НАЗОВИТЕ ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ПОСТАВЩИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Наталья Игоревна Гелюх

Эксперт по предмету «Экология»

Загрязнение воды – большая экологическая проблема, однако современные способы очистки не решают ее. Это может привести к серьезным экологическим последствиям, поскольку без воды не может выжить ни одно живое существо. Для решение проблемы нужно определиться с источниками загрязнения и существующими подходами к их решению.

Основные группы загрязняющих веществ и источники загрязнения воды

Несмотря
на неуклонный рост потребления воды
из-за быстрого увеличения численности
народонаселения, главной проблемой
стал не дефицит питьевой воды в большинстве
стран мира, а прогрессирующее загрязнение
рек, озер и подземных вод. Быстрый рост
промышленности привел к резкому
увеличению объемов технических отходов,
сбрасываемых в виде неочищенных или
недостаточно очищенных сточных вод в
водоем.

По
данным Всемирной организации
здравоохранения в речных водах содержатся
тысячи органических веществ. Однако
отечественные службы контроля качества
воды имеют возможность контролировать
не более трех-пяти десятков веществ,
загрязняющих водоемы. В то же время
перечень загрязняющих веществ,
обнаруженных в воде реки Томь, одной из
самых грязных рек России, превышает 300
наименований, среди которых имеются
высокотоксичные, в том числе, канцерогенные
вещества, а в крупнейшем озере Европы
– Ладоге выявлено более пяти сотен
загрязняющих веществ.

Источники
загрязнения водоемов.

Основными источниками загрязнения
водоемов являются следующие:

1. атмосферные
   осадки, несущие массы загрязняющих
   веществ промышленного происхождения,
   вымываемых ими из загрязненной атмосферы,

2. городские
   сточные воды (бытовые, канализационные
   стоки, содержащие вредные для здоровья
   синтетические моющие средства и др.),

4. сельскохозяйственные
   сточные воды (отходы животноводческих
   комплексов, смыв с полей удобрений и
   пестицидов дождями и весной с талыми
   водами и др.).

Загрязняющие вещества (материальные носители загрязнения) связаны с источниками загрязнения. Источник загрязнения

– природный или антропогенный объект, вызывающий в биосфере или её компонентах повышение содержания загрязняющих веществ.

По характеру распространения загрязняющих веществ источники загрязнения делятся на:

· точечные (ТЭЦ, добыча полезных ископаемых);

· площадные (земледелие, крупные промышленные зоны);

· линейные (транспорт).

Загрязняющие вещества
, ЗВ (поллютанты) – химические элементы и соединения, повышенное содержание которых в компонентах биосферы оказывает вредное воздействие на растения, животных и человека.

По агрегатному состоянию
– твердые, жидкие и газообразные.

По химическому составу
– неорганические или минеральные (пыль, ТМ) и органические (нефть, канцерогенные углеводороды), а также органоминеральные (некоторые пестициды). Существует более дробное деление на оксиды, кислоты, щелочи, соли.

Нередко загрязняющие делят на группы в зависимости от отраслей хозяйства, их производящих: ЗВ химической промышленности, металлургии, транспорта и др. Это деление – нестрогое, т.к. в разные группы может входить одно и то же ЗВ. Например, диоксид серы поступает с выбросами и предприятий цветной металлургии, и заводов химической промышленности, и с выбросами ТЭЦ. Для каждого конкретного типа предприятия можно составить список веществ, поступающих в окружающую среду.

При воздействии на живые организмы особую опасность представляют ЗВ, оказывающие мутагенное воздействие, результатом которого могут быть нарушения в системе воспроизводства потомства, и канцерогенное, обусловливающие развитие злокачественных новообразований.

В настоящее время известно около 6 млн химических соединений, практически используется до 500 тыс. Соединений; из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными.

Загрязнение
атмосферного воздуха непосредственно
влияет на здоровье человека, а загрязнение
атмосферы (на глобальном уровне) – лишь
косвенно через климатические изменения,
разрушение озонового экрана биосферы,
кислотные дожди и др.

Наиболее
распространенные группы загрязнителей
воздуха: атмосферные газы (окислы азота,
серы, углерода, например, углекислый
газ), углеводороды, фенолы, аэрозоли
тяжелых металлов и другие органические
и минеральные соединения.

Наиболее
крупный источник загрязнения воздуха
– автотранспорт, который загрязняет
атмосферу свинцом, окисью углерода и
упоминавшимися выше ПАУ. Принято считать,
что в большинстве стран мира больше
половины загрязнений воздуха связано
с работой автотранспорта. Значительную
долю загрязнения воздуха составляют
также выбросы тепловых электростанций,
которые содержат окислы серы и азота,
золу, тяжелые металлы и уже упоминавшиеся
выше ПАУ, связанные со сжиганием
ископаемого топлива. Причем первенство
здесь принадлежит электростанциям,
работающим на угле, а меньше всего
выбросов дают станции, использующие
природный газ.

Предприятия
химической промышленности выбрасывают
в атмосферу углеводороды, фенолы,
органические фториды и хлориды, карбоновые
кислоты, альдегиды; органические
соединения серы, хлора, фтора, азота;
двуокись серы, сероводород, окислы
азота, соляную и другие кислоты, соединения
фтора, тяжелые металлы, карбиды и др.
Металлургические предприятия выбрасывают
в воздух в больших объемах пыль, окислы
серы, углерода и азота, фтористые газы
и металлы. О составе пыли можно судить
по тому факту, что из одной тонны пыли,
выделяемой при плавке меди, можно извлечь
около 100 кг меди и немного меньше цинка
и свинца, известных своей токсичностью.
Выбросы нефтедобывающих и
нефтеперерабатывающих предприятий
содержат углеводороды, сероводород,
дурнопахнущие газы (стирол, ацетон,
толуол и др.), а при сжигании попутных
газов в факельных установках – в больших
объемах сажу, окись углерода, диоксид
азота, углеводороды.

