Wstęp

Źródła zanieczyszczeń chemicznych

Obiekty energetyczne są źródłem największych ilości zanieczyszczeń chemicznych

Transport jako źródło zanieczyszczeń chemicznych

Przemysł chemiczny jako źródło zanieczyszczeń

Wpływ na ekosystem

6. Przeciwdziałanie stratom transportowym (zapobieganie awariom rurociągów gazowych i naftowych).

Walka z zanieczyszczeniem wody

Utylizacja odpadów.

Wniosek

Wstęp

Rozwój nowoczesnego przemysłu i sektora usług, a także coraz szersze wykorzystanie biosfery i jej zasobów, prowadzi do coraz większej ingerencji człowieka w procesy materialne zachodzące na planecie. Związane z tym planowe i świadome zmiany składu materialnego (jakości) środowiska mają na celu poprawę warunków życia człowieka w aspektach technicznych i społeczno-ekonomicznych. W ostatnich dziesięcioleciach w procesie rozwoju technologii ignorowano niebezpieczeństwo niezamierzonych skutków ubocznych dla ludzi, przyrody żywej i nieożywionej. Być może można to wytłumaczyć faktem, że wcześniej uważano, że przyroda ma nieograniczoną zdolność kompensowania wpływów człowieka, chociaż od wieków znane są nieodwracalne zmiany w środowisku, takie jak wylesianie i późniejsza erozja gleby. Obecnie nie można wykluczyć nieprzewidzianego wpływu aktywnej działalności człowieka na łatwo wrażliwe obszary ekosfery.

Człowiek stworzył dla siebie siedlisko wypełnione substancje syntetyczne. Ich wpływ na ludzi, inne organizmy i środowisko jest często nieznany i często odkrywany, gdy wyrządzono już znaczne szkody lub w sytuacjach awaryjnych, np. nagle okazuje się, że podczas spalania całkowicie neutralna substancja lub materiał tworzy toksyczne związki.

Nowe napoje, kosmetyki, produkty spożywcze, leki i artykuły gospodarstwa domowego oferowane codziennie w reklamach koniecznie zawierają składniki chemiczne syntetyzowane przez człowieka. Stopień nieznajomości toksyczności wszystkich tych substancji można ocenić na podstawie danych zawartych w tabeli. 1.

W książce „ Kwestie środowiskowe” (s. 36) podaje się następujące fakty:

„W skali masowej produkuje się obecnie około 5 tysięcy substancji, a w skali ponad 500 ton/rok – około 13 tysięcy substancji. Liczba substancji oferowanych na rynku w zauważalnej skali z 50 tys. sztuk w 1980 r. wzrosła do obecnie 100 tys. sztuk. Spośród 1338 substancji produkowanych na dużą skalę w krajach Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (OECD) tylko 147 posiada pewne dane na temat ich niebezpieczeństwa lub bezpieczeństwa (Losev, 1989; TheWord..., 1992). Według (Meadows…, 1994) z 65 tysięcy substancji chemicznych znajdujących się w obrocie handlowym mniej niż 1% ma właściwości toksykologiczne.”

Chociaż badania narażenia na substancje chemiczne wymagają ogromnych kosztów: scharakteryzowanie pojedynczej substancji chemicznej wymaga 64 miesięcy i 575 000 dolarów, a badania toksyczności przewlekłej i rakotwórczości wymagają dodatkowych 1,3 miliona dolarów (s. 36); W tym obszarze wykonuje się wiele pracy.

Obecnie z wielu powodów nierozwiązane pozostają problemy w zakresie oceny toksyczności produktów chemicznych dla człowieka, a w większym stopniu w odniesieniu do środowisko. Wyczerpujące badania

Zakres dostępnych informacji	Przemysłowy produkty chemiczne o wielkości produkcji >500 t/rok½<500 т/год½ Объем неизв			Dodatki do żywności	Fizjol leków. aktywny w	Składniki kosmetyków		Pestycydy, dodatki obojętne
Pełny, %	0	0	0	5	18		2	10
Niekompletne,%	11	12	10	14	18		14	24
Niewiele informacji,%	11	12	8	1	3		10	2
Bardzo mało informacji,%	0	0	0	34	36		18	26
Brak informacji,%	78	76	82	46	25		56	38
100	100	100	100	100		100	100
Liczba badań produktów chemicznych	12860	13911	21752	8627	1815		3410	3350

Działanie substancji można określić dopiero po uzyskaniu pełnych informacji na temat narażenia (skutecznej dawki) każdej substancji chemicznej.

W procesie swojej działalności gospodarczej człowiek wytwarza różne substancje. Wszystkie substancje produkowane przy użyciu zarówno zasobów odnawialnych, jak i nieodnawialnych można podzielić na cztery typy:

* materiały wyjściowe (surowce);

* substancje pośrednie (powstające lub stosowane w procesie produkcyjnym);

* produkt końcowy;

* produkt uboczny (odpad).

Odpady powstają na wszystkich etapach uzyskiwania produktu końcowego, a każdy produkt końcowy po konsumpcji lub wykorzystaniu staje się odpadem, dlatego produkt końcowy można nazwać odpadem odroczonym. Wszystkie odpady przedostają się do środowiska i są włączane w cykl biogeochemiczny substancji w biosferze. Wiele produktów chemicznych jest włączanych przez człowieka w cykl biogeochemiczny na skalę znacznie większą niż cykl naturalny. Niektóre substancje uwalniane przez człowieka do środowiska były wcześniej nieobecne w biosferze (np. chlorofluorowęglowodory, pluton, tworzywa sztuczne itp.), dlatego naturalne procesy przez długi czas nie radzą sobie z tymi substancjami. Konsekwencją są ogromne szkody wyrządzane organizmom.

Tabela 2. Źródła emisji (uwalniania) substancji szkodliwych (%) w 1986 r. i prognoza na 1998 r. (na przykładzie Niemiec).

TAK 2		NIE x (NIE 2)		Współ		Pył		Lotne związki organiczne
Przemysł (sektor gospodarki narodowej)	1996	1998	1996	1998	1996	1998	1996	1998	1996	1998
Całkowity	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
Procesy	4,3	7,9	0,8	0,4	11,9	15,0	57,7	59,1	4,6	7,0
Zużycie energii	95,7	92,1	99,2	99,6	88,1	85,0	42,3	40,9	56,4	60,4
· transport, z wyjątkiem transportu miejskiego a)	1,8	3,3	8,3	10,6	3,2	3,4	3,1	2,7	3,0	3,9
· transport miejski	2,8	7,5	52,4	64,0	70,7	63,6	10,3	12,9	48,5	49,9
· gospodarstwo domowe	5,8	9,6	3,1	3,5	9,0	10,5	6,7	6,1	3,0	3,7
· mali konsumenci b)	4,4	6,4	1,7	,1,8	1,5	2,0	1,6	1,3	0,5	0,7
zakłady przetwórcze i kopalnie c)	12,6	14,7	7,1	7,0	2,9	4,3	4,1	4,6	0,8	1,1
· pozostałe gałęzie przemysłu przetwórczego c), d)	5,7	14,5	2,0	2,1	0,3	0,5	0,9	1,3	0,1	0,3
· stacje elektryczne i cieplne d)	62,6	36,1	24,6	10,6	0,5	0,7	15,6	12,0	0,5	0,8

a) Budownictwo, rolnictwo i leśnictwo, transport wojskowy, kolejowy i wodny, łączność lotnicza.

b) Łącznie ze służbą wojskową.

c) Przemysł: inne obszary przetwórstwa, przedsiębiorstwa i górnictwo, procesy (tylko przemysłowe).

d) Rafinerie ropy naftowej, baterie koksownicze, brykietowanie.

e) W przypadku elektrowni przemysłowych – wyłącznie produkcja energii.

Ze stołu 2 (s. 109) jasno wynika, że ​​największa ilość odpadów związana jest z produkcją energii, na której zużyciu wszyscy

Tabela 3. Emisje do powietrza z elektrowni o mocy 1000 MW rocznie (w tonach).

działalność gospodarcza. Ze względu na spalanie paliw kopalnych w celu uzyskania energii obecnie następuje potężny przepływ gazów redukujących do atmosfery. W tabeli W tabeli 3 (s. 38) przedstawiono dane dotyczące emisji różnych gazów powstających w wyniku spalania różnych rodzajów paliw kopalnych. Przez 20 lat, od 1970 do 1990, 450 miliardów baryłek ropy, 90 miliardów ton węgla, 11 bilionów. sześcian m gazu (str. 38).

