2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Загрязнение техносферы токсичными веществами

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МГСУ

Филиал в городе Минеральные Воды

РЕФЕРАТ

на тему: Загрязнение техносферы токсичными веществами

Выполнил:

студент заочного отделения

Минеральные Воды 2014г.

f

Введение

1. Негативные факторы, присущие техносфере

2. Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами

2.1 Загрязнение атмосферы

2.2 Загрязнение гидросферы

3. Смог и фотохимический туман

4. Энергетические загрязнения техносферы

Заключение

Список используемой литературы

fВведение

На всех этапах своего развития человечество непрерывно воздействовало на среду обитания, в результате чего она медленно изменяла свой облик. Начиная с середины XIX в. преобразующая роль человека в развитии среды обитания стала существенно возрастать.

Этому способствовали высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация, рост потребления энергетических ресурсов, интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства, массовое использование средств транспорта, рост затрат на военные цели, технический прогресс и научно-техническая революция.

Указанные процессы привели к тому, что к середине XX в. на Земле возникли зоны частичной, а в ряде случаев и полной региональной деградации биосферы. Таким образом, в результате активной деятельности человека во многих регионах нашей планеты была разрушена биосфера и создана новая, искусственная среда обитания – техносфера. 

Техносфера– совокупность регионов биосферы, в которых природная среда полностью или частично перестроена человеком при помощи прямого или косвенного технического воздействия с целью наибольшего соответствия своим материальным и духовным потребностям

В XX в. быстрыми темпами шел процесс расширения техносферы и наращивания ее мощности.

f1. Негативные факторы, присущие техносфере

Созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, привнесла новые опасности и негативные факторы, неведомые в естественной среде обитания. 

Негативный фактор техносферы– способность какого-либо элемента техносферы причинять ущерб здоровью человека, материальным и культурным ценностям или природной среде.

Основными негативными факторами техносферы являются:

– вредный, тяжелый, напряженный труд, связанный с деятельностью человека в производственной среде, обладающей опасными и вредными факторами (работы с химическими веществами, работы с источниками шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучения, работа в горячих цехах, работы на высоте, в шахтах, перемещение грузов вручную, работы в замкнутых объемах, работа в неподвижной позе, оценка и переработка большого объема информации и т.п.).

– загрязнение воздуха, воды, почвы и продуктов питания вредными и опасными химическими веществами, вызванное поступлением в окружающую среду токсичных выбросов и сбросов предприятий, а также промышленных и бытовых отходов.

– воздействие на человека шума, вибрации, теплового, электромагнитного и ионизирующего излучений, вызванное эксплуатацией промышленных объектов и технических систем.

– высокий риск гибели или повреждения здоровья в результате техногенных аварий и катастроф на транспорте, на объектах энергетики и в промышленности.

– социальная напряженность, конфликты и стрессы, причиной которых является высокая плотность и скученность населения.

В России на сегодняшний день почти 4 млн. человек (17% трудоспособного населения) трудятся в неблагоприятных условиях (запыленность, загазованность, шум, вибрация и т.д.). В результате наблюдается высокий уровень профессиональных заболеваний и острых отравлений, сокращение продолжительности жизни.

В сфере промышленного производства также высок уровень травматизма.

Наибольшее количество несчастных случаев происходит в строительстве и при производстве строительных материалов, в жилищно-коммунальном хозяйстве и бытовом обслуживании населения, городском транспорте, связи, а также в оборонной промышленности.

По показателям смертельного травматизма на производстве Россия опережает развитые страны мира. Количество смертельных случаев в промышленности на 1000 работающих для России почти на порядок выше, чем в США, Финляндии, Японии, Великобритании. Кроме того, производство является главным загрязнителем окружающей среды.

В загрязнении окружающей среды ведущая роль принадлежит энергетике. Во многих странах ее развитие достигалось преимущественным использованием тепловых электрических станций (ТЭС), сжигающих уголь, мазут или природный газ.

Выбросы ТЭС наиболее губительны для биосферы. В выбросах ТЭС содержится зола, диоксид серы S02, монооксид углерода СО, оксиды азота NOx, оксиды тяжелых металлов (Pb, Со, Mn, Zn и др.

) и еще более 100 токсичных и радиоактивных веществ.

Транспорт также вносит большой вклад в загрязнение среды обитания углеводородами CmHn, монооксидом углерода, оксидами азота. В крупных городах, не имеющих ярко выраженной отраслевой специализации, например в Москве, именно транспорт является основным источником загрязнения воздушного и водного бассейна.