Основные причины загрязнения воды

Основные факторы, которые влияют на загрязнение можно поделить на следующие группы:

• Промышленные отходы
  . От производственной деятельности фабрик, заводов, комбинатов происходит загрязнение вод. Фильтры и очистные системы не в состоянии провести полную очистку от загрязняющих веществ.

  
  
  

  Сброс промышленных вод в окружающую среду

• Промышленные аварии и техногенные катастрофы
  . Крупные аварии и утечки на производстве ведут к загрязнению воды. Происходит это в результате перевозки промышленных отходов или опасных грузов водным транспортом, взрывов на атомных электростанциях, ядерных испытаний и т.п.
• Сточные воды из канализации
  . Люди, для упрощения быта, производят тонны синтетических моющих средств. Смесь моющих средств, биологических отходов попадают в канализацию. Все это попадает в сток, приводя к загрязнению поверхностных и подземных водных источников.
• Твердые отходы
  . В океане существуют мигрирующие острова помоек.

  В Тихом океане найден самый большой мусорный остров, по размеру он соизмерим с территорией Монголии (1,5 млн. км²), его вес составляет примерно сто миллионов тонн.

  Огромное количество пластика съедают морские обитатели, что ведет к их гибели. Под воздействием солнечного тепла пластик распадается на мелкие гранулы, которые поглощает планктон. Это ведет к гибели целых экосистем.

• Удобрение для полей
  . Для увеличения урожайности фермеры применяют биодобавки и удобрения. Прикормы для почвы вместе с талыми и дождевыми водами напитывают подземные реки, загрязняя их. Подземные источники впадают в поверхностные водоемы, расширяя площадь загрязнения. Органические удобрения, в отличие от применяемых фермерами минеральных добавок, при правильном дозировании не несут вреда почве и через некоторое время полностью разлагаются и становятся безопасными как для человека, так и для окружающей природы. Но такие прикормки не всегда помогают получить большой урожай и не очень удобны для использования на больших территориях.
• Утечки нефти
  . Добыча этого природного ресурса сопряжена с большим риском для окружающей природы. Только в Америке ежегодно фиксируется больше десятка тысяч утечек. В России количество нефтяных утечек чуть меньше – около девяти с половиной тысяч. Попадая в открытые водоемы нефтепродукты отравляют водную среду.

  
  
  

  Последствия от разлива нефти

• Атмосферное загрязнение
  . Вместе с ветром и испарениями зола, сажа, пыль, пепел поднимаются в атмосферу. Здесь, в атмосферных слоях они вступают в химическую реакцию с водой, образуя концентрированную кислоту, выпадающую на землю и ведущую к серьезному загрязнению водоемов.
• Тепловое загрязнение
  . Промышленные предприятия, атомные и тепловые электростанции сбрасывают кубометры разогретой водной массы в открытые водоемы. Ее состав не несет вреда для подводного мира, но повышенная температура меняет ход привычных процессов. Нарушается баланс, одни виды живности и растительности вымирают, другие – размножаются с большой скоростью.
• Природные источники
  . В озерах вода малоподвижная, а вдоль береговой линии часто произрастает растительность. Такие источники внешнего загрязнения, как поступающие с полей удобрения и стоки ускоряют рост растительности. Все это несет большой ущерб для рыбного хозяйства, затрудняет использование водного ресурса для водоснабжения.

1.4.1. Классификация
и характеристика загрязняющих веществ

Из
более чем 200 загрязнителей атмосферного
воздуха, для которых установлены
предельно — допустимые концентрации,
следует выделить следующие :

1)
твердые частицы (пыль, зола, сажа); 2)
оксиды серы; 3) оксиды азота; 4) оксиды
углерода; 5) углеводороды.

Для
большинства промышленных регионов
характерно следующее весовое соотношение
поступления этих веществ в атмосферный
воздух: оксид углерода — около 50%, оксиды
серы — около 20%, твердые частицы -16 -20%,
оксиды азота -6 -8%, углеводороды -2 -5%. К
крупным загрязнителям атмосферы следует
также отнести аммиак, сероводород,
сероуглерод, озон, альдегиды, полициклические
углеводороды, хлорорганические
соединения( в том числе и диоксины),
соединения свинца, кадмия, ртути, ряд
“пахучих” соединений и др.

Загрязняющие
вещества приземного слоя атмосферы
могут быть разделены по агрегатному
состоянию на две группы: газы и пары с
температурой кипения ниже 200 ⁰
С;
твердые и жидкие частицы веществ, размеры
которых составляют 0.01 -20 мкм.

Ниже приведен
пример классификации ЗВ по их химическому
составу (табл.1.11)

Классификация
газообразных и жидких ЗВ по химическому
составу

Существуют также
классификации и твердых ЗВ, например,
по содержанию примесей:

1)
пыль, содержащая токсичные компоненты(тяжелые
металлы и др.) и биологически активные
вещества(мышьяк, бериллий, фтор, германий,
ртуть, свинец, радиоактивные вещества
и др.);

2)
пыль, не содержащая биологически активных
токсичных компонентов: а) пыль с
фиброгенным эффектом — пыль с фракциями
асбеста менее и более 10%, каменноугольная
пыль, графит, тальк, слюда, керамические
глины, каолин, полевой шпат, огнеупорная
глина, пыль от очистки стальных отливок,
пыль от агломерирования руд и другие
фиброгенные пыли ; б) пыль без фиброгенного
эффекта — буроугольная пыль, другие
пыли.