Zanieczyszczenia i odpady z obiektów energetycznych dzielą się na dwa strumienie: jeden powoduje zmiany globalne, drugi powoduje zmiany regionalne i lokalne. Globalne zanieczyszczenia przedostają się do atmosfery i to ze względu na swoją objętość

Tabela 4. Zmiany stężenia niektórych składników gazu w atmosferze.

ilość gazów cieplarnianych (Tabela 4, zob. s. 40). Z tej tabeli widać, że w atmosferze zmieniły się stężenia małych składników gazowych atmosfery w wyniku akumulacji; w atmosferze pojawiły się gazy, których wcześniej w niej praktycznie nie było - chlorofluorowęglowodory. Konsekwencjami gromadzenia się globalnych substancji zanieczyszczających w atmosferze są:

* efekt cieplarniany;

* zniszczenie warstwy ozonowej;

* kwaśne opady.

Transport, zwłaszcza samochodowy, zajmuje drugie miejsce pod względem zanieczyszczenia środowiska. W 1992 r. światowa flota samochodowa liczyła 600 mln sztuk i jeśli tendencja wzrostowa będzie się utrzymywać, do 2015 r. mogłaby osiągnąć 1,5 mld sztuk (s. 41). Spalanie paliw kopalnych przez pojazdy zwiększa stężenie CO, NOx, CO2, węglowodorów, metali ciężkich i cząstek stałych w atmosferze, co powoduje powstawanie odpadów stałych (opony i sam samochód po awarii) i płynnych (zużyte oleje, myje itp.). Samochody odpowiadają za 25% spalanego paliwa. W ciągu 6 lat eksploatacji jeden przeciętny samochód emituje do atmosfery: 9 ton CO 2, 0,9 tony CO, 0,25 tony NOx i 80 kg węglowodorów.

Oczywiście w porównaniu z energią i transportem globalne zanieczyszczenie przez przemysł chemiczny jest niewielkie, ale jest to też dość znaczące oddziaływanie lokalne. Większość organicznych półproduktów i produktów końcowych stosowanych lub wytwarzanych w przemyśle chemicznym wytwarzana jest z ograniczonej liczby podstawowych produktów petrochemicznych. Podczas rafinacji ropy naftowej lub gazu ziemnego na różnych etapach procesu, takich jak rafinacja, kraking katalityczny, odsiarczanie i alkilowanie, powstają zarówno odpady gazowe, jak i odpady rozpuszczone w wodzie i odprowadzane do ścieków. Należą do nich pozostałości i odpady powstałe w procesach technologicznych, które nie nadają się do dalszego przetworzenia.

Emisje gazowe z instalacji destylacji i krakingu podczas rafinacji ropy naftowej zawierają głównie węglowodory, tlenek węgla, siarkowodór, amoniak i tlenki azotu. Ta część tych substancji, która może zostać zebrana w kolektorach gazu przed uwolnieniem do atmosfery, jest spalana w pochodniach, w wyniku czego powstają produkty spalania węglowodorów, tlenek węgla, tlenki azotu i dwutlenek siarki. Podczas spalania kwaśnych produktów alkilowania tworzy się fluorowodór, który jest uwalniany do atmosfery. Występują także emisje niekontrolowane spowodowane różnego rodzaju nieszczelnościami, brakami w konserwacji urządzeń, zakłóceniami procesu technologicznego, awariami, a także parowaniem substancji gazowych z sieci wodociągowej i ścieków technologicznych.

Ze wszystkich rodzajów produkcji chemicznej największe zanieczyszczenia pochodzą z tych, w których powstają lub są używane lakiery i farby. Wynika to z faktu, że lakiery i farby są często wytwarzane na bazie alkidów i innych materiałów polimerowych, a także lakierów nitro, które zwykle zawierają duży procent rozpuszczalnika. Emisje antropogenicznych substancji organicznych w gałęziach przemysłu związanych ze stosowaniem lakierów i farb wynoszą 350 tys. ton rocznie, pozostała część przemysłu chemicznego ogółem emituje 170 tys. ton rocznie (, s. 147).

Wpływ chemikaliów na środowisko

Przyjrzyjmy się bliżej wpływowi chemikaliów na środowisko. Ekotoksykologia bada wpływ antropogenicznych substancji chemicznych na biologiczne obiekty środowiska. Zadaniem ekotoksykologii jest badanie wpływu czynników chemicznych na gatunki, zbiorowiska żyjące, abiotyczne składniki ekosystemów i na ich funkcje.

W ekotoksykologii szkodliwe skutki dla odpowiedniego układu rozumiane są jako:

· wyraźne zmiany w normalnych wahaniach populacji;

· długotrwałe lub nieodwracalne zmiany stanu ekosystemu.

Wpływ na jednostki i populacje

Każde narażenie zaczyna się od progu toksycznego, poniżej którego nie obserwuje się żadnego efektu (NOEC – stężenie, poniżej którego nie obserwuje się żadnego efektu). Odpowiedzią na to jest koncepcja eksperymentalnie wyznaczonego progu stężenia (LOEC – minimalne stężenie, przy którym obserwuje się działanie substancji). Stosowany jest również trzeci parametr: MATC - maksymalne dopuszczalne stężenie substancji szkodliwej (w Rosji przyjmuje się termin MPC - „maksymalne dopuszczalne stężenie”). Maksymalne dopuszczalne stężenie ustala się metodą obliczeniową, a jego wartość powinna mieścić się w przedziale NOEC i LOEC. Określenie tej wartości ułatwia ocenę ryzyka narażenia organizmów wrażliwych na działanie danych substancji ( s. 188).

Substancje chemiczne, w zależności od swoich właściwości i budowy, w różny sposób oddziałują na organizmy.

Molekularne efekty biologiczne.

Wiele substancji chemicznych wchodzi w interakcję z enzymami organizmu, zmieniając ich strukturę. Ponieważ enzymy katalizują tysiące reakcji chemicznych, jasne jest, dlaczego jakakolwiek zmiana w ich strukturze głęboko wpływa na ich specyficzność i właściwości regulacyjne.

Przykład: cyjanki blokują enzym oddychający – oksydazę cytochromu c; Kationy Ca 2+ hamują aktywność kinazy ryboflawinowej, która jest transporterem fosforanów do ryboflawiny w komórkach zwierzęcych.

Zaburzenia metabolizmu i procesów regulacyjnych w komórce.

Metabolizm komórkowy może zostać zakłócony przez substancje chemiczne. Substancje chemiczne, reagując z hormonami i innymi układami regulacyjnymi, powodują niekontrolowane przemiany i zmianę kodu genetycznego.

Przykład: zakłócenie oksydacyjnego rozkładu węglowodanów spowodowane metalami toksycznymi, zwłaszcza związkami miedzi i arsenu; pentachlorofenol (PCP), trietyloołów, trietylocynk i 2,4-dinitrofenol przerywają łańcuch procesów oddychania chemicznego na etapie reakcji fosforylacji oksydacyjnej; związki lidanu, kobaltu i selenu zakłócają rozkład kwasów tłuszczowych; Pestycydy chloroorganiczne i polichlorowane bifenyle (PCB) powodują zaburzenia czynności tarczycy.

Działanie mutagenne i rakotwórcze.

Substancje takie jak DDT, PCBP i węglowodory poliaromatyczne (WWA) są potencjalnie mutagenne i rakotwórcze. Ich niebezpieczne działanie na ludzi i zwierzęta następuje w wyniku długotrwałego kontaktu z tymi substancjami zawartymi w powietrzu i produktach spożywczych. Według danych uzyskanych z doświadczeń na zwierzętach działanie rakotwórcze następuje w wyniku dwuetapowego mechanizmu:

4. Wpływ na zachowanie organizmów.

Tabela 5. Przykłady inicjatorów i promotorów karcynogenezy (s. 194).