До середины XX в.

человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения окружающей среды в региональном и глобальном масштабе, соизмеримые со стихийными бедствиями.

Появление ядерных объектов и высокая концентрация химических производств сделали человека способным оказывать разрушительное воздействие на биосферу. Примером тому служат трагедии в Чернобыле, Севезо и Бхопале.

Известно, что человеку для удовлетворительного психологического самочувствия необходим минимум свободного пространства.

При высокой плотности населения неизбежно возникает скученность людей, их жизненные пространства вынужденно пересекаются, например в транспорте, коммунальных квартирах, плотном людском потоке на улице.

В результате возникает повышенная раздражительность, злоба, желание решать свои проблемы некорректными методами, угрожающими жизни и здоровью других людей. техносфера загрязнение токсический фотохимический

f2. Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами

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

2.1 Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников.

К числу примесей, выделяемых 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 растительного, 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, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности .

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: 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 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.

В настоящее время экологические показатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимического производства и ряда других производств изучены достаточно подробно. Необходимые сведения можно найти в работах. Меньше исследованы показатели машиностроения и приборостроения, их отличительными особенностями являются: широкая сеть производств, приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1 и 2-го класса опасности, 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 загрязняющих 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 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.

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).

Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х годах в г. Лос-Анджелес, теперь периодически 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.

Источник: https://revolution.allbest.ru/ecology/00422639_0.html

Белов С.В., Сивков В.П. и др. Учебник по БЖД – файл n1.doc

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
sh: 1: –format=html: not found
приобрести
Белов С.В., Сивков В.П. и др. Учебник по БЖД
скачать (5474 kb.)Доступные файлы (1):

n1.doc7903kb.13.11.2004 18:46скачать

В учебнике впервые обобщены научные и практические достижения в новой области знаний – безопасности жизнедеятельности.

Он подготовлен в соответствии с примерными программами дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД) для всех специальностей и направлений бакалавриата высшего профессионального образования. Основа программ разработана кафедрой «Промышленная экология и безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана еще в 1989 г.

Авторы учебника имеют опыт чтения курса лекций по дисциплине БЖД на факультетах машиностроительного и приборостроительного профиля, а также опыт написания конспекта лекций «Безопасность жизнедеятельности», изданного в двух частях в 1992–1993 гг. Всесоюзной ассоциацией специалистов по охране труда (ВАСОТ) и предназначенного для преподавателей технических вузов (0.1, 0.3).

Основу научных и практических знаний, содержащихся в учебнике БЖД, составляют знания, ранее излагавшиеся в отдельных курсах: «Охрана труда», «Охрана окружающей среды» и «Гражданская оборона», имевших выраженную прикладную направленность.

Целевое предназначение указанных курсов и их основное содержание сводились к изучению средств и методов защиты человека и природной среды от негативных факторов техногенного происхождения.

Вводимая в настоящее время в высших учебных заведениях, средних специальных учебных заведениях и средней школе дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» призвана интегрировать на общей методической основе в единый комплекс знания, необходимые для обеспечения комфортного состояния и безопасности человека во взаимодействии со средой обитания.

Предпосылкой такого подхода является значительная общность в указанных выше курсах целей, задач, объектов и предметов изучения, а также средств познания и принципов реализации теоретических и практических задач.

Объединение курсов позволяет расширить и углубить познания в области анатомо-физиологических свойств человека и его реакциях на воздействие негативных факторов; комплексного представления об источниках, количестве и значимости травмирующих и вредных факторов среды обитания; принципов и методов качественного и количественного анализа опасностей; сформулировать общую стратегию и принципы обеспечения безопасности; подойти к разработке и применению средств защиты в негативных ситуациях с общих позиций. Учебник создан преподавателями кафедры «Промышленная экология и безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Введение, гл. 2, пп. 6.1, 6.2, 6.5, гл. 7 написаны С.В. Беловым, гл.1 –В.П. Сивковым, гл. 3 –А.В. Ильницкой (главным специалистом МНИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана) и Л.Л. Морозовой, гл. 4, п. 6.6 –И.В. Переездчиковым, пп. 6.3, 6.4 –Г.П. Павлихиным, пп. 5.1, 5.6, гл. 8 –Д.М. Якубовичем, пп. 5.2–5.5, гл. 9 –А.Ф. Козьяковым. Авторы будут благодарны всем, кто сочтет целесообразным высказать замечания и пожелания по содержанию учебника, которые следует направлять по адресу: 101430, г. Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д.29/14, издательство «Высшая школа».