Иногда
выделяют перечень ЗВ с запахом. В этот
перечень входят, как правило, органические
или неорганические пары, присутствие
которых ощущается человеком при
содержании, меньшем чувствительности
анализаторов. Приятные запахи обозначают
как “ароматы”, а неприятные — как
“запахи”. В табл. 1.12 в качестве примера,
приведена классификация ЗВ по запаху.

Оценка
запахов по сопоставительной шкале

Частицы (твердые
и жидкие), диспергированные в газовой
среде, диаметром от сотых долей до
нескольких сот мкм собирательно называют
аэрозолями. Аэрозоли могут образовываться
либо в результате процессов конденсации,
при которых группы молекул образуют
коллоидные частицы, либо путем процессов
диспергирования, при которых грубый
материал распыляется на тончайшие
частицы. Так, например, пары летучих
веществ, попадая в атмосферу, после
охлаждения образуют жидкие частицы.
Примером процессов диспергирования
могут быть: поступление в атмосферу
твердых выбросов литейного производства,
пыль, образующаяся на улицах города в
результате движения транспорта и т.д.
Кроме того, аэрозоли могут образоваться
в воздухе в результате фотохимических
превращений атмосферных загрязнений,
например, образование аэрозолей серной
кислоты, сульфатов, нитратов и т.д.

Химический состав
аэрозолей приведен в табл. 1.13.

Важным
свойством взвешенных частиц является
гранулометрический состав. Пыль состоит
из частиц различных размеров, диапазон
существования которых в данном образце
обычно изображают кривой распределения.
Для отдельных видов частиц в зависимости
от размеров, формы и характерных
особенностей поведения условно используют
различные термины, такие, как пыль, сажа,
дым и туман. Фракционный состав аэрозолей
приведен в табл. 1.14.

Аэрозоли
в атмосферном воздухе в ряде случаев
активируют химические превращения ЗВ.
Они могут проявлять большую активность
благодаря, например, адсорбции газообразных
молекул. Многие вещества, которые обычно
медленно окисляются, будучи распыленными
на мелкие частицы, окисляются крайне
быстро. Аэрозоли в атмосфере ускоряют
конденсацию водяного пара и способствуют
образованию туманов. Атмосферные
аэрозоли имеют сложный химический
состав. В табл. 1.13 приведены концентрации
отдельных компонентов аэрозолей,
аналитически определенных в различных
регионах (Европа, Азия, Америка, Океания).

Из
газообразных атмосферных ЗВ наиболее
часто встречаются оксиды серы (SO ₂
,
SO ₃
),
оксиды азота (NO,
NO ₂
),
сероводород, оксиды углерода, аммиак,
органические сульфиды, хлорид и фторид
водорода, альдегиды и др.

1.4.2. Загрязняющие
вещества, действующие в глобальном
масштабе

Наиболее
опасными ЗВ глобального масштаба
действия в настоящее время считаются
озон, диоксид углерода, а также
мелкодисперсные частицы твердых или
жидких веществ.

Наибольшее
воздействие в глобальном масштабе из
твердых частиц оказывают тонкодисперсные
пыли, поскольку они не оседают и остаются
в верхних слоях атмосферы, откуда не
удаляются ни с дождем, ни какими -либо
другими путями. Эти пылевые облака
отражают солнечный свет и дальнейшее
увеличение их концентрации может
привести к понижению средней температуры
вблизи поверхности земли. На основании
наблюдений за верхними слоями атмосферы
определено, что глубокие слои пылевых
частиц находятся на высоте 10 — 20 км от
поверхности земли; особенно мощные
облака частиц располагаются над севером
Атлантического океана.

В
настоящее время пыль, образующаяся в
результате хозяйственной деятельности
составляет только 10% в глобальных
выбросах пыли (колебания от 2 до 50%).
Значительно большее количество ее
поступает в атмосферу в результате
природных процессов и за счет вторичного
образования, то есть за счет конверсии
газообразных ЗВ в твердые.

Система
Глобального Мониторинга Окружающей
Среды (CEMS)
занимается глобальными исследованиями
веществ, загрязняющих атмосферу и
работает в рамках Программы ООН
“Окружающая среда” (UNEP).
В табл. 1.15 приведен перечень ЗВ,
определяемых в атмосфере по системе
EMS.

Фиксация
в атмосфере ЗВ

По своему агрегатному состоянию ЗВ подразделяются на жидкие, твердые и газообразные. На долю газообразных приходится 90%, всех других – 10%.

По своей природе загрязнения разделяются на химические, физические и биологические. Некоторые специалисты предлагают выделять и т.н. эстетические загрязнения. К ним относятся нарушение пейзажей и прочих примечательных мест малопривлекательными постройками и пр. (рис. 4.2).

К основным видам химического загрязнения относятся: тяжелые металлы, пестициды, отдельные химические элементы или вещества, моющие средства, СПАВ, пластмассы, нефть и нефтепродукты.

К физическим загрязнениям относятся тепловые, шумовые, радиоактивные, электромагнитные.

К биологическим загрязнениям относятся микробиологические (бактерии, вирусы), растения и животные, изменения экосистем в результате вселения отдельных видов, генная инженерия.

Количество ЗВ огромно и число их по мере развития новых технологических процессов постоянно растет. К числу основных ЗВ относят:

— диоксид углерода (CO ₂
);

— оксид углерода (СО);

— диоксид серы (SO ₂
);

— оксиды азота (NO, NO ₂
, N ₂
O);

— тяжелые металлы и в первую очередь ртуть, свинец и кадмий;

— канцерогенные вещества, в частности, бензапирен;

— удобрения (фосфаты);

— радионуклиды и другие радиоактивные вещества;

— диоксины (хлоруглеводороды);

— твердые примеси (аэрозоли): пыль, сажа, дым;

— нефть и нефтепродукты;

Оксиды углерода (СО и СО ₂
) – самые распространенные и наиболее значительные по массе примеси в атмосфере. Основная масса их образуется в процессе сжигания ископаемого топлива, прежде всего, бензина в ДВС (двигателях внутреннего сгорания). Ежегодно в атмосферу поступает около 180 млн. т оксида углерода. Губительно действует на кровеносную и нервную систему человека.