Inicjatorzy		Promotorzy
Związki chemiczne	Właściwości biologiczne	Związki chemiczne	Właściwości biologiczne
WWA (polikondensowane węglowodory aromatyczne), nitrozoaminy	Rakotwórcza	Olej krotonowy	Sam w sobie nie jest rakotwórczy
N-nitrozo-N-nitro-N-metyloguanidyna	Ekspozycja przed ekspozycją na promotor	Fenobarbital	Akcja następuje po pojawieniu się inicjatora
Dimetylonitrozamina Dietylonitrozamina	Wystarczy jedno wstrzyknięcie	DDT, PCBF TCDD (tetrachlorodibenzodioksyna)	Wymagana długotrwała ekspozycja
N-nitrozo-N-metylomocznik	Wpływ jest nieodwracalny i addytywny	Chloroform	Początkowo działanie jest odwracalne i nie addytywne
Uretan	Nie ma stężenia progowego	Sacharyna (wątpliwa)	Stężenie progowe prawdopodobnie zależy od czasu ekspozycji na dawkę
1,2-dimetylohydrazyna	Działanie mutagenne	Cyklaminian	Brak działania mutagennego

	Podawanie substancji Próg uderzenia
natychmiast - kilka dni	Zaburzenia zachowania (neurologiczne i hormonalne, chemotaksja, fotogeotaksja, równowaga/orientacja, ucieczka, motywacja/zdolność uczenia się)	Reakcje biochemiczne (aktywność enzymatyczna i metaboliczna, synteza aminokwasów i hormonów steroidowych, zmiany błonowe, mutacje DNA) ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
	Fizjologiczny (zużycie tlenu, regulacja osmotyczna i jonowa, trawienie i wydalanie pożywienia, fotosynteza, wiązanie azotu)	Zmiany morfologiczne (zmiany w komórkach i tkankach, powstawanie nowotworów, zmiany anatomiczne)
godziny - tygodnie	¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
dni - miesiące	Zmiana indywidualnego cyklu życia (rozwój zarodkowy, tempo wzrostu, reprodukcja, zdolność do regeneracji)
miesiące - lata	Zmiany populacji (zmniejszenie liczebności osobników, zmiany w strukturze wiekowej, zmiany w materiale genetycznym)
miesiące - dekady	Konsekwencje środowiskowe (dynamiczne zmiany biocenoz/ekosystemów, ich struktury i funkcji)

Ryż. 1. Wpływ na systemy biologiczne w miarę ich zwiększania się ( s. 201).

„inicjacja genotoksyczna”,

· „promocja epigenetyczna”.

Inicjatorzy w procesie oddziaływania z DNA powodują nieodwracalne mutacje somatyczne, a wystarczająca jest bardzo mała dawka inicjatora, przyjmuje się, że dla tego efektu nie ma progowych wartości stężeń, poniżej których nie objawia się to.

Ukierunkowane niszczenie niektórych gatunków roślin i zwierząt.

Przykład: środki aldehydowe, grzybobójcze, roztoczobójcze, chwastobójcze, owadobójcze, zwłaszcza w ekosystemach zurbanizowanych

Powszechny spadek różnorodności gatunkowej organizmów.

Przykład: stosowania pestycydów i nawozów w ekosystemach rolniczych.

Ogromne zanieczyszczenie.

Przykład: zanieczyszczenie wybrzeży i ujściach rzek ropą podczas wypadków tankowców.

Ciągłe zanieczyszczenie biotopów

Przykład: euautoryzacja rzek i jezior w wyniku przedostawania się do nich znacznych ilości rozpuszczonych i związanych związków azotu i fosforu.

Głębokie zmiany w biotopie

Przykład: zasolenie biotopów słodkowodnych; „Współczesna degradacja lasów.

Całkowite zniszczenie ekosystemu w wyniku utraty całej nienaruszonej struktury (biotopu) i jego funkcji (biocenoza).

Przykład: Niszczenie lasów namorzynowych przez użycie herbicydów jako broni chemicznej podczas wojny w Wietnamie.

Ryc.2. Schemat możliwych skutków narażenia na działanie produktów chemicznych na ekosystemy.

Promotorzy wzmacniają działanie inicjatora i własny wpływ na

ciało jest odwracalne przez pewien czas.

Wpływ addytywny- sumowanie (dodawanie) poszczególnych wpływów.

W tabeli 5 wymieniono niektóre inicjatory i promotory oraz ich właściwości.

Naruszenie zachowania organizmów jest konsekwencją całkowitego wpływu na procesy biologiczne i fizjologiczne.

Przykład: Stwierdzono, że stężenia znacznie niższe niż LD 50 (dawka śmiertelna przy 50% śmiertelności) są wystarczające do wywołania znaczących zmian w zachowaniu w wyniku narażenia chemicznego.

Różne organizmy mają różną wrażliwość na chemikalia, dlatego czas ujawnienia się niektórych skutków chemikaliów jest różny dla różnych układów biologicznych (patrz ryc. 1).

Wpływ na ekosystem

Pod wpływem środków chemicznych zmieniają się następujące parametry ekosystemu:

* gęstość zaludnienia;

* struktura dominująca;

* różnorodność gatunkowa;

* obfitość biomasy;

* przestrzenne rozmieszczenie organizmów;

* funkcje rozrodcze.

Możliwe skutki i formy szkodliwego oddziaływania chemikaliów na ekosystem można sklasyfikować zgodnie z ryc. 2 (s. 184).

Podjęte działania minimalizujące ryzyko stosowania produktów chemicznych

Aby zminimalizować ryzyko stosowania produktów chemicznych zgodnie ze stanem naszej wiedzy na ten temat w krajach UE, w 1982 roku wprowadzono tzw. „Prawo o produktach chemicznych”. W procesie weryfikacji jego realizacji, przez kilka lat prowadzono działania mające na celu optymalizację technologii, badań biologicznych i fizykochemicznych, a także doprecyzowanie terminologii, substancji wzorcowych i metod pobierania próbek. Ustawa Prawo Chemiczne określa zasady dopuszczania do obrotu wszelkich nowych produktów chemicznych.

Środki techniczne stosowane w celu zapobiegania zagrożeniom związanym z emisjami przemysłowymi

Aby zmniejszyć i zmniejszyć emisję chemikaliów w przedsiębiorstwach przemysłowych, należy podjąć następujące środki:

Przyjrzyjmy się bliżej dwóm ostatnim punktom.

Walka z zanieczyszczeniem wody

Zrozumienie potrzeby regulowanego zaopatrzenia w wodę i oczyszczania ścieków pojawiło się dawno temu. Już w starożytnym Rzymie budowano akwedukty dostarczające świeżą wodę i „Cloacamaxima” – sieć kanalizacyjną. osadnika, zapobiegając w ten sposób zatykaniu sieci kanalizacyjnej i tworzeniu się produktów gnijących („studnie Dortmund” i „studnie Ems”).

Inną metodą unieszkodliwiania ścieków było ich oczyszczanie za pomocą pól irygacyjnych, czyli odprowadzanie ścieków na specjalnie przygotowane pola. Jednak dopiero w połowie ubiegłego wieku rozpoczął się rozwój metod oczyszczania ścieków i systematyczna budowa sieci kanalizacyjnych w miastach.

W pierwszej kolejności powstały instalacje czyszczenia mechanicznego. Istotą tego oczyszczania było opadnięcie cząstek stałych znajdujących się w ściekach na dno, przesiąkanie przez piaszczystą glebę, a następnie przefiltrowanie i klarowanie ścieków. I dopiero po odkryciu osadu biologicznego (żywego) w 1914 r

Tabela 6. Fizykochemiczne oczyszczanie ścieków (s. 153).

Tabela 7. Wartości dopuszczalne stężeń substancji zanieczyszczających w ściekach z rafinerii ropy naftowej kierowanych do biologicznego oczyszczania (s. 144).

Tabela 8. Średnia charakterystyka wyciekania wód ze składowisk (składowisk) odpadów komunalnych z gospodarstw domowych (6-8 lat po składowaniu) (s. 165).

Wartość pH	6,5 - 9,0
Sucha pozostałość	20000 ml/l
Substancje nierozpuszczalne	2000 mg/l
Przewodność elektryczna (20 o C)	20000 µS/cm
Składniki nieorganiczne
Związki metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych (w przeliczeniu na metal)	8000 mg/l
Związki metali ciężkich (w przeliczeniu na metal)	10 mg/l
Związki żelaza (całkowity Fe)	1000 mg/l
NH 4	1000 mg/l
SO 2-	1500 mg/l
HCO3	10000 mg/l
Składniki organiczne
BZT (biochemiczne zużycie tlenu przez 5 dni)	4000 mg/l
ChZT (chemiczne zapotrzebowanie tlenu)	6000 mg/l
Fenol	50 mg/l
Detergent	50 mg/l
Substancje ekstrahowane chlorkiem metylenu	600 mg/l
Kwasy organiczne oddestylowane z parą wodną (w przeliczeniu na kwas octowy)	1000 mg/l

możliwe stało się opracowanie nowoczesnych technologii oczyszczania ścieków, obejmujących zawracanie (recykling) osadów biologicznych do nowej porcji ścieków i jednoczesne napowietrzanie zawiesiny. Wszystkie metody oczyszczania ścieków opracowane w kolejnych latach i do dziś nie zawierają żadnych znacząco nowych rozwiązań, a jedynie optymalizują wcześniej opracowaną metodę, ograniczając się do różnych kombinacji znanych etapów procesu technologicznego. Wyjątkiem są metody oczyszczania fizykochemicznego, które wykorzystują metody fizyczne i reakcje chemiczne specjalnie dobrane w celu usunięcia substancji zawartych w ściekach (tab. 6).