Авторы

Жизнедеятельность – это повседневная деятельность и отдых, способ существования человека.

Приступая к изучению основ безопасности жизнедеятельности человека в техносфере, следует определить прежде всего место БЖД в общем объеме «знаний о взаимодействии живых существ между собой и окружающей средой» (Э. Геккель, 1869), изучаемых в науке экология*. *Нельзя не поддержать мнение Б. А. Немировского, опубликованное в газете «Московский комсомолец» 18 мая 1998 г., с.7. «У нас плохая экология», —так или примерно так жалуются на свою судьбу современные обитатели крупных городов России, а между тем экология — это биологическая наука. Она занимается изучением коллективного сосуществования живых организмов в одной коммунальной квартире под названием «окружающая среда». Наука не может быть ни плохой, ни хорошей: «плохая экология» звучит так же абсурдно, как «плохая физика» или «плохая математика».Экология – наука о доме. В экологии главное не изучение существ, а изучение состояния среды обитания и процессов взаимодействия существ со средой обитания. Объектами экологии являются биосфера, экосистемы, сообщества (биоценоз), популяции организмов, биотоп.

В XIX в. экологи изучали в основном закономерности биологического взаимодействия в биосфере, причем роль человека в этих процессах считалась второстепенной. В конце XIX в. и вXX в.

ситуация изменилась, экологов все чаще стала беспокоить роль человека в изменении окружающего нас Мира. В этот период произошли значительные изменения в окружающей человека среде обитания.

Биосфера постепенно утрачивала свое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала превращаться в техносферу.

В окружающем нас Мире возникли новые условия взаимодействия живой и неживой материи (рис. 0.1): взаимодействие человека с техносферой, взаимодействие техносферы с биосферой (природой) и др. Сейчас правомерно говорить о возникновении новой области знаний – «Экология техносферы», где главными «действующими лицами» являются человек и созданная им техносфера. Область знаний «Экология техносферы» включает, как минимум, основы техносферостроения и регионоведения, социологию и организацию жизнедеятельности в техносфере, сервис, безопасность жизнедеятельности человека в техносфере и защиту природной среды от негативного влияния техносферы. Структура областей показана на схеме:

В новых техносферных условиях все чаще биологическое взаимодействие стало замещаться процессами физического и химического взаимодействия, причем уровни физических и химических факторов воздействия вXX в.

непрерывно нарастали, часто оказывая негативное влияние на человека и природу.

В обществе возникла потребность в защите природы («Охрана природы») и человека («Безопасность жизнедеятельности») от негативного влияния техносферы.

Первопричиной многих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогенная деятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе. В настоящее время, чтобы решить возникающие проблемы, человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное вливлияние на человека и природу до допустимых уровней. Достижение этих целей взаимосвязано. Решая задачи обеспечения безопасности человека в техносфере, одновременно решаются задачи охраны природы от губительного влияния техносферы.

Рис. 0.1. Схема взаимодействия человека, биосферы и техносферы: 75% населения Земли проживают в техносфере или зоне перехода от техносферы к биосфере

Основная цель безопасности жизнедеятельности как науки – защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности. Средством достижения этой цели является реализация обществом знаний и умений, направленных на уменьшение в техносфере физических, химических, биологических и иных негативных воздействий до допустимых значений. Это и определяет совокупность знаний, входящих в науку о безопасности жизнедеятельности, а также место БЖД в общей области знаний – экологии техносферы.

Безопасность жизнедеятельности – наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека с техносферой.

Эволюция среды обитания, переход от биосферы к техносфере. В жизненном цикле человек и окружающая его среда обитания образуют постоянно действующую систему «человек – среда обитания».

Среда обитания – окружающая человека среда, обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство.

Действуя в этой системе, человек непрерывно решает, как минимум, две основные задачи: – обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе;

– создает и использует защиту от негативных воздействий, каксостороны среды обитания, так и себе подобных.