Диоксид серы (SO ₂
), или сернистый газ, – второе по массе загрязняющее атмосферу вещество. Основной источник – сжигание каменного угля. Ежегодно выбрасывается около 150-180 млн. т. В результате вторичных химических реакций образует сернистую (H ₂
SO ₃
) и серную (H ₂
SO ₄
) кислоты, входящие в состав кислотных осадков.

Оксиды азота (NO, NO ₂
, N ₂
O) образуются в процессах горения при высокой температуре, прежде всего в ДВС, работающих на бензине и дизельном топливе. Общая масса ежегодно выбрасываемых в атмосферу соединений азота в процессе деятельности человека оценивается более чем в 70 млн. т. При взаимодействии диоксида азота с водяным паром образуется азотная кислота и другие нитраты.

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк и др.) относятся к числу распространенных и весьма токсичных ЗВ. Они широко применяются в различных производственных процессах, в результате чего их содержание в промышленных сточных водах довольно высокое. Наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Антропогенный приток ртути в биосферу ежегодно составляет около 5 тыс. т, свинца – 200 тыс. т, кадмия – 5 тыс. тонн.

Канцерогенные вещества – это химические соединения, способные вызывать (раковые заболевания).

К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся различные углеводороды (в природных условиях наиболее известен из них бензапирен) и пестицидные препараты. Источниками бензапирена в окружающей среде служат природные и антропогенные процессы. Основной антропогенный источник – это пиролиз (разложение) органических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива. Глобальное поступление бензапирена в биосферу оценивается от 8 до 20 тыс. т в год.

Пестициды составляют обширную группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Американским экологическим агентством официально зарегистрировано 100 тыс. видов пестицидов. Наиболее известны среди них препарат ДДТ и его производные, в частности, полихлорбифенилы (ПХБ). В настоящее время ежегодно производится более 5 млн. т. пестицидов. Около 1,5 млн. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем.

Промышленное производство пестицидов сопровождается получением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. Пестициды, уничтожая вредителей урожая, наносят при этом огромный вред многим полезным организмам и подрывают здоровье природных биоценозов. В сельском хозяйстве уже давно стоит проблема перехода от химических, загрязняющих среду методов борьбы с вредителями, к биологическим, которые являются экологически чистыми.

Одно из ведущих мест среди источников загрязнения атмосферы канцерогенными веществами занимают ДВС (двигатели внутреннего сгорания). Немало канцерогенов входит в состав табачного дыма. Согласно статистическим данным, из миллиона жителей планеты один человек погибает от курения каждые 2-3 часа, тогда как в автокатастрофах один человек из миллиона погибает каждые 2-3 дня, а от употребления спиртного – только каждые 4-5 дней. Таким образом, смертность от курения превышает смертность от употребления спиртного в 40-50 раз. Есть над чем подумать.

В Мировом океане наиболее распространенными ЗВ являются нефть и нефтепродукты. К началу 80-х годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т нефтяных углеводородов. По своему объему это значительно выше потерь нефти при потоплениях и повреждениях танкеров за всю Вторую мировую войну.

Основные пути поступления нефти в океан – это:

— сбросы промывочных, балластных и льяльных вод с судов;

— сбросы в портах и портовых акваториях, включая потери при загрузке бункеров наливных и прочих судов;

— сброс промышленных отходов и сточных вод;

— ливневые стоки;

— катастрофы судов и буровых установок в море, бурение на шельфах;

— атмосферные выпадения;

— вынос речным стоком.

Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, — все это обусловливает присутствие постоянных полей загрязнений на трассах морских путей.

Промышленное производство пестицидов сопровождается получением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. Экологическими исследованиями установлено, что пестициды, уничтожая вредителей урожая, наносят при этом огромный вред многим полезным организмам и подрывают здоровье природных биоценозов. В сельском хозяйстве уже давно стоит проблема перехода от химических, загрязняющих среду методов борьбы с вредителями к биологическим, которые являются экологически чистыми.

Наибольшую опасность в последние десятилетия представляют радиоактивные загрязнения. Их основные источники – это:

— продукты ядерных взрывов;

— отходы атомной промышленности;

— аварии судов с атомными установками и аварии, связанные с использованием, транспортировкой и получением радионуклидов.

Основные виды загрязнения гидросферы

Под
загрязнением водных ресурсов понимают
любые изменения физических, химических
и биологических свойств воды в водоемах
в связи со сбрасыванием в них жидких,
твердых и газообразных веществ, которые
причиняют или могут создать неудобства,
делая воду данных водоемов опасной для
использования, нанося ущерб народному
хозяйству, здоровью и безопасности
населения. Источниками загрязнения
признаются объекты, с которых осуществляется
сброс или иное поступление в водные
объекты вредных веществ, ухудшающих
качество поверхностных вод, ограничивающих
их использование, а также негативно
влияющих на состояние дна и береговых
водных объектов.

Загрязнение
поверхностных и подземных вод можно
распределить на такие типы:

механическое




— повышение
содержания механических примесей,
свойственное в основном поверхностным
видам загрязнений;

химическое




— наличие в
воде органических и неорганических
веществ токсического и нетоксического
действия;

бактериальное
и биологическое

— наличие в воде разнообразных патогенных
микроорганизмов, грибов и мелких
водорослей;

радиоактивное




— присутствие
радиоактивных веществ в поверхностных
или подземных водах;

тепловое



—

выпуск
в водоемы подогретых вод тепловых и
атомных ЭС.