Ścieki z przedsiębiorstw (na przykład rafinerii ropy naftowej) poddawane są najpierw oczyszczaniu fizycznemu i chemicznemu, a następnie biologicznemu. Zawartość substancji szkodliwych w ściekach wprowadzanych do oczyszczania biologicznego nie powinna przekraczać określonych wartości (tab. 7).

Utylizacja odpadów.

Przy opracowywaniu przyjaznego dla środowiska systemu przetwarzania odpadów wyznacza się następujące główne zadania (w kolejności ważności):

Rodzaje utylizacji odpadów:

* magazynowanie;

* pieczenie;

* kompostowanie (nie dotyczy odpadów zawierających substancje toksyczne);

*piroliza.

Tabela 9. Emisja substancji szkodliwych ze spalarni śmieci (mg/l) (s. 158).

Tabela 10. Średnia zawartość metali w pyłowych cząstkach dymu ze spalarni (10 próbek, średnia zawartość pyłu w spalinach 88 mg/m3) (s. 159).

Tabela 11. Różnice pomiędzy termolizą i pirolizą odpadów organicznych (s. 171).

Spalanie śmieci	Piroliza odpadów
Wymagana wysoka temperatura	Dość stosunkowo niska temperatura (450 o C)
Wymagany nadmiar powietrza (ewentualnie tlenu).	Brak tlenu (lub powietrza)
Dopływ ciepła bezpośrednio w wyniku uwolnionego ciepła reakcji	Ciepło dostarczane jest głównie poprzez wymienniki ciepła
Warunki utleniające, metale ulegają utlenieniu	Warunki redukujące, metale nie utleniają się
Główne produkty reakcji: CO 2 , H 2 O, popiół, żużel	Główne produkty reakcji: H2, CnHm, CO, stałe pozostałości węgla
Gazowe substancje szkodliwe: SO2, SO3, NOx, HCl, HF, metale ciężkie, pyły	Gazowe substancje szkodliwe: H 2 S, HCN, NH 3, HCl, HF, fenole, żywice, Hg, pyły
Duże ilości gazu (frakcja powietrza)	Małe ilości gazów
Popiół spieka się na żużel, następuje utrata wilgoci	Brak procesów stapiania i spiekania, brak utraty wilgoci
Wstępne mielenie i równomierne kruszenie nie są konieczne, ale są korzystne	Niezbędne jest wstępne zmielenie i równomierne rozdrobnienie
Odpady płynne i pastowe na ogół nie mogą być przetwarzane	Odpady płynne i pastowe są zasadniczo przetwarzane
Ekonomiczną produkcję osiąga się przy populacji około 1 miliona	Ekonomiczność produkcji jest prawdopodobnie zapewniona przy populacji liczącej około miliona osób

Obecnie najczęstszą praktyką jest składowanie śmieci. Na składowiskach składowanych jest około 2/3 wszystkich odpadów pochodzenia bytowego i przemysłowego oraz 90% odpadów obojętnych. Magazyny tego typu zajmują duże powierzchnie, są źródłem hałasu, pyłów i gazów powstających w wyniku reakcji chemicznych i beztlenowych biologicznych w masie, a także źródłem zanieczyszczenia wód gruntowych na skutek powstawania wód przesiąkających na składowiskach otwartych (tab. 8).

Wynika z tego, że składowanie odpadów nie może być zadowalającą metodą unieszkodliwiania i należy zastosować inne metody.

Obecnie w krajach rozwiniętych spala się aż 50% wszystkich odpadów. Zaletami metody spalania jest znaczne zmniejszenie objętości odpadów oraz efektywne niszczenie materiałów palnych, w tym związków organicznych. Pozostałości ze spalania - żużel i popiół - stanowią zaledwie 10% pierwotnej objętości i 30% masy spalonych materiałów. Jednak przy niepełnym spalaniu do środowiska może przedostać się wiele szkodliwych substancji (tabele 9 i 10). Aby ograniczyć emisję substancji organicznych konieczne jest stosowanie urządzeń oczyszczających spaliny.

Piroliza to rozkład związków chemicznych w wysokich temperaturach przy braku tlenu, w wyniku czego ich spalanie staje się niemożliwe. W tabeli Na rysunku 11 przedstawiono różnice w procesach spalania (termolizy) i pirolizy odpadów na podstawie porównania obu metod. Chociaż piroliza ma wiele zalet, ma też istotne wady: ścieki pochodzące z instalacji do pirolizy są silnie zanieczyszczone substancjami organicznymi (fenolami, chlorowanymi węglowodorami itp.), a stałe pozostałości po pirolizie (koks popirolityczny) są wymywane ze składowisk pod wpływem deszcz. szkodliwe substancje; Ponadto w stałych produktach pirolizy stwierdzono wysokie stężenia węglowodorów poliskondensowanych i chlorowanych. W związku z tym pirolizy nie można uznać za przyjazną dla środowiska metodę przetwarzania odpadów.

W trakcie swojej działalności człowiek wytwarza ogromne ilości substancji chemicznych, które negatywnie wpływają na środowisko. Ale w tej chwili nie ma technologii, która sprawiłaby, że działalność człowieka byłaby całkowicie bezodpadowa.

Wniosek

Rozważyłem więc niektóre aspekty chemicznego zanieczyszczenia środowiska. To nie wszystkie aspekty tego ogromnego problemu, a jedynie niewielka część możliwości jego rozwiązania. Aby nie zniszczyć całkowicie siedliska siebie i siedlisk wszystkich innych form życia, człowiek musi bardzo uważać na środowisko. Oznacza to ścisłą kontrolę bezpośredniej i pośredniej produkcji chemikaliów, wszechstronne zbadanie tego problemu, obiektywną ocenę wpływu produktów chemicznych na środowisko oraz identyfikację i zastosowanie metod minimalizacji szkodliwego wpływu chemikaliów na środowisko są konieczne.

Wykaz używanej literatury

1. Chemia środowiska: Trans. z nim. / wyd. F. Korte. - M.: Mir, 1996. - 396 s., il.

2. Problemy środowiskowe: co się dzieje, kto jest winien i co robić?: Podręcznik / wyd. prof. V. I. Danilova – Danilyan. - M.: Wydawnictwo MNEPU, 1997. - 332 s.

3. Nebel B. Nauka o środowisku: Jak działa świat: W 2 tomach T. 1.2. Za. z języka angielskiego - M.: Mir, 1993. - s., il.

4. Revel P., Revel Ch. Nasze siedlisko: W 4 książkach. Książka 2. Zanieczyszczenie wody i powietrza: Tłumaczenie z języka angielskiego. - M.: Mir, 1995. - s., il.

Przesyłanie dobrych prac do bazy wiedzy jest łatwe. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Podobne dokumenty

Pojęcie zanieczyszczenia chemicznego biosfery, jego istota i cechy, źródła oraz negatywny wpływ na środowisko. Główne szkodliwe zanieczyszczenia pochodzenia pirogenicznego, stopień ich wpływu na biosferę. Źródła chemicznych zanieczyszczeń wód i gleby.

streszczenie, dodano 04.04.2009


Główne źródła zanieczyszczeń: przedsiębiorstwa przemysłowe; transport drogowy; energia. Naturalne i sztuczne źródła zanieczyszczenia wody i gleby. Główne źródła zanieczyszczeń powietrza. Maksymalne dopuszczalne stężenia substancji szkodliwych w powietrzu.

prezentacja, dodano 24.02.2016


Technologia cięcia plazmowego. Źródła niebezpiecznych i szkodliwych czynników produkcyjnych podczas wykonywania cięcia plazmowego. Charakterystyka zanieczyszczeń. Określanie rocznej emisji substancji szkodliwych. Działania ograniczające zanieczyszczenie środowiska.

test, dodano 16.01.2013


Istota metody podziemnego zatłaczania ścieków przemysłowych. Stopień i źródła zanieczyszczenia wód gruntowych w Stanach Zjednoczonych. Charakterystyka skażenia chemicznego gleb w Federacji Rosyjskiej. Zanieczyszczenie gleby odpadami, produktami naftowymi i kompleksem wojskowo-przemysłowym.

