Техногенное загрязнение окружающей среды

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 22Следующая ⇒

Все части биосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера) подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Атмосфера. Это смесь газов, не вступающих во взаимодействие при обычных природных условиях. Состав атмосферы у поверхности Земли (до высот около 50 км) остается постоянным: азот — 78,08%, кислород — 20,95%, аргон — 0,9%, в незначительных долях процента — углекислый газ, гелий и другие газы. Особое место среди малых примесей занимает озон (2... 7)10^-6 %. Он сильно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, обладающее большой биологической активностью и при больших интенсив-ностях губительно действующее на органическую жизнь в целом. Основная масса озона сосредоточена в слое атмосферы 15 — 55 км с максимумом концентрации на высотах 20 — 25 км.

На стандартный химический состав атмосферы всегда накладывается некоторое количество примесей естественного происхождения. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относятся:

пыль (вулканического, растительного, космического происхождения; выделяющаяся при выветривании почвы и горных пород; частицы морской соли, попадающие в воздушные массы при волнении морей и океанов). Например, при выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно в атмосферу попадает 3,5 тыс. т ртути;

дым и газы от лесных и степных пожаров, газы вулканического происхождения;

продукты растительного и животного происхождения.

Все эти источники имеют стихийный кратковременный характер и пространственно распределены локально.

Уровень загрязнения атмосферы естественными примесями является для нее фоновым («химический фон») и мало изменяется со временем.

Состояние и состав атмосферы во многом определяют интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли. Экранирующая роль атмосферы в процессе передачи тепловой энергии от Солнца к Земле и от Земли в Космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая составляет около +15 °С.

Основная доля солнечной радиации передается поверхности Земли как видимое излучение и отражается от земной поверхности в виде инфракрасного (теплового) излучения. Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от ее газового состава и содержания в ней пыли. Чем больше концентрация примесных газов и пыли, тем меньше отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство и тем больше тепловой энергии остается в атмосфере (парниковый эффект).

Как показывают расчеты и измерения, рост концентрации углекислого газа в атмосфере Земли приводит к небольшому росту температуры у ее поверхности: на +0,05, +0,17 и +0,46 °С соответ-

ственно в 1978, 2000 и 2025 гг., что существенно влияет на изменение климата.

Основные загрязнители атмосферы — автотранспорт, предприятия металлургии, теплоэнергетики, химической промышленности, производства стройматериалов, на долю которых приходятся соответственно 30, 26, 25, 8 и 6 % выбросов.

Так, только при сжигании углеводородных топлив в атмосферу планеты ежегодно выбрасываются около 400 млн т сернистого газа и оксидов азота (или по 70 кг на каждого жителя Земли). При этом следует учесть, что потребности человечества в энергоносителях растут со скоростью 3 — 4% в год, т.е. удваиваются каждые 20 —30 лет.

Нарастающее химическое загрязнение воздушного бассейна крупных городов может рассматриваться как экологическая ЧС. Так, при среднегодовом пробеге легкового автомобиля около 15 000 км он потребляет около 4350 кг кислорода и выбрасывает в атмосферу 3250 кг углекислого газа, 530 кг монооксида углерода и около 1 кг свинца.

Перечислим самые распространенные вещества, загрязняющие атмосферу: диоксид серы (SO₂) — 17,5%, оксиды углерода (СО, СО₂) — 15 %, оксиды азота (NO, NO₂) — 14,5 %, твердые примеси (пыль, сажа) — 14,5 %.

Установлено, что в атмосферу ежегодно выбрасывается пыли, млн т: при сжигании каменного угля — 93,6, при производстве цемента — 53,4, металлургическими предприятиями — 26,7.

Большая часть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые и прочие помещения. В летнее время (при открытых окнах) состав воздуха в помещении соответствует атмосферному на 90 %, в зимнее — на 50 %.

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны — газы или летучие жидкости, содержащие фтор и хлор. Продолжительность их «жизни» в атмосфере составляет около 100 лет, вследствие чего происходит накопление примесей в озоновом слое. Источники поступления фреонов: холодильные установки при нарушении герметичности теплового контура, бытовые баллончики для распыления разных веществ и т.д.

В результате техногенного воздействия на атмосферу возможны:

превышение допустимых концентраций вредных примесей в городах и населенных пунктах;

образование смога и кислотных дождей;

появление парникового эффекта, способствующего повышению средней температуры поверхности Земли.

Гидросфера. Земля почти на три четверти покрыта водой. В зависимости от концентрации солей естественные воды подразделяются на пресные (концентрация солей не более 1 г/л) и морс-

кие. На долю пресной воды приходится около 3 % общей массы воды, причем 2 % заключены в малодоступных льдах.