Негативные воздействия, присущие среде обитания, существуют столько, сколько существует Мир. Источниками естественных негативных воздействий являются стихийные явления в биосфере: изменения климата, грозы, землетрясения и т.п. Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. К сожалению, появление жилища, применение огня и других средств защиты, совершенствование способов получения пищи – все это не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания. На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. – начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в, на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к частичной, а в ряду случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали: – высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация; – рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; – интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; – массовое использование средств транспорта; – рост затрат на военные цели и ряд других процессов. Рис. 0.2. Рост численности населения Земли: I – рост численности до 28–30 млрд. человек к. 2070–2100 гг.; II – стабилизация численности на уровне 10 млрд. человек

Год…………………………………………… 1840 1930 1962 1975 1987
Численность населения, млрд. чел………… 1 2 3 4 5
Период прироста, лет/1 млрд. чел…………. 500000 90 32 13 12

Демографический взрыв. Достижения в медицине, повышение комфортности деятельности и быта, интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности жизни человека и как следствие росту населения Земли. Одновременно с ростом продолжительности жизни в ряде регионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне, и составляла в некоторых из них до 40 человек на 1000 человек в год и более. Высокий уровень прироста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего и Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая. Статистические данные о численности населения Земли и тенденции его изменения показаны на рис. 0.2. Вероятное изменение численности населения в некоторых регионах мира приведено ниже (млрд. чел./доля, %):

1950 г.2025 г.
Европа и Северная Америка…………………………… 0,83/32 1,3/15,7
Азия……………………………………………………… 1,37/53 4,9/57
Африка…………………………………………………… 0,17/9 1,6/18,3
Латинская Америка……………………………………… 0,22/6 0,76/9
Итого, млрд. чел……………….……….………………. 2,59 8,56

Существуют несколько прогнозов дальнейшего изменения численности населения Земли (см. рис. 0.2). По I варианту (неустойчивое развитие) к концуXXI в. возможен рост численности до 28–30 млрд. человек. В этих условиях Земля уже не сможет (при современном состоянии технологий) обеспечивать население достаточным питанием и предметами первой необходимости. С определенного периода начнутся голод, массовые заболевания, деградация среды обитания и как следствие резкое уменьшение численности населения и разрушение человеческого сообщества. Уже в настоящее время в экологически неблагополучных регионах наблюдается связь между ухудшением состояния среды обитания и сокращением продолжительности жизни, ростом детской смертности. По II варианту (устойчивое развитие) численность населения необходимо стабилизировать на уровне 10 млрд. человек, что при существующем уровне развития технологий жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворению жизненных потребностей человека и нормальному развитию общества.

Урбанизация. Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населения планеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, ибо способствует повышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решает социальные и культурно-просветительные проблемы обществ. По данным ООН, в городах мира проживали или будут проживать:

Год 1880 1950 1970 1984 2000
Городское население, % 1,7 13,1 17 50 80…85

К 1990 г в США урбанизировано 70% населения, в Российской Федерации к 1995–76%. Интенсивно растут крупные города в 1959 г. в СССР было только три города-миллионера, а в 1984 г. – 22. В обозримом будущем в мире появятся мегаполисы с численностью населения 25–30 млн. человек. Десятка мировых урбанистических лидеров выглядит сегодня следующим образом:

Данные на 1994 г., млн. чел.Прогноз на 2015 г., млн. чел.
Токио (Япония)………………………….. 26,5 28,7
Нью-Йорк (США)……………………….. 16,3 17,6
Сан-Паулу (Бразилия)…………………… 16,1 20,8
Мехико (Мексика)……………………….. 15,5 18,8
Шанхай (Китай)………………………….. 14,7 23,4
Бомбей (Индия)………………………….. 14,5 27,4
Лос-Анджелес (США)…………………… 12,2 14,3
Пекин (Китай)……………………………. 12,0 19,4
Калькутта (Индия)……………………….. 11,5 17,6
Сеул (Южная Корея)…………………….. 11,5 13.1

Москва занимает лишь 21 место среди крупнейших городов мира. Ее население —9,2 млн. человек. Урбанизация непрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожает в них природную среду. Для крупнейших городов и промышленных центров характерен высокий уровень загряз­нения компонент среды обитания. Так, атмосферный воздух городов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей по сравнению с воздухом сельской местности (ориентировочно оксида углерода в 50 раз, оксидов азота —в 150 раз и летучих углеводородов —в 2000 раз).

Рост энергетики, промышленного производства, численности средств транспорта. Увеличение численности населения Земли и военные нужды стимулируют рост промышленного производства, числа средств транспорта, приводят к росту производства энергетических и потреблению сырьевых ресурсов.

Потребление материальных и энергетических ресурсов имеет более высокие темпы роста, чем при­рост населения, так как постоянно увеличивается их среднее потреб­ление на душу населения. О неограниченных способностях к росту потребления свидетельствует использование электроэнергии в США. По статистическим данным, в 1970 г.

США имели 7% населения и 1/3 мирового производства электроэнергии.