streszczenie, dodano 13.01.2012


Ekonomiczna ocena szkód spowodowanych zanieczyszczeniem środowiska. Obliczanie skuteczności działań ochrony środowiska. Ocena szkód spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza, zbiorników wodnych, zanieczyszczeniem środowiska akustycznego obszarów zaludnionych. Ochrona środowiska przed zanieczyszczeniem hałasem.

streszczenie, dodano 19.07.2009


Zanieczyszczenia pochodzenia naturalnego i antropogenicznego. Czynniki determinujące stopień narażenia na zanieczyszczenia. Rodzaje zanieczyszczeń fizycznych, chemicznych i biologicznych środowiska przyrodniczego. Wpływ promieniowania na organizm żywy. Zalewanie ziemi.

praca na kursie, dodano 28.03.2017


Analiza problemu chemicznych zanieczyszczeń środowiska. Wpływ emisji przemysłowych na zdrowie ludności Rosji. Emisje pojazdów: problemy zanieczyszczenia powietrza i środki jego zwalczania. Cechy wpływu chemikaliów na ludzi.

streszczenie, dodano 21.01.2015


Istota zanieczyszczeń środowiska, jego oznaki. Cechy zanieczyszczeń wód i atmosfery, główne zanieczyszczenia i stopień ich oddziaływania. Pojęcie kryzysu ekologicznego i jego konsekwencje. Czynniki, źródła i skutki zagrożeń środowiska.

test, dodano 13.05.2009

Zanieczyszczenia chemiczne rozumie się zmianę naturalnych właściwości chemicznych środowiska przyrodniczego, przekraczającą średnie długoterminowe wahania ilości jakichkolwiek substancji w rozpatrywanym okresie, a także przedostawanie się do środowiska substancji chemicznych, które wcześniej nie występowały w danym środowisku lub które zmieniają naturalne stężenie do poziomu przekraczającego normę.

Zanieczyszczenia chemiczne są wysoce toksyczne i powszechne. Substancje chemiczne zanieczyszczają powietrze atmosferyczne, powietrze obszaru działania przedsiębiorstw, wody naturalne i ściekowe, osady, gleby, osady denne, florę i faunę, surowce spożywcze, produkty spożywcze oraz biosubstraty (krew, limfa, ślina, mocz, mięśnie, kości i inne tkanki, wydychane powietrze itp.), czyli wszystko, co otacza człowieka i samego człowieka.

Całkowita liczba szkodliwych substancji chemicznych obejmuje kilka tysięcy pozycji. Ustalono maksymalne dopuszczalne stężenia (MPC) substancji szkodliwych: w powietrzu obszaru roboczego – ponad 1300 pozycji; w powietrzu atmosferycznym - dla 537 substancji ustalono ponad 400 pozycji, ponad 70 kombinacji szkodliwych zanieczyszczeń, a ponadto w przybliżeniu bezpieczne poziomy narażenia (SAEL) (SALV ustala się dla substancji, dla których nie określono MPC w powietrzu atmosferycznym) ).

Dla jednolitych części wód pitnych i kulturowych ustalono MPC ponad 600 substancji szkodliwych, a dla jednolitych części wód rybnych - około 150 rodzajów substancji. Maksymalne dopuszczalne stężenia w glebie ustala się dla 30 substancji szkodliwych.

Występowanie zanieczyszczeń chemicznych jest tak powszechne, że praktycznie nie ma dziedziny działalności człowieka, która nie byłaby związana z powstawaniem i uwalnianiem do środowiska szkodliwych zanieczyszczeń chemicznych. Gospodarka światowa rocznie emituje do atmosfery ponad 15 miliardów ton dwutlenku węgla, 200 milionów ton tlenku węgla, ponad 500 milionów ton węglowodorów, 120 milionów ton popiołów, ponad 160 milionów ton tlenków azotu i innych substancji. Całkowita wielkość emisji zanieczyszczeń do atmosfery wynosi ponad 19 miliardów ton. Ponadto, w ogólnej masie zanieczyszczeń dostających się do atmosfery ze źródeł antropogenicznych, 90% stanowią substancje gazowe (tlenki siarki, azotu, węgla, metali ciężkich i radioaktywnych). itp.), 10% stanowią emisje substancji stałych i ciekłych.

Największym zagrożeniem dla człowieka i środowiska naturalnego są chemiczne zanieczyszczenia powietrza.

Kontrolowane substancje toksyczne, w zależności od stopnia toksyczności, dzielą się na cztery klasa zagrożenia : wyjątkowo niebezpieczne, wysoce niebezpieczne, średnio niebezpieczne i mało niebezpieczne. Główną cechą stopnia zagrożenia jest wielkość strefy ostrego działania.

Strefa ostra- stosunek średniego stężenia śmiertelnego substancji szkodliwej do stężenia minimalnego (progowego), które powoduje zmianę parametrów biologicznych na poziomie całego organizmu.

W 1991 roku na sesji Programu Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych (UNEP) przyjęto listę wybranych niebezpiecznych dla środowiska substancji chemicznych, procesów i zjawisk o zasięgu globalnym.

Na liście znajdują się następujące procesy i zjawiska: zakwaszenie; zanieczyszczenie powietrza; eutrofizacja; zanieczyszczenie olejem; zanieczyszczenia spowodowane działalnością rolniczą; zanieczyszczenie spowodowane narażeniem na chemikalia przemysłowe; marnować.

Niektóre kwestie chemiczne, takie jak te związane ze zmianą klimatu i skutkami zubożania warstwy ozonowej, nie zostały ujęte na liście, ponieważ są one szczegółowo badane przez UNEP i inne organizacje.

Zakwaszenie- proces powstawania bardziej kwaśnego środowiska w jednym lub większej liczbie obszarów biosfery.

Głównym czynnikiem antropogenicznym powodującym zakwaszenie jest emisja tlenków siarki i azotu do atmosfery podczas spalania paliw kopalnych, wytapiania rud bogatych w siarkę i spalania biomasy.

Procesy związane z edukacją kwaśny deszcz , mają wpływ na ekosystemy lądowe i wodne, budynki mieszkalne i zdrowie ludzkie. Z gleby następuje wymywanie wapnia i magnezu, któremu towarzyszy aktywacja jonów glinu, manganu i innych metali. Wyługowane produkty przedostają się z dotkniętych gleb do ekosystemów wodnych, zakwaszając je. Uderzającym przykładem zakwaszenia jest zmniejszenie powierzchni lasów. W ekosystemach słodkowodnych istnieje związek między niskim pH a zanikiem ryb w jeziorach i śmiercią ryb rzecznych.

Zanieczyszczenie powietrza- jest wynikiem obecności wewnątrz lub na zewnątrz jednej lub większej liczby substancji zanieczyszczających w postaci gazu, aerozolu lub cząstek zawieszonych, które szkodzą ludziom, roślinom, zwierzętom, mieniu lub zakłócają normalne warunki życia.

Rosnącemu zużyciu paliw kopalnych, urbanizacji i zwiększonemu wykorzystaniu transportu towarzyszy zwiększona emisja substancji zanieczyszczających. Niektóre zanieczyszczenia przemieszczają się na duże odległości, wpływając na dużą liczbę ludzi i siedlisk.

Spalanie paliw kopalnych prowadzi do powstawania tlenków węgla, siarki, azotu, związków organicznych, a także substancji zawieszonych (popiół lotny, sadza).

Procesy przemysłowe i działalność rolnicza również prowadzą do zwiększonej emisji zanieczyszczeń. Szczególne obawy budzą emisje ze spalania odpadów, a także emisje metali będących produktami ubocznymi przemysłu metalurgicznego oraz fluoru z produkcji aluminium i cegieł.

Pojazdy zasilane benzyną są głównym źródłem tlenku węgla, tlenków azotu, lotnych związków organicznych i ołowiu.

Pojazdy napędzane olejem napędowym powodują emisję cząstek stałych i zanieczyszczeń WWA.

Narażenie na tlenek węgla może powodować zaburzenia sercowo-naczyniowe i nieprawidłowości w układzie nerwowym. Dwutlenek azotu i ozon tworzą efekt synergiczny. Ozon wpływa na pracę płuc i dróg oddechowych oraz osłabia funkcje ochronne organizmu, szczególnie w okresie procesów zapalnych.

Utleniacze fotochemiczne i niektóre lotne związki organiczne (na przykład toluen) powodują podrażnienie oczu, błon śluzowych i powodują zaburzenia centralnego układu nerwowego. Dwutlenek węgla powoduje efekt cieplarniany i podnosi średnią globalną temperaturę.