Наиболее удобны для использования речные и озерные воды. Как правило, они бывают минерализованы в той или иной степени в основном за счет растворимых в них солей кальция, магния и др.

Морская вода по химическому составу одинакова в пределах Мирового океана. Средняя концентрация соли в ней составляет 3,5 %, и в отличие от пресной воды соли представлены в основном хлоридами.

Характерная особенность техногенного загрязнения окружающей природной среды — поступление в нее из техносферы несвойственных ей газообразных, аэрозольных, твердых и жидких загрязнителей.

Основные загрязнители гидросферы: бытовые и промышленные стоки коммунально-бытовых объектов, объектов пищевой, медицинской, целлюлозно-бумажной промышленности; сельское хозяйство (около 1/3 вносимых в почву удобрений вымывается в реки и озера); морской транспорт (прежде всего, нефть из танкеров — около 0,1 % годовых перевозок нефти попадает в море).

Ежегодно из мирового стока в гидросферу поступает 26,5 млн т нефтепродуктов (что составляет примерно 1 % их производства), 0,46 млн т фенолов, 5,5 млн т отходов производства синтетических волокон, 0,17 млн т растительных органических остатков.

Воздействие техносферы на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

снижаются запасы питьевой воды с допустимым содержанием примесей;

изменяется состояние и развитие флоры и фауны океанов, морей, рек и озер;

нарушается естественный круговорот многих веществ в биосфере.

Загрязнение земель обусловлено, прежде всего, сельскохозяйственным производством (удобрения и пестициды). Оно может привести:

к сокращению пахотных земель и уменьшению их плодородия;

насыщению растений вредными веществами, что неизбежно влечет загрязнение продуктов питания (в настоящее время до 70 % вредного воздействия на человека приходится на пищевые продукты);

нарушению равновесия экосистем вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений.

В конкретной местности загрязнение атмосферы, а вслед за ним воды и почвы, формируется за счет следующих трех составляющих:

глобальной, обусловленной наличием на Земле многочисленных источников промышленного загрязнения и их трансграничным переносом на большие расстояния;

региональной, связанной с выбросами в данном промышленном регионе;

локальной (местной), обусловленной выбросами конкретного объекта в данной местности.

При дальнем переносе скорость распространения воздушных масс обычно составляет сотни километров в сутки. Поэтому на большие расстояния могут распространяться только те химические вещества, у которых время жизни в атмосфере превышает 12 ч. Для заметного накопления вредных веществ (поступающих из атмосферы) в почве и воде время их жизни в этих средах должно быть не менее года. К долгоживущим примесям относятся СО₂, фреоны и ряд других. Время жизни порядка десяти суток и менее имеют оксиды серы и азота.

Содержание долгоживущих примесей мало зависит от распределения источников выбросов не только в региональном, но и глобальном масштабе. Средняя их концентрация по земному шару примерно одинакова.

Содержание короткоживущих примесей существенно зависит от количества источников выбросов и метеоусловий. Так, в промышленных районах концентрация оксидов серы обычно в несколько раз выше, чем в сельской местности, и в 10—100 раз выше, чем над океанами.

Для обеспечения требований экологической безопасности содержание всей номенклатуры химических веществ, поступающих в окружающую среду, строго регламентируется. Для этих целей используют два основных количественных показателя:

предельно допустимую концентрацию (ПДК);

предельно допустимый выброс (ПДВ).

Предельно допустимая концентрация — максимальная концентрация (масса примеси (г) в единице объема (л) воздуха, воды или массы (кг) почвы), которая не оказывает прямого или косвенного вредного действия на человека, его потомство и санитарные условия жизни. В настоящее время установлены ПДК в расчете на среднего человека для воздушной среды предприятий, атмосферы городов и других населенных пунктов, для воды открытых водоемов. Установлены ПДК в почвах по содержанию пестицидов, тяжелых металлов, органических соединений. Среднесуточная ПДК усредняется за длительный промежуток времени, вплоть до года. Указанные ПДК рассчитываются с учетом глобальной и региональной составляющих техногенного химического фона.

В зависимости от норм ПДК водоисточники подразделяются на две категории: источники хозяйственно-питьевого назначения, в том числе для водоснабжения предприятий пищевой промышленности, и водоемы в черте населенных пунктов, а также для купания, спорта, отдыха.

Гигиенические требования к хозяйственно-питьевым, рыбо-хозяйственным водоисточникам, а также требования к питьевой воде регламентируются соответствующими стандартами и санитарными нормами.

В целях практического контроля поступления вредных веществ в окружающую природную среду от источника выбросов для него на основе установленных ПДК рассчитывают ПДВ вредных веществ. ПДВ устанавливается для каждого стационарного и подвижного источника соответствующими нормативными документами (например, «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий» СН-245-71).

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 331; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!