Огромны затраты на военные цели. После второй мировой войны на вооружение в мире израсходовано около 6 трлн. долларов США. Динамика ассигнований на оборону в США составляет:

Год …………… 1982 1983 1984 1988

Расходы, млрд. долларов ….. 187,4 214,8 245,3 300

Военная промышленность является одним из активных стимуля­торов развития техники и роста энергетического и промышленного производства:

Год …………… 1970* 1980 1990 2000

Производство электроэнергии в ми­ре, % к 1950 г. ………. 173 234 318 413

* Произведено 6600 кВт. ч, в том числе в США — 2200, в СССР — 700,Оценивая экологические последствия развития энергетики, следует иметь в виду, что во многих странах это достигалось преимуществен­ным использованием тепловых электрических станций (ТЭС), сжига­ющих уголь, мазут или природный газ. Об этом свидетельствует и структура производства электроэнергии в СССР (1985 г.): ТЭС—1196 млрд. кВт.ч (74,5%), ГЭС—216 млрд. кВт.ч (13,5%), АЭС—193 млрд. кВт.ч (12%). Выбросы ТЭС наиболее губительны для биосферы. Во второй половине XX в. каждые 12…15 лет удваивалось промыш­ленное производство ведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющих веществ в биосферу. В СССР в период с 1940 по 1980 гг. возросло производство электроэнергии в 32 раза; стали —в 7,7; автомобилей —в 15 раз; увеличилась добыча угля в 4,7, нефти —в 20 раз. Аналогичные или близкие к ним темпы роста наблюдались во многих других отраслях народного хозяйства. Значи­тельно более высокими темпами развивалась химическая промышлен­ность, объекты цветной металлургии, производство строительных материалов и др. Постоянно увеличивался мировой автомобильный парк: с 1960 по 1990 гг. он возрос с 120 до 420 млн. автомобилей. Необходимо отметить, что развитие промышленности и техниче­ских средств сопровождалось не только увеличением выброса загряз­няющих веществ, но и вовлечением в производство все большего числа химических элементов:

Год …………… 1869 1906 1917 1937 1985

Известно ………… 62 84 85 89 104

Использовалось ……… 35 52 64 73 90

К настоящему времени в окружающей среде накопилось около 50 тыс. видов химических соединений, не разрушаемых деструкторами экосистем (отходы пластмасс, пленок, изоляции и т.п.)

Развитие сельского хозяйства. Вторая половина XX в. связана с интенсификацией сельскохозяйственного производства.

В целях по­вышения плодородия почв и борьбы с вредителями в течение многих лет использовались искусственные удобрения и различные токсиканты, что не могло не влиять на состояние компонент биосферы. В 1986 г.

среднее количество минеральных удобрений на 1 га пашни в мире составило около 90 кг, в СССР и США —более 100 кг, в Европе — 230 кг. При избыточном применении азотных удобрений почва пере­насыщается нитратами, а при внесении фосфорных удобрений — фтором, редкоземельными элементами, стронцием.

При использова­нии нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т.п.) почва перена­сыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобрений приводит к перенасыщению продуктов питания токсичны­ми веществами, нарушает способность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов, особенно в паводковый период.

Пестициды, применяемые для защиты растений от вредителей, опасны и для человека. Установлено, что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс. человек, гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, пить­евую воду. Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иное отрицательное воздействие на человека и живую природу. В настоящее время отмечаются высокие загрязнения почв фосфорорганическими пестицидами (фозалоном, метафосом), гербицидами (2,4-Д, трефланом, трихлорацетатом натрия) и др.

Техногенные аварии и катастрофы. До серединыXX в. человек не обладал способностью инициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызывать необратимые экологические изменения регионального и глобального масштаба, соизмеримые со стихийными бедствиями.

Происшествие – событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальным ресурсам.

Авария – происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.

Катастрофа – происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей без вести людей.

Стихийное бедствие–происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, гибели или потери здоровья людей.

Появление ядерных объектов и высокая концентрация прежде всего химических веществ и их производств сделали человека способным оказывать разрушительное воздействие на экосистемы. Примером тому служат трагедии в Чернобыле, Бхопале. Огромное разрушительное воздействие на биосферу оказывается при испытании ядерного (в г. Семипалатинске, на о. Новая Земля) и других видов оружия. Для испытания химического оружия необходим полигон размером около 500 тыс. га. Иллюстрацией негативного экологического влияния современных локальных войн являются итоги войны в зоне Персидского залива (огромные проливы нефти в залив, пожары на нефтяных скважинах). Из приведенного выше видно, что XX столетие ознаменовалось потерей устойчивости в таких процессах, как рост населения Земли и его урбанизация. Это вызвало крупномасштабное развитие энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта, военного дела и обусловило значительный рост техногенного воздействия. Во многих странах оно продолжает нарастать и в настоящее время. В результате активной техногенной деятельности человека во многих регионах нашей планеты разрушена биосфера и создан новый тип среды обитания – техносфера.