Dwutlenek siarki, tlenki azotu i ozon na różne sposoby mają bezpośredni wpływ na rozwój roślin. Znajduje to odzwierciedlenie w spadku produktywności pierwotnej ekosystemu lądowego i ograniczeniu produkcji biomasy. Emisje fluoru niszczą lasy, uprawy i pasące się zwierzęta.

Dwutlenek siarki i inne kwaśne gazy powodują korozję metali, niszczą powierzchnię kamienia i szkła, odbarwiają papier i tkaniny oraz utleniają gumę.

Eutrofizacja- jest biologiczną konsekwencją wzrostu stężeń nieorganicznych składników pokarmowych roślin i może występować zarówno w ekosystemach lądowych, jak i wodnych. Termin eutrofizacja definiuje się jako nadmierne nawożenie jezior, zbiorników wodnych, rzek nizinnych i niektórych obszarów morskich wód przybrzeżnych substancjami biogennymi (głównie związkami fosforu i azotu), powodujące szkodliwy wzrost materiału roślinnego wodnego. Przejawia się to pogorszeniem jakości wody, czego skutkiem jest rozkład tlenu, zmniejszenie przejrzystości wody, ograniczenie połowów, możliwość śnięcia ryb, zatkanie dróg wodnych oraz toksyczne działanie na ludzi i zwierzęta. 30–40% jezior i zbiorników wodnych na naszej planecie ulega eutrofizacji.

Zanieczyszczenie olejem woda i ziemia nabrały wyjątkowych proporcji. Co roku do morza trafia około 3,2 miliona ton ropy. Na lądzie i w wodzie słodkiej zanieczyszczenie ropą następuje w wyniku wycieków i rozlewów na statkach, rurociągach naftowych, magazynach ropy, konstrukcjach przybrzeżnych i spływie wód gruntowych. Gdy węglowodory dostaną się do wody i gleby, są stopniowo rozkładane przez bakterie.

Produkty naftowe mają szkodliwy wpływ na organizmy żywe. Młode organizmy są najbardziej wrażliwe na działanie węglowodorów, przy czym skorupiaki są bardziej wrażliwe niż ryby. Spośród ekosystemów naturalnych najbardziej narażone są bagna i lasy namorzynowe. Narażenie człowieka o skutkach mutagennych i rakotwórczych występuje na poziomie populacji i społeczności.

Zapobieganie globalnym zanieczyszczeniom ropą i produktami naftowymi staje się priorytetem w skali globalnej.

Zanieczyszczenia spowodowane działalnością rolniczą, jest konsekwencją intensyfikacji rolnictwa. Zmiana sposobu użytkowania gruntów jest głównym źródłem emisji substancji chemicznych, szczególnie w wyniku erozji.

Zanieczyszczenia spowodowane działalnością rolniczą mogą mieć wpływ na powietrze, wodę i glebę. Źródłem zanieczyszczenia środowiska stają się nawozy mineralne i organiczne oraz dodatki do żywności, które przekraczają ich zdolność do wchłaniania przez rośliny uprawne. Wysoki poziom lokalnych zanieczyszczeń jest często wynikiem składowania odpadów (słomy, liści, korzeni itp.), spalania lub kompostowania.

Innym źródłem zanieczyszczeń jest odprowadzanie odchodów zwierzęcych do wód powierzchniowych i gleby. Rozrzucanie odchodów zwierzęcych na powierzchni ziemi może prowadzić do znacznych emisji amoniaku, co w konsekwencji prowadzi do zakwaszenia gleby i uwalniania tlenków azotu. Intensywne stosowanie nawozów mineralnych powoduje wzrost emisji NO X do atmosfery w wyniku reakcji mikrobiologicznych amoniaku, azotanów i azotu. Jednocześnie wzrasta emisja metanu.

W wyniku spalania drewna stanowiącego część biomasy leśnej zwiększa się ilość dwutlenku węgla w atmosferze. Wylesione obszary podlegają erozji wodnej, która zanieczyszcza rzeki, jeziora i zbiorniki wodne.

Kompetentne zarządzanie produkcją rolną wydaje się być jednym ze skutecznych sposobów ograniczania zanieczyszczeń środowiska.

Zanieczyszczenia spowodowane chemikaliami stosowanymi w przemyśle- powstaje, gdy do środowiska dostają się metale nieżelazne, polihalogenowane związki organiczne, rozpuszczalniki i detergenty. Do najważniejszych zanieczyszczeń chemicznych zalicza się (w grupie metali nieżelaznych): kadm, rtęć, ołów, arsen.

Marnować- materiały, które nie są już potrzebne człowiekowi ani przemysłowi. Obecnie obserwuje się wzrost objętości i zwielokrotnienie struktury odpadów, a także zwiększenie ilości śmieci (wyrzucanych przedmiotów) na lądzie i wodzie.

Istnieją trzy sposoby unieszkodliwiania odpadów: obróbka chemiczna, składowanie i spalanie. Jednocześnie produkty wymywania ze składowisk śmieci oraz spływy z powierzchni pokrytych odpadami rolniczymi i osadami ściekowymi mogą powodować poważne zanieczyszczenie wody, zwiększając eutrofizację i zubożenie tlenu w rzekach.

Nasza planeta składa się z pierwiastków chemicznych. Są to głównie żelazo, tlen, krzem, magnez, siarka, nikiel, wapń i aluminium. Organizmy żywe występujące na Ziemi również składają się z pierwiastków chemicznych, organicznych i nieorganicznych. Jest to głównie woda, czyli tlen i wodór. Istoty żywe zawierają także siarkę, azot, fosfor, węgiel i tak dalej. Wydzieliny istot żywych, a także ich pozostałości składają się z substancji chemicznych i związków. Wszystkie sfery planety - woda, powietrze, gleba - są kompleksami substancji chemicznych. Cała przyroda żywa i nieożywiona oddziałują na siebie, co skutkuje m.in. zanieczyszczeniami. Ale jeśli wszystko składa się z pierwiastków chemicznych, to mogą one również wymieniać się i zanieczyszczać pierwiastkami chemicznymi. Zatem chemiczne zanieczyszczenie środowiska jest jedynym rodzajem zanieczyszczenia? Do niedawna była to prawda. Była tylko chemia środowiska i organizmów żywych. Jednak osiągnięcia nauki i wprowadzenie ich do produkcji stworzyły inne niż chemiczne formy i rodzaje zanieczyszczeń. Teraz mówimy już o energii, promieniowaniu, hałasie i tak dalej. Ponadto obecnie chemię środowiska zaczęto uzupełniać substancjami i związkami, które wcześniej nie występowały w przyrodzie, a zostały stworzone przez człowieka w procesie produkcyjnym, czyli sztucznie. Substancje te nazywane są ksenobiotykami. Natura nie jest w stanie ich przetworzyć. Nie dostają się do łańcuchów pokarmowych i kumulują się w środowisku i organizmach.

Zanieczyszczenia chemiczne nadal występują i są głównymi.

Czy zanieczyszczenie jest możliwe, jeżeli skład substancji i jej substancji zanieczyszczającej jest tego samego rodzaju? Być może dlatego, że zanieczyszczenie pojawia się, gdy wzrasta stężenie pewnych pierwiastków w określonym miejscu lub środowisku.

Zatem chemiczne zanieczyszczenie środowiska jest dodatkowym wprowadzeniem do przyrody, w tym jej flory i fauny, pierwiastków chemicznych pochodzenia naturalnego i sztucznego. Źródłami zanieczyszczeń są wszystkie procesy zachodzące na Ziemi, zarówno naturalne, jak i spowodowane przez człowieka. Za główną cechę zanieczyszczeń można uznać stopień ich wpływu na przyrodę ożywioną i nieożywioną. Konsekwencje zanieczyszczeń mogą być: możliwe do naprawienia lub nie, lokalne i globalne, jednorazowe i systematyczne, i tak dalej.

Nauka

Coraz większy wpływ antropogeniczny na przyrodę i rosnąca skala jej zanieczyszczenia dały impuls do powstania gałęzi chemii zwanej „Chemią Środowiska”. Badane są tu procesy i przemiany zachodzące w glebie, wodzie i atmosferze, badane są związki naturalne i ich pochodzenie. Oznacza to, że zakresem tej sekcji działalności naukowej są procesy chemiczne zachodzące w biosferze, migracja pierwiastków i związków wzdłuż naturalnych łańcuchów.