Основными источниками
загрязнения и засорения водоемов
является недостаточно очищенные сточные
воды промышленных и коммунальных
предприятий, крупных животноводческих
комплексов, отходы производства при
разработке рудных ископаемых; воды
шахт, рудников, обработке и сплаве
лесоматериалов; сбросы водного и
железнодорожного транспорта; отходы
первичной обработки льна, пестициды и
т.д. Загрязняющие вещества, попадая в
природные водоемы, приводят к качественным
изменениям воды, которые в основном
проявляются в изменении физических
свойств воды, в частности, появление
неприятных запахов, привкусов и т.д.); в
изменении химического состава воды, в
частности, появление в ней вредных
веществ, в наличии плавающих веществ
на поверхности воды и откладывании их
на дне водоемов.

Сточные воды
разделяют на три группы: фановые, или
фекальные; хозяйственно-бытовые,
включающие стоки от камбуза, душей,
прачечных и др.; подсланевые, или
нефтесодержащие.

Для фановых
сточных вод

характерно высокое бактериальное
загрязнение, а также органическое
загрязнение(химическое потребление
кислорода достигает1500-2000мг/л.). объём
этих вод сравнительно невелик.

Хозяйственно
бытовые сточные воды

характеризуются невысоким органическим
загрязнением. Эти сточные воды обычно
сбрасываются за борт судна по мере
образования. Сброс их запрещён только
в зоне санитарной охраны.

Подсланевые воды

образуются в машинных отделениях судов.
Они отличаются высоким содержанием
нефтепродуктов.

Производственные
сточные воды загрязнены в основном
отходами и выбросами производства.
Количественный и качественный состав
их разнообразен и зависит от отрасли
промышленности, ее технологических
процессов; их делят на две основные
группы: содержащие неорганические
примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие
яды.

К первой группе
относятся сточные воды содовых,
сульфатных, азотно-туковых заводов,
обогатительных фабрик свинцовых,
цинковых, никелевых руд и т.д., в которых
содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых
металлов и др. Сточные воды этой группы
в основном изменяют физические свойства
воды.

Сточные воды второй
группы сбрасывают нефтеперерабатывающие,
нефтехимические заводы, предприятия
органического синтеза, коксохимические
и др. В стоках содержатся разные
нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы,
фенолы и другие вредные вещества.
Вредоносное действие сточных вод этой
группы заключается главным образом в
окислительных процессах, вследствие
которых уменьшается содержание в воде
кислорода, увеличивается биохимическая
потребность в нем, ухудшаются
органолептические показатели воды.

Загрязнение
сточными водами в результате промышленного
производства, а также коммунально-бытовыми
стоками ведет к эвтрофикации

водоемов – обогащению их питательными
веществами, приводящему к чрезмерному
развитию водорослей, и к гибели других
водных экосистем с непроточной водой
(озер, прудов), а иногда к заболачиванию
местности.

Довольно вредным
загрязнителем промышленных вод является
фенол. Он содержится в сточных водах
многих нефтехимических предприятий.
При этом резко снижаются биологические
процессы водоемов, процесс их самоочищения,
вода приобретает специфический запах
карболки.

На жизнь населения
водоемов пагубно влияют сточные воды
целлюлозно-бумажной промышленности.
Окисление древесной массы сопровождается
поглощением значительного количества
кислорода, что приводит к гибели икры,
мальков и взрослых рыб. Волокна и другие
нерастворимые вещества засоряют воду
и ухудшают ее физико-химические свойства.
На рыбах и на их корме — беспозвоночных
— неблагоприятно отражаются молевые
сплавы. Из гниющей древесины и коры
выделяются в воду различные дубильные
вещества. Смола и другие экстрактивные
продукты разлагаются и поглощают много
кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно
молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы
сильно засоряют реки, а топляк нередко
полностью забивает их дно, лишая рыб
нерестилищ и кормовых мест.

Нефть и нефтепродукты
на современном этапе являются основными
загрязнителями внутренних водоемов,
вод и морей, Мирового океана. Попадая в
водоемы, они создают разные формы
загрязнения: плавающую на воде нефтяную
пленку, растворенные или эмульгированные
в воде нефтепродукты, осевшие на дно
тяжелые фракции и т.д. Это затрудняет
процессы фотосинтеза в воде из-за
прекращения доступа солнечных лучей,
а также вызывает гибель растений и
животных. При этом изменяется запах,
вкус, окраска, поверхностное натяжение,
вязкость воды, уменьшается количество
кислорода, появляются вредные органические
вещества, вода приобретает токсические
свойства и представляет угрозу не
только для человека. 12 г нефти делают
непригодной для употребления тонну
воды. Каждая тонна нефти создает нефтяную
пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление
пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

Атомные электростанции
радиоактивными отходами загрязняют
реки. Радиоактивные вещества концентрируются
мельчайшими планктонными микроорганизмами
и рыбой, затем по цепи питания передаются
другим животным. Установлено, что
радиоактивность планктонных обитателей
в тысячи раз выше, чем воды, в которой
они живут.

Сточные воды,
имеющие повышенную радиоактивность
(100 кюри на 1л и более), подлежат захоронению
в подземные бессточные бассейны и
специальные резервуары.

Рост населения,
расширение старых и возникновение новых
городов значительно увеличили поступление
бытовых стоков во внутренние водоемы.
Эти стоки стали источником загрязнения
рек и озер болезнетворными бактериями
и гельминтами. В еще большей степени
загрязняют водоемы моющие синтетические
средства, широко используемые в быту.
Они находят широкое применение также
в промышленности и сельском хозяйстве.
Содержащиеся в них химические вещества,
поступая со сточными водами в реки и
озера, оказывают значительное влияние
на биологический и физический режим
водоемов. В результате снижается
способность вод к насыщению кислородом,
парализуется деятельность бактерий,
минерализующих органические вещества.