Биосфера–область распространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы, не испытавших техногенного воздействия.

Техносфера–регион биосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям (техносфера – регион города или промышленной зоны, производственная или бытовая среда).

Регион – территория, обладающая общими характеристиками состояния биосферы или техносферы.

Производственная среда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, к росту коммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами (улучшение медицинского обслуживания и др.) сказалось на продолжительности жизни людей:

ВекПродолжительность жизни человека, лет
Медный, бронзовый, железный……………………………… 30
К началу XIX в ………………………………………………… 35-40
В конце XX в . ….………………………………………………. 60–63

Однако созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. Появившиеся производственная и городская среды оказались далеки по уровню безопасности и экологичности от допустимых требований. Появление техносферы привело к тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты стала активно замещаться техносферой (табл. 0.1). Данные табл. 0.1 показывают, что на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшей степени экосистемы разрушены в развитых странах – в Европе, Северной Америке, Японии. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольших площадях, они представляют собой небольшие пятна биосферы, окруженные со всех сторон нарушенными деятельностью человека территориями, и поэтому подвержены сильному техносферному давлению.
Предисловие

Источник: http://www.nashaucheba.ru/v5062/?cc=1&page=7

Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

ID: 11079

Название работы: Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами

Категория: Лекция

Предметная область: Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

Описание: Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами Регионы техносферы и природные зоны примыкающие к очагам техносферы постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое кол

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-04-04

Размер файла: 29.54 KB

Работу скачали: 63 чел.

Загрязнение регионов техносферы токсическими веществами

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

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников.

К числу примесей, выделяемых 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 растительного, 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, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксиды азота NOx, углеводороды СnНm и пыль. Основные источники примесей атмосферы и их ежегодные выбросы приведены в табл.

ВеществоВыбросы, млн. тДоля антропогенныхПримесей в общих поступлениях, %
естественныеантропогенные
ПыльОксид углеродаУглеводородыОксиды азотаОксиды серыДиоксид углерода3700500026007706504850001000304885310018300275,73,36,513,33,6

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.

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. 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.

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 несении 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.

Энергетические загрязнения техносферы

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное акустическое воздействие, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых являются технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Значительные вибрации шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы и т.п.).

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др.

Источники инфразвука могут быть как естественного происхождения (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхности), так и антропогенного (подвижные механизмы с большими поверхностями – виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства).

Основными источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи и участки.

Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего внутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и γ-излучения, поток протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают α- и β-частиц, которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительный тракт.

Основные источники ионизирующего облучения человека в окружающей среде:

– естественный фон: космическое облучение, облучение от природных источников,

– антропогенные источник: медицинское обслуживание, ТЭС, АЭС, радиоактивные осадки, телевизоры, дисплеи, керамика, стекло, авиационный транспорт.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастает.

Итак, из рассмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наиболее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.

Негативные факторы производственной среды

Производственная среда – это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов.

Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические устройства, химически и биологически активные предметы труда, источники энергии, нерегламентированные действия работающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

Травмирующие и вредные факторы подразделяются на физические, химические, биологические и психофизиологические.

Физические факторы – движущие машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточная освещенность, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и другие; химические – вещества и соединения, различные по агрегатному состоянию и обладающие токсическим, раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием на организм человека и влияющие на его репродуктивную функцию; биологические – патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также животные и растения; психофизиологические – физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

чрезвычайный негативный

Конкретные производственные условия характеризуются совокупностью негативных факторов, а также различают по уровням вредных факторов и риску проявления травмирующих факторов.

К особо опасным работам на промышленных предприятиях относят:

 Монтаж и демонтаж тяжелого оборудования массой более 500 кг;

 Транспортирование баллонов со сжатыми газами, кислот, щелочных металлов и других опасных веществ;

  Ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте более 1,5 м с применением приспособлений (лестниц, стремянок и т.п.), а также работы на крыше;

 Земляные работы в зоне расположения энергетических сетей;

 Работы в колодцах, тоннелях, траншеях, дымоходах, плавильных и нагревательных печах, бункерах, шахтах и камерах;

 И многое другое.

