Тема 3.1. Загрязнение окружающей среды.

С экологической точки зрения загрязнение окружающей среды – это любое внесение в экологическую систему несвойственных ей компонентов или структурных изменений, которые размыкают круговорот веществ и потоки энергии.

Следствием загрязнения является разрушение системы или снижение ее продуктивности. Результаты загрязнения могут проявляться через несколько лет.

По своей природе все загрязнения делятся: на физические, физико-химические, химические, биологические и механические.

Физические источники подразделяются на:

- тепловые - за счет сжигания топлива,

- шумовые – транспорт, предприятия,

- электромагнитные – линии электропередач, антенны,

- световые – источники искусственного света,

- радиоактивное – испытание ядерного оружия, атомные реакторы,

- вибрационные – оборудование, транспорт.

Химические подразделяются на:

- аэрозольные – автотранспорт,

- химические вещества – промышленность, население, сельское хозяйство,

- тяжелые металлы – электростанции, сжигающий уголь, нефть; автотранспорт, промышленность,

- пестициды – сельское хозяйство, население,

- пластмассы – население, строительство, автотранспорт, промышленность,

- синтетические поверхностно-активные вещества– химчистки, предприятия сервиса, население, промышленность.

Физико-химического - это загрязнения является аэрозольное загрязнение, или загрязнение воздуха мелкодисперсными жидкими и твердыми веществами. Примером такого загрязнения является промышленный смог или просто дым.

Биологические подразделяются на

- биотические – фармацевтическая промышленность, население,

- микробиологические – животные, населения, медицинские предприятия,

- генная инженерия – продукты питания, животные, микробы.

Механическое загрязнение объединяет в себе элементы рассмотренных выше типов и осуществляется отходами деятельности человека – твердыми, жидкими и газообразными.

Примерами механического загрязнения окружающей среды являются запыление атмосферы, замусоривание почв и водоемов.

По характеру образования загрязнения подразделяются: на природные и антропогенные.

Природное загрязнение происходит без всякого влияния человека на природные процессы.

Это, как правило, катастрофические процессы - мощное извержение вулкана, селевой поток и т.п.

Загрязнения, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека, называют антропогенными.

Антропогенные подразделяют: на промышленные - вызываемые как отдельно взятым предприятием, так всей отраслью в целом, сельскохозяйственные - возникающие при внесении удобрений, использовании ядохимикатов, сбросе отходов животноводства и других действиях, связанных с сельскохозяйственным производством; военные - образующиеся в результате работы военной промышленности, военных испытаний и военных действий (сюда можно отнести затопление химических боеприпасов и взрывчатых веществ, последствия уничтожения химического оружия, последствия военных действий).

По масштабам загрязнения подразделяются на: локальные (возникают вокруг промышленных предприятий, животноводческих комплексов, нефтебаз и т.д.), региональные (отмечаются в пределах области, бассейна реки, республики, государства), глобальные (обнаруживаются в любой точке планеты далеко от его источника - например, хлорорганические соединения в яйцах пингвинов в Антарктиде), космические (в космическом пространстве - например, отработанные части летательных аппаратов и другой так называемый космический мусор).

По характеру действия на здоровье человека, разделяются: таксические, раздра-жающие, консерогенные, мутагенные и влияющие на репродуктивную функцию;

Поступление в окружающую среду загрязнителей, непосредственно образующихся в ходе естественных, природно-антропогенных и чисто антропогенных процессов относят к первичным загрязнениям. Если вещество, поступающее в окружающую среду, не вызывает отрицательных последствий, но в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде, становится опасным, такое загрязнение называют вторичным. Например, фреоны, поступающие в атмосферу, химически инертны у поверхности Земли, но под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца они отщепляют атом хлора, который служит катализатором при разрушении озонового экрана планеты.

Источники загрязнения окружающей среды подразделяются: на сосредоточенные (точечные) и рассредоточенные. К первым относятся дымовые и вентиляционные трубы, шахты и т.п., к рассредоточенным - вентиляционные фонари цехов, ряды близко расположенных труб, открытые склады. Кроме того, источники загрязнения могут быть как непрерывного, так периодического действия.

Известно, что всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась обществом без учета степени воздействия на окружающую природную среду.

Отрицательно влияя на окружающую среду, загрязнения, в свою очередь, могут подвергаться определенному воздействию окружающей среды. По этому признаку различают стойкие (неразрушимые) загрязнения и разрушаемые под действием природных химико-биологических процессов.

