Классификация и источники загрязнения
Основные определения. Химическое загрязнение – поступление в окружающую среду загрязнителей в виде химических веществ, образующихся непосредственно в ходе естественных, природно-антропогенных и антропогенных процессов (первичное загрязнение), либо образование (синтез) вредных и опасных загрязнителей в ходе физико-химических процессов в среде (вторичное загрязнение). Необходимо отметить, что в развитых странах благодаря принятым в последние два–три десятилетия мерам по сокращению техногенных воздействий химическое загрязнение отошло на второй план, уступив первое место радиационному загрязнению. В нашей стране опасность химического загрязнения окружающей среды по-прежнему находится на первом месте среди других видов загрязнения
Химикам известно 4–5 млн. химических соединений, число которых ежегодно возрастает приблизительно на 10%. По данным ВОЗ, человек в быту или производственной деятельности контактирует с 60–70 тыс. химических соединений, число которых ежегодно увеличивается на 200–1000 новых веществ. Если только 1% химических соединений, с которыми человек вынужден контактировать, могут оказывать вредное действие на его здоровье, то и тогда их число чрезвычайно велико (до десятка тысяч и более).
Объемы производимых промышленным способом химических веществ огромны. По данным ВОЗ, в мире более 50 химических соединений производятся промышленностью в объемах более 1 млн. т Например, моющих средств в бывшем СССР производилось более 1 млн. т, а минеральных удобрений – несколько десятков млн. т.
Классификация загрязнителей. Химические загрязняющие вещества могут быть свойственны живым организмам, если они в определенных концентрациях находятся в теле животного, выполняя важные функции регулирования процессов метаболизма, пищеварения и др., либо чужеродными для него, называемыми ксенобиотиками (от греч. ксенос – чужой и биос – жизнь), которые попадают в организм различными путями: воздушным, через пищу или питьевую воду. Например, свойственными для человеческого организма являются так называемые микроэлементы, необходимые для нормального, сбалансированного питания, к числу которых относятся железо, марганец, цинк и др.
По геосферам Земли (на глобальном уровне) выделяют химическое загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы. По компонентам окружающей среды и объектам загрязнения, рассматриваемым на локальном уровне, различают следующие виды химического загрязнения:
1) атмосферного воздуха (например, населенных пунктов, рабочей зоны);
2) жилых и производственных помещений;
3) поверхностных и подземных вод (водоемов);
5) продуктов питания и др.
Источники химического загрязнения среды. Источники техногенного химического загрязнения можно условно разделить на четыре большие группы:
1) технические установки и устройства для выброса в окружающую среду газообразных, жидких и твердых производственных отходов;
2) хозяйственные объекты, производящие загрязняющие вещества или накапливающие и хранящие отходы (полигоны отходов);
3) регион, из которого поступают загрязняющие вещества (при трансграничном переносе);
4) планетарное загрязнение, загрязненные атмосферные осадки, бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды.
По источникам поступления в окружающую среду выделяют следующие группы химических веществ: промышленные, энергетические, транспортные (например, от автомобилей), сельскохозяйственные, бытовые и другие.
Тема 2. Загрязнение природной среды: понятие, классификация, источники возникновения
Человек загрязняет окружающую среду уже тысячелетиями. Однако последствия употребления огня, свалок нетоксичного, легко перерабатываемого природой мусора и бытовых отходов были незначительными. Это начальное загрязнение не представляло проблемы, т. к. люди обитали небольшими группами, занимая обширную нетронутую природную среду.
Вначале деятельность людей затрагивала лишь живое вещество суши и почву. В 19 в., когда начала бурно развиваться индустрия, в сферу промышленного производства начали вовлекаться значительные массы химических элементов, извлекаемых из земных недр. При этом воздействию стала подвергаться не только наружная часть земной коры, но также природные воды и атмосфера.
В середине 20 в. некоторые элементы стали использоваться в таком количестве, которое сопоставимо с массами, вовлеченными в природные круговороты. Низкая экономичность большей части современной индустриальной технологии привела к образованию огромного количества отходов, которые не утилизируются в смежных производствах, а выбрасываются в окружающую среду. Массы загрязняющих отходов столь велики, что создают опасность для живых организмов, включая человека.
В настоящее время по причине высокого загрязнения природа уже не способна к самоочищению, поэтому встает вопрос об охране окружающей среды, что определит и само существование человека. Во многих промышленно развитых странах ущерб от загрязнения окружающей среды составляет 3-5% ВНП, а на борьбу с загрязнением используется 1-3% ВНП. Капитальные затраты на охрану окружающей среды составляют 5-20% от общих капитальных затрат.
Загрязнение окружающей среды– поступление в нее любых чужеродных ей веществ, превышающих естественное содержание в среде, которые оказывают вредное воздействие на человека и биосферу.
Принято разграничивать понятия: природная среда, окружающая природная среда, окружающая среда.
Природная среда (ПС) – совокупность абиотических и биотических факторов, естественных и измененных в результате деятельности человеческого общества, оказывающих влияние на человека и другие организмы.
Природная среда (ПС)– природа, рассматриваемая по отношению к существующим в ней организмам, в том числе людям.
К числу компонентов природной среды относятся земли, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир и иные организмы, озоновый слой атмосферы и околоземное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности благоприятные условия для существования жизни на Земле.
Окружающая среда (ОС)– среда обитания и деятельности человека; окружающий человека природный и созданный им материальный мир. Окружающая среда включает природную среду и искусственную (техногенную) среду. Общественное производство изменяет окружающую среду, воздействуя прямо или косвенно на все ее элементы.
