Основные виды загрязнений природной среды

Защита биосферы от загрязнений

Вопросы текущего контроля

1. Биосфера есть –……………………………………………………………..

2. Биосферу слагают три категории ……………………………Опишите их.

3. К современной биосфере относится………………………………………..

4. Что обозначает термин техносфера?

5. Высшей стадией эволюции биосферы является - …………………………

6. Перечислите экологические проблемы, возникшие вследствие антропогенной нагрузки на биосферу.

7. Какое количество кислорода расходуют организмы на дыхание? Кем расходуется оставшийся кислород?

8. Какие меры необходимо принять для стабилизации экологической ситуации в стране и увеличения продолжительности жизни?

9. Перечислите охарактеризуйте проблемы загрязнения окружающей среды.

10. Основные этапы эволюции биосферы:……………………………………

11. Атмосфера это - …………………………………………………………….

12. В какой части атмосферы образуются все осадки и возникают грозы и штормы?

Слой толщиной около 40 км называется - ……………………………………

13. На какой высоте расположен озоновый слой?

14. Какие еще слои атмосферы существуют?

15.Совокупность всех вод на Земле это - …………………………………….

16.Верхняя «твердая» оболочка Земли называется…………………………..

17. Какие элементы определяют состав земной коры?

18. Сравнив определения понятий «почва» и «земля», определите что является частью целого?

19.Что образует почвенный покров земли? Каковы его глобальные функции.

Лекция № 6.

1.Защита биосферы от загрязнений. Основные виды загрязнений природной среды.

2.Защита атмосферы.

3.Защита гидросферы.

4.Охрана литосферы.

Загрязнения окружающей среды

Загрязнение – это нормальные побочные продукты жизнедеятельности человека как чисто биологического вида и как социального, творческого существа. Они представляют собой органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения, а также деятельности по выращиванию и защите урожая, обогреву домов, производству одежды, овладению атомной энергетикой... Решить эту проблему невозможно простым устранением ее причин, так как, пока существует человек, будут и побочные продукты его жизнедеятельности. На рисунке показаны виды загрязнений.

К основным загрязнителям атмосферы, которых, по данным ЮНЕП (программа ООН по окружающей среде), ежегодно выделяется до 25 млрд. т, относят:

– диоксид серы и частицы пыли – 200 млн. т/год;

– оксиды азота (N_xO_y) – 60 млн. т/год;

– оксиды углерода (СО и СО₃) – 8000 млн. т/год;

– углеводороды (С_xН_у) – 80 млн. т/год.

Оксид серы SО₂. При растворении в воде образует кислотные дожди: Н₂О + SО₂ = Н₂SО₃. Выделяется в атмосферу, в основном, в результате работы теплоэлектростанций (ТЭС) при сжигании бурого угля и мазута, а также серосодержащих нефтепродуктов и при получении многих металлов из серосодержащих руд – PbS, ZnS, CuS, NiS, MnS и т.д.

При сжигании угля или нефти содержащаяся в них сера окисляется, при этом образуются два соединения – диоксид серы и триоксид серы. Кислотные дожди губят растения, закисляют почву, увеличивают кислотность озер. Большую озабоченность вызывает в России огромный трансграничный перенос серы с Запада, составляющий примерно 2 млн. т оксидов серы – 10 млн. т сульфатов в год, так как воздушные массы с Запада в нашу страну в связи с розой ветров в 7-10 раз превышают наши воздушные массы в Европу. Это, в основном, страны Восточной Европы и Украина, энергетика которых базируется на бурых углях.

Россия входит в Конвенцию по SO₂ и участвует во всех процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном, это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы – триоксид серы – серная кислота. Используя оксиды серы как вторичное сырье, человечество для производства серной кислоты перестанет извлекать из недр ограниченные запасы серы.

Даже при среднем содержании оксидов серы в воздухе растения приобретают желтоватый оттенок. Разработано большое число методов для улавливания двуокиси серы из отходящих дымовых газов. Весьма привлекательными оказались скрубберные установки, дающие отходы в виде продуктов, имеющих спрос на рынке: один из таких скрубберов производит серу высокой чистоты, другой – разбавленную серную кислоту. Высокочистая сера находит применение при производстве лекарственных препаратов, промышленных реагентов, удобрений.

