriedkov na ochranu rastlín a živočíchov pred rôznymi škodcami a chorobami – je jedným z najdôležitejších výdobytkov modernej vedy. Dnes sa vo svete aplikuje 300 kg chemikálií na 1 hektár. V dôsledku dlhodobého používania pesticídov v poľnohospodárstve a medicíne (vektorová kontrola) však takmer všeobecne dochádza k poklesu účinnosti v dôsledku vývoja rezistentných kmeňov škodcov a šírenia „nových“ škodcov, ktorých prirodzení nepriatelia a konkurenti boli zničené pesticídmi. Zároveň sa v celosvetovom meradle začal prejavovať účinok pesticídov. Z obrovského množstva hmyzu je škodlivých len 0,3 % alebo 5 tisíc druhov. Rezistencia voči pesticídom bola zistená u 250 druhov. Toto je umocnené fenoménom skríženej rezistencie, ktorý spočíva v tom, že zvýšená rezistencia na pôsobenie jedného liečiva je sprevádzaná rezistenciou na zlúčeniny iných tried. Zo všeobecného biologického hľadiska možno rezistenciu považovať za zmenu populácií v dôsledku prechodu z citlivého kmeňa na rezistentný kmeň rovnakého druhu v dôsledku selekcie spôsobenej pesticídmi. Tento jav je spojený s genetickými, fyziologickými a biochemickými preskupeniami organizmov. Nadmerné používanie pesticídov (herbicídy, insekticídy, defolianty) negatívne ovplyvňuje kvalitu pôdy. V tejto súvislosti sa intenzívne skúma osud pesticídov v pôdach a možnosti a možnosti ich neutralizácie chemickými a biologickými metódami. Je veľmi dôležité vytvárať a používať len lieky s krátkou životnosťou, meranou v týždňoch alebo mesiacoch. V tejto oblasti sa už dosiahol určitý pokrok a zavádzajú sa lieky s vysokou mierou ničenia, ale problém ako celok ešte nie je vyriešený.
Vplyv kyslej atmosféry na pôdu. Jedným z najakútnejších globálnych problémov súčasnosti a dohľadnej budúcnosti je problém zvyšovania kyslosti zrážok a pôdnej pokrývky. Oblasti kyslých pôd nepoznajú suchá, ale ich prirodzená úrodnosť je znížená a nestabilná; rýchlo sa vyčerpávajú a výnosy sú nízke. Kyslé dažde spôsobujú nielen acidifikáciu povrchových vôd a horných pôdnych horizontov. Kyslosť so zostupnými vodnými tokmi zasahuje do celého pôdneho profilu a spôsobuje výrazné okyslenie podzemných vôd. Kyslé dažde vznikajú v dôsledku ľudskej ekonomickej činnosti, sprevádzanej emisiou obrovského množstva oxidov síry, dusíka a uhlíka. Tieto oxidy, ktoré sa dostávajú do atmosféry, sa prepravujú na veľké vzdialenosti, interagujú s vodou a menia sa na roztoky zmesi kyselín sírovej, sírovej, dusnej, dusičnej a uhličitej, ktoré vo forme „kyslých dažďov“ padajú na zem a interagujú s rastliny, pôdy, vody. Hlavnými zdrojmi v atmosfére sú spaľovanie bridlice, ropy, uhlia, plynu v priemysle, poľnohospodárstve a doma. Ekonomická činnosť človeka takmer zdvojnásobila vstup oxidov síry, dusíka, sírovodíka a oxidu uhoľnatého do atmosféry. Prirodzene to ovplyvnilo zvýšenie kyslosti atmosférických zrážok, podzemných a podzemných vôd. Na vyriešenie tohto problému je potrebné zvýšiť objem systematických reprezentatívnych meraní zlúčenín znečisťujúcich ovzdušie na veľkých plochách.
Záver.
Ochrana prírody je úlohou nášho storočia, problémom, ktorý sa stal spoločenským. Znovu a znovu počúvame o nebezpečenstve, ktoré ohrozuje životné prostredie, no napriek tomu ich mnohí považujeme za nepríjemný, no nevyhnutný produkt civilizácie a veríme, že ešte stihneme zvládnuť všetky ťažkosti, ktoré vyšli najavo.
Vplyv človeka na životné prostredie však nadobudol alarmujúce rozmery. Na zásadné zlepšenie situácie budú potrebné cieľavedomé a premyslené kroky. Zodpovedná a efektívna politika voči životnému prostrediu bude možná len vtedy, ak budeme zhromažďovať spoľahlivé údaje o aktuálnom stave životného prostredia, podložené poznatky o interakcii dôležitých faktorov životného prostredia, ak vyvinieme nové metódy na zníženie a prevenciu škôd spôsobených prírode Muž.