Источниками негативных воздействий на производстве являются не только технические устройства. На уровень травматизма оказывают влияние психофизическое состояние и действия работающих.

Воздействие негативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям работающих.

Профессиональные заболевания возникают, как правило, у длительно работающих в запыленных или загазованных помещениях: у лиц, подверженных воздействию шума и вибраций, а также занятых тяжелым физическим трудом.

Негативные факторы при чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайные ситуации возникают при стихийных явлениях (землетрясениях, наводнениях, оползнях и т.п.) и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, геологоразведке, газового и транспортного хозяйства.

Возникновение чрезвычайных ситуаций в промышленных условиях и в быту часто связано с разгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газо- и водопроводов, систем теплоснабжения и т.п.).

Чрезвычайные ситуации возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, переохлажденных и нагретых жидкостей и т.п.

Следствием нарушения регламента операций являются взрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Одной из распространенных причин пожаров и взрывов, особенно на объектах нефтегазового и химического производства и при эксплуатации средств транспорта, являются разряды статического электричества.

Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с образованием и сохранением свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ.

Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации.

В чрезвычайных ситуациях проявление первичных негативных факторов (землетрясение, взрыв, обрушение конструкций, столкновение транспортных средств и т.п.

) может вызвать цепь вторичных негативных воздействий – пожар, загазованность, затопление помещений, разрушение систем повышенного давления, химическое, радиоактивное и бактериальное воздействие и т.п.

Последствия (число травм и жертв, материальный ущерб) от действия вторичных факторов часто превышает потери от первичного воздействия.

Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

 Отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режима эксплуатации; многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них весьма высока;

 Ошибочные действия операторов технических систем;

 Концентрация различных производств в промышленных зонах без должного изучения их взаимовлияния;

 Высокий энергетический уровень технических систем;

 Внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.

Таким образом, анализ совокупности негативных факторов, действующих в настоящее время в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этой деятельностью.

Уровни и масштабы воздействия негативных факторов постоянно нарастают, и человеку и природной среде угрожает опасность необратимых деструктивных изменений.

Изменяется окружающий нас мир и его восприятие человеком, происходят изменения в процессах деятельности и отдыха людей, в организме человека возникают патологические изменения и т.п.

Решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя, реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом их действия. Соблюдение предельно допустимых уровней воздействия – один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях техносферы.

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=11079

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
.

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

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

Загрязнение атмосферы. Атмосферныйвоздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественныхи антропогенных источников.

К числу примесей, выделяемых естественнымиисточниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космическогопроисхождения, возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дыми газ от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различныепродукты растительного, животного происхождения и др.

Естественные источники загрязненийбывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либолокальными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровеньзагрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и малоизменяется с течением времени.

Основное антропогенное загрязнениеатмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслейпромышленности (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Выбросы загрязняющихвеществ в атмосферу
Российской Федерации, тыс. т [2.2]

Источники выбросов1992г.1996г.
Теплоэлектростанции66454748
Металлургические предприятия82186133
Нефтяная и газовая промышленность45322699
Химическая промышленность1000454
Производства, выпускающие строительные материалы1386528
Предприятия, перерабатывающие древесину751434
Автотранспорт10955

Самыми распространенными токсичнымивеществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серыSO2, оксиды азота NOx, углеводороды СnНm и пыль. Основные источники примесейатмосферы и их ежегодные выбросы приведены в табл. 2.2 и 2.3.

Таблица 2.2. Источники выбросоввеществ в атмосферу

ПримесиОсновные источникиСреднегодовая концентрация в воздухе, мг/м
естественныеантропогенные
ПыльВулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары и др.Сжигание топлива в промышленных и бытовых установкахВ городах 0,04–0.4
Диоксид серыВулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в мореСжигание топлива в промышленных и бытовых установкахВ городах до 1,0
Оксиды азотаЛесные пожарыПромышленность, автотранспорт, теплоэлектростанцииВ районах с развитой промышленностью до 0,2
Оксид углеродаЛесные пожары, выделения океановАвтотранспорт, промышленные энергоустановки, предприятия черной металлургииВ городах 1…50
Летучие углеводородыЛесные пожары, природный метанАвтотранспорт, испарение нефтепродуктовВ районах с развитой промышленностью до 0,3
Полицик-лические аро-матические углеводородыАвтотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводыВ районах с развитой промышленностью до 0,01

Таблица 2.3. Ежегодное количествопримесей, поступающих в атмосферу Земли

ВеществоВыбросы, млн. тДоля антропогенных примесей в общих поступлениях, %
естественныеантропогенные
Пыль3700100027
Оксид углерода50003045,7
Углеводороды2600883,3
Оксиды азота770536,5
Оксиды серы65010013,3
Диоксид углерода485000183003,6

Кроме приведенных выше веществ ипыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества. Так,вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат парыплавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органическиерастворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ,загрязняющих атмосферу, их количество увеличивается.