Вызывает серьезное
беспокойство загрязнение водоемов
пестицидами и минеральными удобрениями,
которые попадают с полей вместе со
струями дождевой и талой воды. В результате
исследований, например, доказано, что
инсектициды, содержащиеся в воде в виде
суспензий, растворяются в нефтепродуктах,
которыми загрязнены реки и озера. Это
взаимодействие приводит к значительному
ослаблению окислительных функций водных
растений. Попадая в водоемы, пестициды
накапливаются в планктоне, бентосе,
рыбе, а по цепочке питания попадают в
организм человека, действуя отрицательно
как на отдельные органы, так и на организм
в целом.

В связи с
интенсификацией животноводства все
более дают о себе знать стоки предприятий
данной отрасли сельского хозяйства.

Сточные воды,
содержащие растительные волокна,
животные и растительные жиры, фекальную
массу, остатки плодов и овощей, отходы
кожевенной и целлюлозно-бумажной
промышленности, сахарных и пивоваренных
заводов, предприятий мясомолочной,
консервной и кондитерской промышленности,
являются причиной органических
загрязнений водоемов.

В сточных водах
обычно около 60% веществ органического
происхождения, к этой же категории
органических относятся биологические
(бактерии, вирусы, грибы, водоросли)
загрязнения в коммунально-бытовых,
медико-санитарных водах и отходах
кожевенных и шерстомойных предприятий.

Серьёзной
экологической проблемой является то,
что обычным способом использования
воды для поглощения тепла на тепловых
электростанциях является прямая прокачка
пресной озерной или речной воды через
охладитель и затем возвращение её в
естественные водоёмы без предварительного
охлаждения. Для электростанции мощностью
1000 МВт требуется озеро площадью 810 га,
глубиной около 8,7 м.

Электростанции
могут повышать температуру воды по
сравнению с окружающей на 5-15 С. В
естественных условиях при медленных
повышениях или понижениях температур
рыбы и другие водные организмы постепенно
приспосабливаются к изменениям
температуры окружающей среды. Но если
в результате сброса в реки и озёра
горячих стоков с промышленных предприятий
быстро устанавливается новый температурный
режим, времени для акклиматизации не
хватает, живые организмы получают
тепловой шок и погибают.

Тепловой шок — это
крайний результат теплового загрязнения.
Результатом сброса в водоёмы нагретых
стоков могут быть иные, более коварные
последствия. Одним из них является
влияние на процессы обмена веществ.

В результате
повышения температуры воды содержание
в ней кислорода падает, тогда как
потребность в нём живых организмов
возрастает. Возросшая потребность в
кислороде, его нехватка вызывают жестокий
физиологический стресс и даже смерть.
Искусственное подогревание воды может
существенно изменить и поведение рыб
— вызвать несвоевременный нерест,
нарушить миграцию

Повышение температуры
воды способно нарушить структуру
растительного мира водоёмов. Характерные
для холодной воды водоросли заменяются
более теплолюбивыми и, наконец, при
высоких температурах полностью ими
вытесняются, при этом возникают
благотворные условия для массового
развития в водохранилищах сине-зеленых
водорослей — так называемого “цветения
воды”. Все перечисленные выше последствия
теплового загрязнения водоёмов наносят
огромный вред природным экосистемам и
приводят к пагубному изменению среды
обитания человека. Ущербы, образовавшиеся
в результате теплового загрязнения,
можно разделить на: — экономические

(потери вследствие снижения продуктивности
водоёмов, затраты на ликвидацию
последствий от загрязнения); социальные

(эстетический ущерб от деградации
ландшафтов); экологические

(необратимые разрушения уникальных
экосистем, исчезновение видов, генетический
ущерб).

Загрязняются реки
и во время сплава, при гидроэнергетическом
строительстве, а с началом навигационного
периода увеличивается загрязнение
судами речного флота.

Мировое хозяйство
сбрасывает в год 1500 куб. км сточных вод
разной степени очистки, которые требуют
50-100-кратного разбавления для придания
им естественных свойств и дальнейшего
очищения в биосфере. При этом не
учитываются воды сельскохозяйственных
производств. Мировой речной сток (
37,5-45 тыс. куб. км в год) недостаточен для
необходимого разбавления сточных вод.
Таким образом, в результате промышленной
деятельности пресная вода перестала
быть возобновляемым ресурсом.

Рассмотрим
последовательно загрязнение океанов,
морей, рек и озер, а также методы очистки
сточных вод.

Соседние файлы в предмете Экология

Пути решения проблем

Вопрос загрязнения поверхностных природных вод вырос до масштабов планеты. Человечество пытается решить проблему разными способами.

Очистка воды

Ряд мероприятий позволяют привести к необходимым стандартам загрязненную воду в процессе очистки.

• Механическая – по ходу движения потока ставятся решетки, не допускающие попадание в открытый водоем крупного мусора. Несовершенный способ, требует регулярной очистки решеток.
• Третичная – вода проходит многоэтапную систему очистки с применением порошков. Они убивают патогенные микроорганизмы, ведут к разложению кислоты, щелочей. Полученный ресурс можно использовать в сельском хозяйстве или в промышленных целях.
• Специализированная – позволяет устранить загрязнение от отдельного вида составов. Коагулянты ведут к слипанию посторонних частиц, они образуют хлопья, которые отфильтровывают.
• Химическая – реагенты вступают в реакцию с вредными примесями, нейтрализуя их. Но вода получается с высокой жесткостью, пить ее нельзя.