Z kolei chemia środowiska ma swoje podrozdziały. Jedna bada procesy zachodzące w litosferze, druga w atmosferze, trzecia w hydrosferze. Ponadto istnieją zakłady zajmujące się badaniem zanieczyszczeń pochodzenia naturalnego i antropogenicznego, ich źródłami, przemianami, ruchem i tak dalej. Obecnie utworzono kolejny wydział – środowiskowy, którego zakres badań jest bardzo zbliżony i czasami utożsamiany jest z ogólnym kierunkiem.

Chemia środowiska opracowuje metody i środki ochrony przyrody oraz poszukuje sposobów ulepszenia istniejących systemów oczyszczania i usuwania. Ta gałąź chemii jest ściśle związana z takimi dziedzinami badań naukowych, jak ekologia, geologia i tak dalej.

Można przypuszczać, że największym źródłem zanieczyszczeń środowiska jest przemysł chemiczny. Ale to nie jest do końca prawda. W porównaniu do innych sektorów produkcji przemysłowej czy transportu, przedsiębiorstwa tej branży emitują znacznie mniej zanieczyszczeń. Jednak skład tych substancji zawiera znacznie więcej różnych pierwiastków i związków chemicznych. Są to rozpuszczalniki organiczne, aminy, aldehydy, chlor, tlenki i wiele innych. To właśnie w zakładach chemicznych syntetyzowano ksenobiotyki. Oznacza to, że przemysł ten poprzez swoją produkcję zanieczyszcza przyrodę i wytwarza produkty będące niezależnym źródłem zanieczyszczeń. Oznacza to, że dla środowiska źródłami zanieczyszczeń chemicznych są produkcja, produkty i skutki ich wykorzystania.

Chemia i przemysł, najważniejsze gałęzie działalności człowieka. Badają, rozwijają, a następnie produkują i wykorzystują substancje i związki, które stanowią podstawę struktury wszystkiego na Ziemi, łącznie z nią samą. Wyniki tego typu działań mają realną szansę wpłynąć na strukturę materii ożywionej i nieożywionej, stabilność biosfery i istnienie życia na planecie.

Rodzaje zanieczyszczeń i ich źródła

Zanieczyszczenia chemiczne środowiska, a także odpowiednia dziedzina nauki, umownie dzieli się na trzy typy. Każdy gatunek odpowiada warstwie biosfery Ziemi. Są to zanieczyszczenia chemiczne: litosfera, atmosfera i hydrosfera.

Atmosfera. Głównymi źródłami zanieczyszczeń powietrza są: przemysł, transport oraz stacje cieplne, w tym kotłownie przydomowe. W produkcji przemysłowej liderami w emisji zanieczyszczeń do atmosfery są zakłady metalurgiczne, zakłady chemiczne i cementownie. Substancje zanieczyszczają powietrze zarówno w momencie, gdy dostaną się do niego po raz pierwszy, jak i poprzez związki pochodne powstałe w samej atmosferze.

Hydrosfera. Głównymi źródłami zanieczyszczeń dorzecza Ziemi są zrzuty z przedsiębiorstw przemysłowych, obiektów użyteczności publicznej, wypadki i zrzuty statków, spływy z gruntów rolnych i tak dalej. Do substancji zanieczyszczających zalicza się zarówno substancje organiczne, jak i nieorganiczne. Do najważniejszych należą: związki arsenu, ołowiu, rtęci, kwasów nieorganicznych i węglowodorów w różnych rodzajach i formach. Toksyczne metale ciężkie nie rozkładają się i nie kumulują w organizmach żyjących w wodzie. Ropa naftowa i produkty naftowe zanieczyszczają wodę zarówno mechanicznie, jak i chemicznie. Rozprzestrzeniając się cienką warstwą na powierzchni wody, zmniejszają ilość światła i tlenu w wodzie. W rezultacie proces fotosyntezy zwalnia, a rozkład przyspiesza.

Litosfera. Głównymi źródłami zanieczyszczeń gleb są: sektor bytowy, przedsiębiorstwa przemysłowe, transport, energetyka cieplna i rolnictwo. W wyniku ich działania do gleby dostają się metale ciężkie, pestycydy, produkty naftowe, związki kwasowe i tym podobne. Zmiany składu chemicznego i fizycznego gleb oraz ich struktury prowadzą do utraty produktywności, erozji, zniszczeń i wietrzenia.

Chemia środowiska zawiera informacje o ponad 5 milionach rodzajów związków, a ich liczba stale rośnie, które w taki czy inny sposób „podróżują” przez biosferę. W działalności produkcyjnej zaangażowanych jest ponad 60 tys. takich związków.

Główne zanieczyszczenia i pierwiastki

Chemia środowiska uważa następujące pierwiastki i związki za główne zanieczyszczenia środowiska.

Tlenek węgla to bezbarwny i bezwonny gaz. Substancja czynna reagująca z substancjami tworzącymi atmosferę. Leży to u podstaw powstawania „efektu cieplarnianego”. Jest toksyczny i ta właściwość wzrasta w obecności azotu w powietrzu.

Dwutlenek siarki i bezwodnik siarki zwiększają kwasowość gleby. Co prowadzi do utraty jej płodności.

Siarkowodór. Gaz bez koloru. Można go rozpoznać po silnym zapachu zgniłych jaj. Jest środkiem redukującym i utlenia się na powietrzu. Zapala się w temperaturze 225 0 C. Jest gazem towarzyszącym złożom węglowodorów. Występuje w gazach wulkanicznych, źródłach mineralnych i leży na głębokości ponad 200 metrów w Morzu Czarnym. W naturze źródłem jego pojawienia się jest rozkład substancji białkowych. W produkcji przemysłowej pojawia się podczas oczyszczania ropy i gazu. stosowany do produkcji siarki i kwasu siarkowego, różnych związków siarki, ciężkiej wody oraz w medycynie. Siarkowodór jest toksyczny. Wpływa na błony śluzowe i narządy oddechowe. Jeśli dla większości organizmów żywych jest to substancja toksyczna, to dla niektórych mikroorganizmów i bakterii jest siedliskiem.

Tlenki azotu. Jest to trujący gaz, który jest bezbarwny i bezwonny. Ich zagrożenie wzrasta w miastach, gdzie mieszają się z węglem i tworzą smog fotochemiczny. Gaz ten niekorzystnie wpływa na drogi oddechowe człowieka i może prowadzić do obrzęku płuc. Jest także, wraz z tlenkiem siarki, źródłem kwaśnych deszczy.

Dwutlenek siarki. Gaz o ostrym zapachu i bezbarwnym kolorze. Wpływa na błonę śluzową oczu i narządów oddechowych.

Negatywny wpływ na przyrodę powodowany jest zwiększoną zawartością związków fluoru, ołowiu i chloru, węglowodorów i ich par, aldehydów i wielu innych.

Substancje zaprojektowane i stworzone w celu zwiększenia żyzności gleby i produktywności upraw ostatecznie prowadzą do degradacji gleby. Niski stopień ich wchłaniania w miejscach zastosowania daje im możliwość rozprzestrzeniania się na znaczne odległości i „karmienia” roślin zupełnie innych niż te, dla których są przeznaczone. Głównym medium ich ruchu jest woda. W związku z tym obserwuje się w nim znaczny wzrost masy zielonej. Zbiorniki wodne zarastają i znikają.

Prawie wszystkie „chemiczne” zanieczyszczenia środowiska mają tak złożony negatywny wpływ.

Do tej pory ksenobiotyki, czyli substancje sztucznie syntetyzowane, klasyfikowane były jako odrębna kategoria substancji zanieczyszczających. Nie wchodzą w zwykły cykl łańcuchów pokarmowych. Nie ma skutecznych sposobów na ich sztuczne przetwarzanie. Ksenobiotyki kumulują się w glebie, wodzie, powietrzu i organizmach żywych. Migrują z ciała do ciała. Jak zakończy się ta akumulacja i jaka jest jej masa krytyczna?

Efektem oddziaływania człowieka na środowisko, czyli jego działalnością, która spowodowała coś pozornie niemożliwego, zanieczyszczenie przyrody tym, z czego się składa, jest zmiana w jej zasadniczym, głębokim składzie i strukturze. Koncentracja niektórych pierwiastków chemicznych i zmniejszenie objętości innych powoduje niezbadane i nieprzewidywalne w skutkach skutki w biosferze.

