Читайте также

Главная  Лучшие    Популярные   Список   Добавить
Статьи » ОБЖ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

ОБЖ Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Загрязнение атмосферы. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выде-ляемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дым и газ от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты раститель-ного, животного происхождения и др.
Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо локальными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.
Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, тепло-энергетика и ряд отраслей промышленности .
Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являют-ся: оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксиды азота NOx, углеводороды СnНm и пыль
Кроме приведенных выше веществ и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более ток-сичные 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 ко-личество увеличивается.
Каждой отрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступаю-щих в атмосферу. Это определяется прежде всего составом веществ, применяемых в технологиче-ских процессах, и экологическим совершенством последних. В настоящее время экологические по-казатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимического производства и ряда других произ-водств изучены достаточно подробно. Необходимые сведения можно найти в работах [2.4, 2.5]. Меньше исследованы показатели машиностроения и приборостроения, их отличительными осо-бенностями являются: широкая сеть производств, приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1 и 2-го класса опас-ности, такие как пары ртути, соединения свинца и т. п.
Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми. Контроль состояния атмосферы в городах страны показал, что уровень загрязнения в 1996 г. остался весьма высоким. Максимальные концентрации загряз-няющих веществ превышали 10 ПДКср в 70 городах.
Большая часть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые помещения. В летнее время (при открытых окнах) состав воздуха в жилом помещении соответствует составу воз-духа вне помещения на 90 %, зимой –на 50 %.
Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаи-модействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким яв-лениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.
Смог весьма токсичен, так как его составляющие обычно находятся в пределах: O3 –60...75 %, ПАН, Н2О2, альдегиды и др.–25...40 %.
Для образования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидов азота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия).
Примечание.В России принято выражать концентрации газообразных примесей в мг/м3, а за рубе-жом – в частях на миллион (млн-1, ррт) Для перевода концетраций с, выраженных в мг/м3, в млн-1, необхо-димо использовать соотношение с (мг/м3) = с (млн -1) M/24,5, где М – молярная масса примесей, г/моль; 24,5 –объем (л) 1 моль идеального газа при температуре 25 °С и давлении 105 Па. Для О3 при t = 25 0С 1 млн-1 = 1,962 мг/м3.

Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х годах в г. Лос-Анджелес, теперь пе-риодически наблюдаются во многих городах мира.
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, H2S. Кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере. Например, концентрация SO2 (мкг/м3) обычно таковы: в городе 50...1000, на территории около города в радиусе около 50 км 10...50, в радиусе около 150 км 0,1...2, над океаном 0,1.
Основными реакциями в атмосфере являются: I вариант: SO2 + ОН →НSOз; НSОз + ОН → H2SO4 (молекулы в атмосфере быстро конденсируются в капли); II вариант: SO2+ hv → SO2* (SO2*– активированная молекула диоксида серы); SO2 + O2 → SO4; SO4 + О2 → SOз + Оз; SOз + Н2O -→H2SO4. Реакции обеих вариантов в атмосфере идут одновременно. Для сероводорода характерна реакция H2S + O2 → SO2 + Н2O и далее I или II вариант реакции.
Источниками поступления соединений серы в атмосферу являются: естественные (вулкани-ческая деятельность, действия микроорганизмов и др.) 31...41 %, антропогенные (ТЭС, промыш-ленность и др.) 59...69 %; всего поступает 91...112 млн. т в год.
Концентрации соединений азота (мкг/м3) составляют: в городе 10...100, на территории около города в радиусе 50 км 0,25...2,5, над океаном 0,25.
Из соединений азота основную долю кислотных дождей дают N0 и N02. В атмосфере воз-никают реакции: 2NO + О2 → 2NO2, NO2 + ОН → HNO3. Источниками соединений азота являются: естественные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63 %, антропоген-ные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37 %; всего поступает 51...61 млн. т в год.
Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промыш-ленных предприятий и автотранспорта. В городах их концентрация достигает 2 мкг/м3.
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 расстояния 1000...2000 км и лишь после этого выпадают с осадками на земную поверхность.
Различают два вида седиментации: влажная и сухая. Влажная – это выпадение кислот, рас-творенных 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. Скорость седиментации в этом случае весьма мала и капли могут проходить большие расстояния (следы серной кислоты обнаружены даже на Северном полюсе).
Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздей-ствие обычно не представляет опасности, так как концентрация кислот в атмосферном воздухе не превышает 0,1 мг/м3, т. е. находится на уровне ПДК (ПДКсс = 0,1 и ПДКмр =0,3 мг/м3 для H2S04). Такие концентрации нежелательны для детей и астматиков.
Прямое воздействие опасно для металлоконструкций (коррозия со скоростью до 10 мкм/год), зданий, памятников и т. д. особенно из песчаника и известняка в связи с разрушением карбоната кальция.
Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды (рН = 7 –нейтральная среда). От значения рН воды зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, их накопление в корнепло-дах, а затем и в организме человека. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижает-ся ее плодородие. Снижение рН питьевой воды способствует поступлению в организм человека указанных выше металлов и их соединений.
В нашей стране повышенная кислотность осадков (рН == 4...5,5) отмечается в отдельных промышленных регионах. Наиболее неблагополучны города Тюмень, Тамбов, Архангельск, Севе-родвинск, Вологда, Петрозаводск, Омск и др. Плотность выпадения осадков серы, превышающая 4 т/(км∙год), зарегистрирована в 22 городах страны, а более 8...12 т/(км2∙год)) в городах: Алексин, Новомосковск, Норильск, Магнитогорск.
Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в теп-ловом балансе Земли.
Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около + 15°С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура биосферы составляла бы приблизительно –15° С.
Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапа-зоне излучений, а отраженная от земной поверхности – инфракрасном (ИК). Поэтому доля отра-женной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных ми-нигазов (СО2, Н2О, СН4, Оз и др.) 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. ИК-излучение поглощается метаном, фреонами, озоном, оксидом диазота и т. п. в диапазоне длины волн 1...9 мкм, а парами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и более. В последние годы наметилась тенденция к значительному росту концентраций СО2, СН4, N2O и других газов в атмосфере.
Аналогично изменяются концентрации метана, оксида диазота, озона и других газов. Рост концентраций СО2 в атмосфере происходит вследствие уменьшения биомассы Земли и увеличения техногенных поступлений.
Источниками техногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность и автотранспорт, они выделяют СО2; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступления СН4; холодильное оборудование, бы-товая химия –фреонов; автотранспорт, ТЭС, промышленность –оксидов азота и т. п.
В результате в биосферу дополнительно поступает теплота порядка 70∙1020 Дж/год, при этом на долю отдельных газов приходится: СО2 – 50 %, фреонов – 15, Оз –5, СН4 –20, N2О (оксид диазота) – 10 %. Доля парникового эффекта в нагреве биосферы в 16,6 раза больше доли других источников антропогенного поступления теплоты.
Рост концентраций минигазов в атмосфере и как следствие повышение доли теплоты ИК-излучения, задерживаемой атмосферой, неизбежно сопровождается ростом температуры поверхно-сти Земли. В период с 1880 по 1940 г. средняя температура в северном полушарии возросла на 0,4 °С, а в период до 2030 г. она может повыситься еще на 1,5–4,5 °С. Это весьма опасно для остров-ных стран и территорий, расположенных ниже уровня моря. Есть прогнозы, что к 2050 г. уровень моря может повыситься на 25–40 см, а к 2100 – на 2 м, что приведет к затоплению 5 млн. км2 суши, т. е. 3 % суши и 30 % всех урожайных земель планеты.
Парниковый эффект в атмосфере–довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентриро-ванные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1–5 °С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разруша-ются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.
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 излу-чения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губитель-ны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник канцеро-генной опасности для человека, стимулируют рост глазных заболеваний.
Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора, азота. По оценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 105 молекул озона, одна молекула оксидов азота –до 10 молекул.
Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулкани-ческие газы; технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд», воен-ные), в выхлопных газах которых содержатся до 0,1 % общей массы газов соединения NО и NО2; ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора
Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни ко-торых достигает 100 лет. Источниками поступления фреонов являются: холодильники при нару-шении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованием фреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п.
По оценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 1973 г. достигло 0,4... 1 %; к 2000 г. ожидается 3 %, к 2050 г.– 10 %. Ядерная война может истощить озоновый слой на 20–70 %. Заметные негативные изменения в биосфере ожидаются при истощении озонового слоя на 8...10 % общего запаса озона в атмосфере, составляющего около 3 млрд. т. Заметим, что один запуск космической системы «Шаттл» сопровождается разрушением около 0,3 % озона, что составляет около 107 т озона.
В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:
– превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NO2, SO2, СnНm, бенз(а)пирена, свин-ца, бензола и др.) в городах и населенных пунктах;
– образование смога при интенсивных выбросах NOx, СnНm;
– выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах SOx, NOx;
– появление парникового эффекта при повышенном содержании СО2, NOx, Оз, СН4, Н2О и пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температуры Земли;
– разрушение озонового слоя при поступлении NOx и соединений хлора в него, что создает опасность УФ-облучения.
Загрязнение гидросферы. Потребление воды [2.2] в РФ в 1996 г. достигло 73,2 км3, в том числе на нужды, %:
– производственные–53,1;
– хозяйственно-питьевые–19,1;
– орошение –14,3,
– сельскохозяйственное водоснабжение –4,3;
– прочие –9.
При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внут-ренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности (металлур-гической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хо-зяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются про-мышленность 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. Например, целлюлозно-бумажный комбинат загрязняет воду так же, как город с населением 0,5 млн чел.
Биологические загрязнения оценивают биохимическим потреблением кислорода –БПК. БПК5 –это количество кислорода, потребляемое за 5 сут микроорганизмами –деструкторами для полной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Нормативное значение БПК5 = 5 мг/л. Реальные загрязнения сточных вод таковы, что требуют значений БПК на порядок больше.
Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бы-товыми стоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минераль-ные удобрения, пестициды, моющие средства.
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. Всего в 1996 г в водоемы страны сброшено 58,9 км3 сточных вод, из них 22,4 км3 загрязненных.
В результате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайне за-грязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает 30 ПДК. Наибо-лее высокий уровень загрязненности воды наблюдается в бассейнах рек: Днестр, Печора, Обь, Енисей, Амур, Северная Двина, Волга, Урал. Антропогенное воздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:
– снижаются запасы питьевой воды (около 40 % контролируемых водоемов имеют загряз-нения, превышающие 10 ПДК);
– 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 и вторичные, образовав-шиеся в результате химических реакций веществ в водной среде. Так, при одновременном попада-нии весной 1990 г. в р. Белая фенолов и хлоридов образовались диоксины, содержание которых в 147 тыс. раз превысило допустимые значения.
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 в грунтовые воды.
Загрязнение земель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче по-лезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведе-нии военных учений и испытаний и т. п. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли – при внесении удобрений и применении пестицидов.
Ежегодно из недр страны извлекается огромное количество горной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в производстве около 7 % объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.
По данным Госкомстата, в 1990 г. 10 тыс. промышленных предприятий образовали 302 млн. т отходов, из них 80 % отходы черной и цветной металлургии. Большая часть отходов шла на пе-реработку, но около 9 млн. т вывозили в места неорганизованного складирования и на городские свалки.
Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмо-сферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20–50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бенз(а)пирен, ртуть и др.
Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетра-этилсвинец, ртуть, диокси-ны, бенз(а)пирен и т. п. Выбросы ТЭС содержат бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы около трубы имеют радиусы 5 км и более.
Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пести-цидов. В последние годы многие страны стремились к сокращению применения пестицидов. Так, в США их использование с 1976 по 1993 г. сократилось на 60 %, в России со 150 тыс. т в 1980 г. до 43,7 тыс. т в 1993 г., однако в 1987 г. около 30 % продуктов питания в РФ содержали концентра-цию пестицидов, опасную для здоровья человека.
Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тя-желые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений –трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других про-изводств.
Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:
– отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия; по данным ООН, еже-годно выводится из строя около 6 млн. га плодородных земель;
– чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения; в настоящее время до 70 % токсичного воздействия на человека приходится на пищевые продукты;
– нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;
– загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.

Дополнительно по данной категории

23.10.2012 - Отличные рефераты на заказ: учиться с нами легко!
23.10.2012 - Соответствие диссетртации всем требованиям
23.01.2010 - Структуры Гражданской обороны.
23.01.2010 - Задачи Гражданской обороны
23.01.2010 - Организация и планирование эвакуации
Нет комментариев. Почему бы Вам не оставить свой?
Ваше сообщение будет опубликовано только после проверки и разрешения администратора.
Ваше имя:
Комментарий:
Смайл - 01 Смайл - 02 Смайл - 03 Смайл - 04 Смайл - 05 Смайл - 06 Смайл - 07 Смайл - 08 Смайл - 09 Смайл - 10 Смайл - 11 Смайл - 12 Смайл - 13 Смайл - 14 Смайл - 15 Смайл - 16 Смайл - 17 Смайл - 18
Секретный код:
Секретный код
Повторить:

Поиск по сайту

Поиск

Авторизация


Добро пожаловать,
Аноним

Регистрация или входРегистрация или вход
Потеряли пароль?Потеряли пароль?

Ник:
Пароль:


Содержание:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Правообладателям
Образование