Устойчивость продуктов загрязнения определяется:

- температурой, скоростью движения, влажностью воздуха;

- интенсивностью солнечной радиации;

- рельефом местности и направлением в ней воздушных потоков;

- наличием и параметрами водных течений (река, море, озеро, водохранилище);

- количеством выпадающих осадков;

- природой загрязнения (активное, инертное);

- гравиметрическим составом.

На территории РБ выпадает ежегодно 300 тыс. тонн серы(из собственных источников 40 45 тыс. тонн); окислов азота 115 тыс. тонн(из собственных источников - 7 8 тыс. тонн); радиационное загрязнение – на 100% трансграничное. Загрязнение рек Западная Двина, Днепр – частично трансграничное, через воду и атмосферу.

Глобальные загрязнения.

Парниковый эффект.

Углекислый газ СО2, метан CH4, окислы азота, фреоны, находящие в атмосфере, поглощают ИК-излучения солнечной радиации в большей степени, чем все остальные газообразные составляющие атмосферы (состав атмосферы повторить!). температура этих газов выше, чем у остальных. Так как в результате технологического воздействия на биосферу, содержание NOх, СО2, CH4, фреонов резко увеличивается, то это приводит к разогреву атмосферы. За год в атмосферу выбрасывается 70 млрд. тонн СО2. Вклад стран в парниковый эффект: США- 23 %, ЕС- 40%, Китай- 14 %, Россия-7%, Япония-5%. Вклад газов различного состава в парниковый эффект характеризуется углекислым эквивалентом: СО2- 1, CH4-4, окислы азота-8, фреоны-14, т.е. выброс 1 м фреона приравнивается к выбросам 14 м СО2. Среднее, вычисленное по двадцатилетнему интервалу измерения (1950-1970 и 1980-2000 г), значение температуры, показывает, что в интервале 1980-2000 г среднегодовая температура в северном полушарии возросла на 1 С по сравнению с 1950-1970 г. Потепление климата может привести:

1. к поднятию уровня океана, изменению морских течений,

2. изменению климата,

3. миграция населения и войнам.

Кислотные осадки. Кислотность среды определяется показателем pH, если pH=7 – среда нейтральная, если pH<7 – кислотная, pH>7 – щелочная. Источниками появления кислотных дождей является наличие в атмосфере SO2, NO, NO2, СО2 и водяных паров.

Схематически это можно представить так: H2O + SO2 H2SO3- сернистая кислота;

H2O + СО2 H2СO3 – угольная кислота;

H2O + NO2 H2 NO 3 – азотная кислота.

Общее количество выбросов NO2 и SO2 составляет более 250 млн. тонн в год и 70 млрд. тонн СО2 дополняет картину. Выпадение кислотных дождей приводит к следующим последствиям:

- разрушается экосистема мирового океана,

- усиленно коррозируют металлические детали, металлическая кровля строений,

- ухудшается качество питьевой воды,

- гибнет рыба, земноводные, леса, грибы, ягодники,

- нарушается почвообразующие процессы.

Истощение озонового слоя - устойчивое снижение содержания озона в стратосфере (от 2 до 10 % в северном полушарии). Над Антарктидой снижение достигает 50 %.

«Озоновая дыра»- пространство, где регистрируется заметные уменьшение концентрации озона O 3. Площадь «озоновой дыры» достигает 10 млн. км. Уменьшение концентрации озона приводит к тому, что на Землю поступает более интенсивное ультрафиолетовое излучение из космоса. Это приводит к увеличению числа случаев катаракты (болезни глаз) и рака кожи, снижению иммунитета, увеличивается число лесных пожаров. В стратосфере фреоны подвергаются фотохимическому разложению по схеме: CFCL3 CFCL2 +CL, ион хлора вступает в реакцию с озоном.

CL+ O3 CLО+ O2.

CLО+О CL+ O2.

O3+ О 2 O2.

Ион хлора многократно участвует в реакции, до 70-100 лет, разрушая до 100 тыс. атомов озона.

Причины разрушения озонового слоя:

- поступление в атмосферу хлора и хлорсодержащих веществ (очистка воды, холодильная техника)

-запуск космических кораблей,

-ядерные испытания.

Один запуск «Шатла» уничтожает 10 млн. тонн озона.(300 запусков в год уничтожат весь озон) региональное загрязнение обусловлено тем, какой вид хозяйственной деятельности преобладает в данном регионе и какое влияние уделяется экологической безопасности производств.

Локальные загрязнения связаны со сжиганием мусора, неисправностью канализации, разрывом газов и нефтепроводов.

 

 

Занятие №8