Охрана водных ресурсов

Ряд стран разработал мероприятия по охране водного бассейна планеты.

• Установлены прибрежные водоохранные зоны, на территории которых действуют ограничения на ведение хозяйственной деятельности.
• Введены мероприятия, позволяющие восполнить водный баланс планеты качественным водным ресурсом.
• Предусмотрены штрафы и меры наказания для нарушителей установленных правил пользования водными ресурсами.

Практика борьбы с загрязнениями воды в мире

Ученые находятся в интенсивном непрерывном поиске эффективных методов очистки воды от вредных примесей. Разработан ряд методов, позволяющих быстро локализовать большие объемы попавших в открытые водоемы нефтепродуктов или других химических и радиоактивных составов. Но даже этого пока недостаточно, чтобы сократить наносимый природе вред.

Водный барьер от нефти

Решение вопроса на законодательном уровне

Правительство России приняло закон, запрещающий открывать предприятия, наносящие вред окружающей природе и водным бассейнам. Все новые промышленные объекты обязаны иметь оборудованные фильтры, производящую очистку отработанной воды на высоком уровне.

Возможные последствия

В результате человеческих действий баланс в экосистеме нарушается. Гибель отдельных представителей биосферы
– неизбежность.

Дефицит пресной воды

С каждым годом человек потребляет все больше водного ресурса. Темпы загрязнения источников водоснабжения также растут.

Ежегодно на протяжении месяца несколько миллиардов людей испытывают трудности от недостатка пресной воды.

Если темпы загрязнения озер и рек не пойдут на спад, через несколько веков люди начнут гибнуть от нехватки воды.

Эпидемии и болезни

От перенасыщения водных ресурсов химическими соединениями учащаются случаи серьезных заболеваний сердца, кишечника, печени, почек, опорно-двигательного аппарата, хронических форм заболеваний.

Значительно возросло количество глистных инвазий различной степени тяжести, тифа, холеры, уносящих жизни людей.

Из-за большого количества антибиотиков, попадающих в реки и озера, возникают новые разновидности бактерий, устойчивых к воздействию лекарственных препаратов. Это затрудняет борьбу с заболеваниями.

Воздействие на живые организмы

Ухудшение качественного состава воды мешает нормальному существованию представителей флоры и фауны. В организме происходят сбои, которые ведут к проблемам со здоровьем.

Нарушение строения ДНК

Опасные вещества накапливаются в водоемах, проникая в живой организм они способны провоцировать мутацию, меняется строение ДНК. У рыб происходит изменение во внешнем виде, возникает деформация внутренних органов.

Нарушение репродуктивной функции

Опасность представляют тяжелые металлы, которые в большом количестве содержатся в грязной воде. Они не выводятся из человеческого организма, накапливаясь в нем и негативно влияя на репродуктивные органы человека. Как следствие, вероятность возникновения бесплодия увеличивается.

Нарушение энергообмена

Отдельные виды токсинов губительны для мембраны митохондрий. В результате органеллы теряют способность производить энергию из поступающих в организм питательных веществ. Синдром хронической усталости – одно из следствий такого нарушения.

Нейротоксичное воздействие

Повышенное содержание токсинов вызывает негативное воздействие на центральную и периферическую нервную систему. Возникает это в результате:

• непосредственного действия на нервную систему;
• воздействия на другие системы и органы, что ведет к поражению нервной системы.

Все химикаты также обладают нейротоксическим воздействием.

Попадая с водой в организм химикаты накапливаются, происходит нарушение координации движений, память, слух, зрение начинают ухудшаться, теряется тактильная и болевая чувствительность, не исключены психические расстройства.

Присутствующий в воде свинец может вызвать еще более серьезные отклонения, особенно он опасен для детского организма, так как способен вызвать задержку в умственном развитии.

Вымирание животных

Загрязнение водоемов ведет к исчезновению целых видов представителей животного мира:

• нефтесодержащие продукты при воздействии на жировой слой водоплавающих птиц разрушают его, птицы замерзают и гибнут;
• животные и рыбы принимают мусор за корм, проглатывая его они гибнут;
• повышение температуры воды отрицательно сказывается на жизни водных обитателей, привыкших к более низким температурам;
• обильное цветение опасно для рыб, так как в результате увеличивается рост органических веществ, питающих бактерии. Последние активнее потребляют кислород, что ведет к гибели представителей фауны.

Покрытый нефтью лебедь

Кислотные дожди

Находящаяся в атмосферных слоях влага вступает в реакцию с летучими соединениями, оксидами и прочими веществами, образуя кислоту. Поэтому все осадки являются кислотными, но различной степени концентрации вредных соединений.

Треть кислотных дождей имеют природное происхождение. Они вызваны извергающимися вулканами, разложением органических веществ, грозами. В появление остальных виноват человек. Работающие ТЭЦ, выхлопные газы автомобили, производственные цеха регулярно выбрасывают в атмосферу тонны соединений серы и азота. Такой дождь повышает кислотность водоемов, что ведет к гибели мальков, уменьшению корма, ухудшению качества почв.

Острова мусора

Пластиковые бутылки, куски рыболовных снастей и мусора ежедневно тоннами попадает в водоемы. Они собираются в острова, которые называют «мусорными». В Тихом океане найден один из самых больших таких островов, каждый день течение приносит сюда более 300 тонн отходов.

Антропогенные источники загрязнения атмосферы

К антропогенной группе источников загрязнения воздуха относятся промышленность, транспорт, сельскохозяйственное производство, коммунально-бытовая сфера. Состав выбросов загрязнителей различен в зависимости от их источника. По агрегатному состоянию все выбросы подразделяют на газообразные, жидкие и твердые.