Соответственно окружающая природная среда (ОПС) – это совокупность природных элементов (природная среда), окружающих человека.
Загрязнение окружающей природной среды (ОПС) в целом происходит за счет двух источников – естественного (природного) и антропогенного (обусловленного человеческим фактором). Наиболее опасным является антропогенное загрязнение окружающей среды.
Антропогенное воздействие на природу – прямое осознанное или косвенное и неосознанное воздействие человека и результатов его деятельности, вызывающее изменение природной среды и естественных ландшафтов.
Лекция № 8 Виды и характер загрязнения окружающей среды
Загрязнение окружающей среды — это поступление в среду любых веществ (твердых, жидких, газообразных) или видов энергии (тепла, шума, радиоактивности) в таких количествах, которые оказывают вредное влияние на человека, животных и растения как непосредственно, так и косвенно.
В большинстве случаев загрязнения представляют собой отходы различных производств, образующихся наряду с готовой продукцией в результате переработки разнообразных природных ресурсов — топливных, сырьевых, кислорода воздуха, воды и т.д.
Промышленные загрязнения могут быть:
К механическим загрязнениям относятся:
разнообразные предметы в воде и почве.
Химическими загрязнениями являются всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой.
К физическим загрязнениям относят все энергетические загрязнения:
механическую энергию, включая вибрацию, шум, ультразвук;
все виды излучений и полей.
Биологические загрязнения вызваны видами организмов, появившихся при участии человека и наносящих вред ему самому или живой природе.
Загрязнения, отрицательно влияя на окружающую среду, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию с ее стороны. По этому весьма, важному с экологической точки зрения признаку, загрязнения разделяют на две группы: стойкие (неразрушимые) и разрушаемые под действием природных химико- биологических процессов.
Источники загрязнения окружающей среды
Источники загрязнения атмосферного воздуха
Существуют два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и искусственный (антропогенный). Они представлены на схеме.
Космическая пыль образуется из остатков сгоревших метеоритов при их прохождении в атмосфере. Ежегодно ее выпадает на Землю 2-5 млн. т.
Природная пыль является постоянной составной частью земной атмосферы. Она представляет собой мельчайшие твердые взвешенные в воздухе частицы радиусом 10 -4 -10 -3 см и ядра конденсации со средним радиусом 5·10 -6 см. Частицы природной пыли имеют органическое и неорганическое происхождение и образуются в результате разрушения и выветривания горных пород и почвы, вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров, испарения с поверхности морей. Одним из источников пыли в нижних слоях атмосферы являются безводные пустыни и степи. Кроме того, она образуется аэропланктоном — бактериями, спорами растений, плесневыми и другими грибами, продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных.
Атмосферный воздух над океаном включает мельчайшие кристаллы солей магния, натрия, калия, кальция, образующиеся в результате высыхания в воздухе брызг воды. Как правило, естественное загрязнение не угрожает отрицательными последствиями для биогеоценозов и обитающих в них живых организмов, хотя кратковременные последствия возможны.
Атмосферная пыль имеет большое значение для процессов, происходящих на Земле. Она способствует конденсации водяных паров, а следовательно, и образованию осадков. Кроме того, поглощает прямую солнечную радиацию и защищает организмы от солнечного излучения. Акад. В. И. Вернадский отмечал, что атмосферная пыль играет огромную роль в химии планеты.
Биологическое разложение веществ на Земле, в том числе жизнедеятельность почвенных бактерий, ведет к образованию больших количеств сероводорода, аммиака, углеводородов, оксидов азота (N2О, NO, NO2), оксида и диоксида углерода. Все они попадают в атмосферу.
Источниками антропогенного загрязнения атмосферы примесями служат теплоэнергетика, промышленность, нефте- и газопереработка, транспорт, испытания термоядерного оружия. Каждый из этих источников (и каждая отрасль производства) связан с выделением специфических примесей, состав которых насчитывает десятки тысяч веществ, иногда сразу не поддающихся идентификации. Однако наиболее обычные загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу в массе и называемые поэтому многотоннажными, сравнительно немногочисленны. Наиболее распространенные выбросы промышленности (из Г. В. Новикова и А. Я. Дударева, 1978) — следующие: зола, пыль, окись цинка, силикаты, хлорид свинца; сернистый ангидрид, серный ангидрид, сероводород, меркаптан; альдегиды, углеводороды, смолы; оксид и диоксид азота, аммиак; озон, оксид и диоксид углерода; фтористый водород, хлористый водород, кремнефтористый натрий; радиоактивные газы, аэрозоли.
Источники загрязнения воздушного пространства промышленными выбросами могут быть классифицированы по следующим признакам:
По назначению: а) технологические, содержащие хвостовые газы после улавливания на установках (рекуперации, абсорбции, адсорбции и т.п.), продувки аппаратов, воздушников и др. (для этих выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и сравнительно малые объемы удаляемого воздуха); б) вентиляционные выбросы — местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка.
По месту расположения: а) незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (к этим источникам относятся высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза); б) затененные, или низкие, расположенные на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания; в) наземные – находящиеся вблизи земной поверхности (к этим источникам относятся: открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, сбросы отходов производства).
По геометрической форме: а) точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы); б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы).
По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух поступает большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях, при сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды иногда на значительную высоту. Они происходят при взрывных работах и аварийных ситуациях.
По дальности распространения: а) внутриплощадочные, когда выбрасываемыми в атмосферу загрязнениями создаются высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жилых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусмотрена достаточных размеров санитарно-защитная зона); б) внеплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации (порядка ПДК для воздуха населенных пунктов) на территории жилого района.