Оксиды азота (N_xO_y). В природе оксиды азота образуются при лесных пожарах. Высокие концентрации оксидов азота в городах и окрестностях промышленных предприятий связаны с деятельностью человека. В значительном количестве оксиды азота выделяют ТЭС и двигатели внутреннего сгорания. Выделяются оксиды азота и при травлении металлов азотной кислотой. Производство взрывчатых веществ и азотной кислоты – еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу.

Загрязняют атмосферу:

– N₂O – оксид азота (веселящий газ);

– NО – оксид азота;

– NO₂, N₂O₄ – оксиды азота.

Оксиды азота принимают участие в образовании фотохимического смога. Уровни фотохимического загрязнения воздуха тесно связаны с режимом движения автотранспорта. В период высокой интенсивности движения утром и вечером отмечается пик выбросов в атмосферу оксидов азота и углеводородов. Именно эти соединения, вступая в реакции друг с другом, обуславливают фотохимическое загрязнение воздуха.

Оксид углерода (СО). Концентрация оксида углерода в городском воздухе больше, чем любого другого загрязнителя.

Самый крупный источник оксида углерода в городах – автотранспорт. В большинстве городов свыше 90% СО попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе. Полное сгорание дает в качестве конечного продукта диоксид углерода.

Другой источник оксида углерода – табачный дым, с которым сталкиваются не только курильщики, но и их ближайшее окружение. Доказано, что курильщик поглощает вдвое больше оксида углерода по сравнению с некурящим.

Оксид углерода при повышенных концентрациях представляет собой смертель-но опасный яд.

Для достижения установленного стандарта выхлопные газы смешиваются с воздухом в присутствии катализатора. Дальнейшее окисление оставшегося оксида углерода происходит в каталитическом преобразователе. Именно такая система в настоящее время повсеместно выбрана для уменьшения выбросов СО в атмосферу. Эффективность каталитических преобразователей со временем уменьшается, поэтому необходимо регулярно осуществлять повторные проверки выхлопных газов автомобилей на содержание СО.

Оксид углерода (СО₂). Влияние углекислого газа (СО₂) связано с его способностью поглощать инфракрасное излучение.

С 1850 г. содержание СО₂ в атмосфере возросло с 0,027 до 0,033% в связи с техногенной деятельностью. Человечество сожгло в XX в. ископаемых видов топлива столько, сколько за весь период своего существования до XX в. Поглощая ИК-излучение, СО₂ действует как парниковая пленка.

Пыль. Причины основных выбросов пыли в атмосферу – это пыльные бури, эрозия почв, вулканы, морские брызги. Около 15-20% общего количества пыли и аэрозолей в атмосфере – дело рук человека: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство. Пыль, осевшая в индустриальных городах, содержит 20% оксидов железа (Fe₂O₃), 15% оксида кремния (SiO₂) и 5% сажи (С). Промышленная пыль часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).

Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли.

Основные санитарные требования к качеству атмосферного воздуха. Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха являются предельно-допустимые концентрации токсичных веществ.

Критерием оценки влияния выбросов предприятий на окружающую среду является уровень практических концентраций примесей в атмосфере, полученных в результате рассеивания выбросов, по сравнению с предельно допустимыми.

Нормы ПДК служат исходной базой для проектирования и экспертизы новых машин и механизмов, технологических линий, промышленных сооружений и предприятий, а также для расчета вентиляционных, газопылеулавливающих и кондиционирующих систем, контролирующих приборов и систем сигнализации.

Основные организации, контролирующие выбросы предприятий в атмосферный воздух, – санитарно-эпидемиологические станции (СЭС); территориальные управления Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды; Государственная инспекция по контролю за работой газоочистных и пылеулавливающих установок.

Для предотвращения загрязнения атмосферы введены нормативы на выбросы вредных веществ непосредственно из каждого источника (труба, шахта и т.д.). Государственным стандартом (1990 г.) установлены величины предельно-допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу.

Физико-химические методы очистки атмосферы от газообразных загрязнителей. Основное направление защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами – создание новой безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья.

Многие действующие предприятия используют технологические процессы с открытыми циклами производства. В этом случае отходящие газы перед выбросом в атмосферу подвергаются очистке с помощью скрубберов, фильтров и т.д. Это дорогая технология, и только в редких случаях стоимость извлекаемых из отходящих газов веществ может покрыть расходы на строительство и эксплуатацию очистных сооружений.

Наиболее распространены при очистке газов адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.