Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами
Кроме приведенных выше веществ и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество увеличивается. Каждой отрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется, прежде всего, составом веществ, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми. Большая часть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые помещения. В летнее время (при открытых окнах) состав воздуха в жилом помещении соответствует составу воздуха вне помещения на 90%, зимой - на 50%. Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя. Общая схема реакций образования фотохимического смога сложна и в упрощенном виде может быть представлена реакциями NO2 + hv > NO + O O + O2 > O3 Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия). Кислотные дожди известны более 100 лет, однако проблема этих дождей возникла около 20 лет назад. Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SO2, NOх, Н2S. Кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Источниками поступления соединений серы в атмосферу являются: естественные (вулканическая деятельность, действия микроорганизмов и др.) 31… 41%, антропогенные (ТЭС, промышленность и др.) 59… 69%; всего поступает 91… 112 млн. т в год. Источниками соединений азота являются: естественные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63%, антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37%, всего поступает 51… 61 млн. т в год. Серная и азотная кислота поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных предприятий автотранспорта. Соединения серы и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу, сохраняя свои свойства соответственно, в течение 2 и 8… 10 суток. За это время они могут вместе с атмосферным воздухом пройти расстояние 1000… 2000 км и лишь после этого выпадают с осадками на земную поверхность. Различают два вида седиментации: влажная и сухая. Влажная - это выпадение кислот, растворенных в капельной влаге, она возникает при влажности воздуха 100,5%; сухая - реализуется в тех случаях, когда кислоты присутствуют в атмосфере в виде капель диаметром около 0,1 мкм. Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействие опасно для металлоконструкций, зданий, памятников и т.д. Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы. Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности - инфракрасном (ИК). Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных минигазов и пыли в ее составе. Чем выше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта. Рост концентраций в атмосфере происходит вследствие уменьшения биомассы Земли и увеличения техногенных поступлений. Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт, химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства, холодильное оборудование, бытовая химия и т.п. Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения. Эти излучения губительны для растительности, представляет собой источник канцерогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний. Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота. Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы, технологии с применением фреонов, атомные взрывы, самолеты, ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора. Таким образом, в результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия: ˗ превышение ПДК многих токсичных веществ в городах и населенных пунктах; ˗ образование смога при интенсивных выбросах; ˗ выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах; ˗ появление парникового эффекта при повышенном содержании многоатомных минигазов и пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температуры Земли; ˗ разрушение озонового слоя при поступлении соединений азота и хлора в него, что создает опасность ультрафиолетового облучения. Загрязнение гидросферы При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство. Загрязнители делятся на: ˗ биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение воды; ˗ химические, изменяющие химический состав воды; ˗ физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели. Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий. Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах из выработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли. Таким образом, антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям: ˗ снижаются запасы питьевой воды; ˗ изменяется состояние и развитие фауны и флоры водоемов; ˗ нарушается круговорот многих веществ в биосфере; ˗ снижается биомасса планеты и как следствие воспроизводство кислорода. Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но вторичные, образовавшиеся в результате химических реакций веществ в водной среде. Большую опасность загрязненные сточные воды представляют в тех случаях, когда структура грунта не исключает их попадание в зону залегания грунтовых вод. В ряде случаев до 30-40% тяжелых металлов из почвы поступает грунтовые воды. Загрязнение земель Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: ˗ добыче полезных ископаемых и их обогащении; ˗ захоронении бытовых и промышленных отходов; ˗ проведение военных учений и испытаний и др. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассевания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли - при внесении удобрений и применении пестицидов. Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ в атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной черной металлургии. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, ртуть и др. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины и т.п. Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. Таким образом, антропогенное воздействие на земную кору сопровождается: ˗ отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия; ˗ чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного животного происхождения; ˗ нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений; ˗ загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса точных вод.
|