Wideo - Jak zanieczyszczenie powietrza wpływa na zdrowie

Pojawienie się w środowisku produktów wytwarzanych przez przemysł chemiczny – ksenobiotyków, których wcześniej w nim nie było lub zmieniają naturalne stężenie do poziomu przekraczającego normalną normę, nazywa się zanieczyszczeniem chemicznym. Zanieczyszczenie chemiczne jest spowodowane toksycznym działaniem środków chemicznych.

Podstawą życia, a także podstawą zmian składu chemicznego biosfery są procesy chemiczne i biochemiczne, dlatego też do modelowania i kontrolowania równowagi dynamicznej w biosferze niezbędna jest znajomość chemicznych mechanizmów interakcji pomiędzy poszczególnymi podsystemami. niezbędny. Istnieje inny aspekt związku między chemią a ekologią: mówimy o składzie jakościowym i ilościowym chemicznych antropogenicznych zanieczyszczeń biosfery w wyniku produkcji ludzkiej i działalności rolniczej. Zdrowie człowieka i stan środowiska są ze sobą ściśle powiązane; Dlatego też zanieczyszczenia chemiczne stanowią szczególne zagrożenie dla zdrowia.

Toksyczność to zdolność różnych pierwiastków chemicznych lub ich związków do wywierania szkodliwego wpływu na mikroorganizmy, rośliny, zwierzęta i ludzi. Pojęcie toksyczności nie odnosi się do konkretnych pierwiastków, ale do wszelkich zanieczyszczeń chemicznych przedostających się do biosfery w dużych stężeniach. Można śmiało powiedzieć, że nie ma substancji toksycznych, są tylko toksyczne stężenia.

Akumulacja zanieczyszczeń w łańcuchach pokarmowych

Organizm ludzki, jak każdy gatunek biologiczny, w procesie życia nieustannie pobiera ze środowiska różne substancje chemiczne, przetwarza je i zwraca do środowiska. Ten obieg substancji jest regulowany przez procesy odżywiania i oddychania; Ponadto żywność jest głównym źródłem substancji biologicznie czynnych zawierających biogenne pierwiastki chemiczne.

VI.I. Wernadski odkrył prawo biogenicznej migracji atomów - jest to migracja pierwiastków chemicznych w całej biosferze z bezpośrednim udziałem żywej materii; dzieli się na trzy typy:

– biogenną migrację atomów I rodzaju dokonują mikroorganizmy; charakteryzuje się ogromną intensywnością związaną z ich małą objętością i wagą;

– migracja biogenna II rodzaju prowadzona jest przez organizmy wielokomórkowe;

– biochemiczna migracja atomów III rodzaju związana z aktywnością życiową danego gatunku. Na przykład wpływ na glebę gryzoni - robotów ziemnych, dżdżownic, termitów. Przed ekspansją człowieka ten rodzaj geochemicznej migracji atomów odgrywał podrzędną rolę.

Pod wpływem form życia znaczna część atomów tworzących powierzchnię ziemi znajduje się w ciągłym, intensywnym ruchu. Wzrasta siła oddziaływania żywej materii na planetę i zwiększa się jej wpływ na obojętną (nieożywioną) materię biosfery. Naukowiec stwierdził, że w XX wieku rozpoczęła się dominacja geologicznej roli człowieka nad innymi procesami geologicznymi zachodzącymi w biosferze.

Wraz z pojawieniem się społeczeństwa ludzkiego na planecie siła ta zmienia ścieżki i kierunki geochemicznych procesów planetarnych. Siła działa spontanicznie, jej skutki manifestują się poza świadomością tworzącej ją ludzkości. Szybkość ewolucji społecznej wraz z całą destrukcyjnością wpływ na biosferę jest obecnie o 3–5 rzędów wielkości większy niż tempo ewolucji biologicznej w rezultacie biosfera nie może przystosować się do zmian spowodowanych przez człowieka. Wynika z tego, że adaptacja w systemie „natura - społeczeństwo” może zostać przeprowadzona tylko jednostronnie: człowiek jest zależny od praw biosfery, które są obowiązkowe dla każdej żywej istoty na naszej planecie. Konieczne jest ukierunkowanie wysiłków ludzi na badanie i utrzymywanie naturalnych mechanizmów samoregulacji i samoorganizacji na poziomie planetarnym.

Zatem, strategia koadaptacji w odniesieniu do biosfery powinno obejmować redukcję populacji Ziemi, ograniczenie konsumpcji i ugruntowanie myślenia biocentrycznego, które może prowadzić do zmniejszenia antropogenicznego obciążenia biosfery.

Zanieczyszczenia chemiczne reprezentowane przez różnorodne związki nieorganiczne, organiczne i organiczno-mineralne. Różnorodność stabilnych związków chemicznych jest nieskończenie duża. Obecnie ustalono strukturę chemiczną ponad sześciu milionów związków chemicznych, a każdego roku człowiek syntetyzuje lub ekstrahuje w ogromnych stężeniach około dwustu tysięcy nowych związków.

Chemia przyczyniła się do znacznego rozwoju i wzrostu dobrobytu społeczeństwa poprzez różnorodne wykorzystanie ogromnej liczby substancji naturalnych i syntetycznych (paliwa, oleje, barwniki, polimery, nawozy mineralne, pestycydy, dodatki do żywności, kosmetyki, leki, rozpuszczalniki).

Właściwości toksyczne nadawane są substancji chemicznej przez tzw grupy toksoforyczne: jony azotynowe, cyjankowe, siarczkowe, halogenkowe i inne. Stosowanie substancji toksycznych doprowadziło do biodegradacji naturalnych ekosystemów i pogorszenia zdrowia ludzi. Przykładami są paliwa węglowodorowe, które podczas spalania uwalniają rakotwórczy benz(a)piren. Wiele barwników ma działanie rakotwórcze; w tym żaroodporne dodatki do olejów – polichlorowane bifenyle (PCB). Spalanie wielkocząsteczkowego polichlorku winylu (PVC) prowadzi do powstania najbardziej toksycznych substancji antropogenicznych – dioksyn.

Stosowanie mineralnych nawozów azotowych i pestycydów prowadzi do gromadzenia się w organizmie substancji toksycznych o działaniu rakotwórczym. Powszechne zastosowanie w różnych dziedzinach produkcji freonów, m.in. jako czynników chłodniczych w produkcji lodówek, przyczyniło się do zniszczenia warstwy ozonowej Ziemi

Wiele składników kosmetyków stwarza ogromne zagrożenie dla zdrowia, np. rodamina „B” w szminkach, fosforan triokrezylu w lakierach do paznokci, hormony w szamponach i kremach. W ostatnich latach zakazano stosowania wielu składników kosmetyków, w tym toksycznego kwasu trichlorooctowego stosowanego w kosmetykach. Zabrania się na przykład:

– heksachlorofen – lek przeciwbakteryjny, sole metali ciężkich występujące w mydłach, dezodorantach i kremach do skóry, które prowadziły do ​​uszkodzenia tkanki mózgowej;

– lakier do włosów zawierający chlorek winylu; jego użycie w puszkach aerozolowych spowodowało deformacje wrodzone i raka wątroby;

– kremy wybielające skórę zawierające silnie toksyczne sole rtęci.

Oto „priorytetowe” zanieczyszczenia:

– dwutlenek siarki, który w kwaśnych deszczach opadających na roślinność, glebę i zbiorniki wodne tworzy kwas siarkawy, kwas siarkowy;

– wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, w szczególności benzo(a)piren, które mają działanie rakotwórcze;

– dioksyny z klasy węglowodorów chlorowanych;

– produkty naftowe o wielorakim działaniu toksycznym;

– pestycydy;

– tlenek węgla (II) i tlenek azotu;

– pierwiastki promieniotwórcze (stront-90, cez-137, jod-131, węgiel-14);

– metale ciężkie (rtęć, ołów, kadm itp.), które mogą gromadzić się w łańcuchach troficznych i działać silnie toksycznie na organizmy żywe;

Dla cechy szkody substancje chemiczne wykorzystują pojęcia takie jak granica toksyczności i czas trwania narażenia. W badaniach na organizmach żywych buduje się szeregi toksyczności substancji. Jednocześnie ustalana jest maksymalna jednorazowa i średnia dzienna maksymalna dopuszczalna zawartość.

Maksymalne dopuszczalne stężenie (MPC) Substancje instalowane są w celu ochrony ludzi przed niemal ciągłym negatywnym działaniem szkodliwych substancji. Substancje szkodliwe w stężeniach nieprzekraczających maksymalnego dopuszczalnego stężenia nie powodują zatrucia u człowieka i nie zakłócają jego normalnego funkcjonowania.