В структуре загрязнения воздуха доля промышленности достигает 35%, вклад топливного комплекса – около 23%, автотранспорта – 42%.

В нашей стране основной источник выбросов – это теплоэнергетика. Она является источником твердых частиц, оксидов углерода, азота и серы, окислов металлов. На втором месте находится черная металлургия, поставляющая пыль, сернистый ангидрид, окись углерода, также фенолы, сероводород, различные летучие углеводороды и другие химические вещества.

Среди передвижных источников загрязнения лидирует автотранспорт.
В зависимости от развития транспорта и промышленности, в различных городах его вклад в суммарное загрязнение атмосферы может составлять от 10% до 90% и более, однако обычно на него приходится около половины выбросов загрязняющих веществ в городскую атмосферу. Структура его выбросов близка к таковой для топливного комплекса, однако наиболее опасен он выбросами свинца.

Помимо химического загрязнения атмосферного воздуха, промышленность и транспорт оказывают и другие негативные воздействия на атмосферу. Они способствуют ее тепловому загрязнению, изменению прозрачности, что может вызывать эффекты как похолодания (пылевое загрязнение), так и потепления (парниковые газы). Кроме того, промышленные объекты и транспорт служат источником техногенных вибраций, шумового и электромагнитного загрязнения. Они оказывают влияние и на циркуляцию атмосферы, вызывая локальные и региональные отклонения от нормы, тем самым, вмешиваясь в режим распределение осадков.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Перемещение и загрязнение воды

Не все инородные вещества имеют твердые агрегатные формы, некоторые из них существуют в других формах:

• жидкая субстанция;
• взвешенные частицы.

Мусор на поверхности моря

Грязь, бактерии, химические соединения – все они попадают в канализацию, а значит – в водоемы. В пресной воде твердый мусор оседает на дно, во время волнения водной поверхности из-за ветра или движения водного транспорта, они всплывают, перемещаясь с водным потоком. Таким образом грязь и мусор перемещаются на значительные расстояния.

Соленая вода плотнее и мелкие частицы мусора в ней не оседают, а держатся на поверхности и течение уносит мусор далеко от берега.

Природные источники загрязнения атмосферы

К природным факторам, способствующим загрязнению атмосферного воздуха, относятся:

• ветровая эрозия (дефляция),
• вулканизм,
• некоторые биологические процессы,
• лесные пожары,
• поступление вещества из космоса.

Наиболее значимым из их числа является вклад ветровой эрозии. Суммарно на всей территории Земли ежегодно из атмосферы выпадает 4,6-8,3 млрд. т. терригенной (сухопутного происхождения) пыли, которая образуется в основном в полупустынных и пустынных регионах. Антропогенная деятельность
обычно приводит к усилению процессов дефляции и образованию перевеиваемых песков, пыльных бурь и т.д.

Вторым по значимости источником служит вулканизм. Его вклад составляет около 40 млн. т в год. Поступление вулканических выбросов крайне неравномерно. Крупные извержения сопровождаются масштабными выбросами, которые перемещаются на расстояния в тысячи километров. В результате извержений вулканов в атмосферу
попадает пыль, различные газы:

• $CO_2$,
• $SO_2$,
• $H_2O$,
• $H_2$,
• $N$,
• $NCl$,
• $HF$,
• и др.

Биологические процессы также оказывают воздействие на состав атмосферы, определяя динамику
углекислого газа, кислорода и азота. Некоторые микроорганизмы могут выделять значительное количество метана, сероводорода и других газов. Растения, особенно анемофилы, выбрасывают в атмосферу значительное количество пыльцы.

Существенным источником загрязнения атмосферы служат лесные пожары. Значительная их часть имеет антропогенное происхождение, поэтому к природным источникам они относятся лишь условно.

В значительных объемах в атмосферу попадает космическая пыль (до 10 тысяч тонн в сутки). В более распространенных «каменных» ее частичках (на них приходится 75% космических частиц) содержатся в основном $Na$, $Mg$, $Al$, $Si$, $K$, $Ca$, $Ti$, $Cr$, в «железных» метеоритах – $Fe$, $Co$, $Ni.$

Определение степени загрязнения

Различные показатели позволяют определить уровень загрязнения.

• цвет;
• титр кишечной палочки;
• окисляемость;
• прозрачность;
• присутствие тяжелых металлов и других составляющих;
• гидробиологические параметры;
• запах;
• уровень кислорода;
• показатель Рн;
• патогенная микрофлора.

В каждом развитом государстве есть организация, отвечающая за состояние водных ресурсов. В случае отхождения показателей от нормальных, она обязана провести проверку и предпринять действия для изменения ситуации.

Текущая ситуация в России и в мире

Самыми грязными на планете реками признаны водные артерии азиатской части Евразии. В них в несколько десятков раз больше свинца, чем в водоемах промышленно-развитых стран. В реках в разы превышено содержание бактерий от отходов жизнедеятельности человека.

В европейской части ситуация ненамного лучше. В Ирландии главный источник загрязнения рек – удобрения, применяемые здесь в большом количестве. Сточные воды – отдельная проблема этого государства.

Половина рек и озер Америки непригодны для их использования.

Загрязнение водоемов России достаточно велико. Водная экология близка к критической отметке в следующих регионах:

• Архангельской области;
• Ярославской области;
• Калининградской;
• Томской области;
• Курганской области;
• Бурятии;
• Республике Дагестан;
• Приморском крае;
• Калмыкии.

За последние годы резко ухудшилась ситуация в водоемах Амурской области. Ежедневно большой объем органических и химических соединений попадают в Волгу. Она уже не в состоянии самоочищаться естественным способом, поэтому здесь регулярно проводится очищение вод при помощи хлорирования.