Выбросы в атмосферу загрязняющихвеществ от стационарных источников в РФ в 1996 г. приведены ниже [2.2]:

Пыль ………………………………………..Млн. т4,1
Диоксид серы ….………………………….7,87
Оксид углерода ….…………………………4,19
Оксиды азота ….…………………………….2,75
Углеводороды ….………………………………1,34

Каждой отрасли промышленности присущхарактерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяетсяпрежде всего составом веществ, применяемых в технологических процессах, иэкологическим совершенством последних.

В настоящее время экологическиепоказатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимического производства и рядадругих производств изучены достаточно подробно. Необходимые сведения можнонайти в работах [2.4, 2.5].

Меньше исследованы показатели машиностроения иприборостроения, их отличительными особенностями являются: широкая сеть производств,приближенность к жилым зонам, значительная гамма выбрасываемых веществ, средикоторых могут содержаться вещества 1 и 2-го класса опасности, такие как парыртути, соединения свинца и т. п.

Выбросы токсичных веществ приводят,как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельнодопустимыми. Контроль состояния атмосферы в городах страны показал, что уровеньзагрязнения в 1996 г.

остался весьма высоким. Максимальные концентрациизагрязняющих веществ превышали 10 ПДКср в 70 городах. В табл. 2.4 приведеныданные по некоторым городам страны с большим уровнем загрязнения атмосферноговоздуха.

Таблица 2.4. Города с большимуровнем загрязнения атмосферы в 1990 г.
(извлечение из табл. 2.3 [2.3])

№ по [2.3]ГородВещества, определяющие уровень загрязненияОтрасль промышленности, создающая загрязнение
7БратскБенз(а)пирен, формальдегид, сероуглерод, фтористый водородЦветная металлургия, целлю-лозно-бумажная, энергетика
23ИркутскБенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азотаЭнергетика, тяжелое машиностроение
38МагнитогорскБенз(а)пирен, сероуглерод, стирол, диоксид азотаЧерная металлургия
42МоскваФормальдегид, бензол, диоксид азотаАвтотранспорт, нефтехимическая
49ОмскАммиак, формальдегидНефтехимическая, химическая

Большая часть примесей атмосферноговоздуха в городах проникает в жилые помещения. В летнее время (при открытыхокнах) состав воздуха в жилом помещении соответствует составу воздуха внепомещения на 90 %, зимой –на 50 %.

Высокие концентрации и миграцияпримесей в атмосферном воздухе стимулируют их взаимодействие с образованиемболее токсичных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как«парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

Рис. 2.1. Относительные концентрацииN02
и Оз в атмосферном воздухе (г. Лос-Анджелес, 19.07.65г.)

Общая схема реакций образованияфотохимического смога сложна и в упрощенном виде может быть представленареакциями

Смог весьма токсичен, так как егосоставляющие обычно находятся в пределах: O3 –60…75 %, ПАН, Н2О2, альдегиды идр.–25…40 %.

Для образования смога в атмосфере всолнечную погоду необходимо наличие оксидов азота, углеводородов (их выбрасываютв атмосферу автотранспорт, промышленные предприятия). Характерное распределениефотохимического смога по времени суток показано на рис. 2.1, а его воздействиена человека и растительность в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Воздействиефотохимических оксидантов на человека и растительность

Концентрация оксидантовЭкспозиция, чЭффект воздействия
мкг/м3млн-1
1000,054Повреждение растительности
2000,1Раздражение глаз
2500,1324Обострение респираторных заболеваний
6000,31Ухудшение спортивных показателей

Примечание.

В России принято выражатьконцентрации газообразных примесей в мг/м3, а за рубежом – в частях на миллион(млн-1, ррт) Для перевода концетраций с, выраженных в мг/м3, в млн-1,необходимо 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 притемпературе 25 °С и давлении 105 Па. Для О3 при t = 25 0С 1 млн-1 = 1,962мг/м3.

Фотохимические смоги, впервыеобнаруженные в 40-х годах в г. Лос-Анджелес, теперь периодически наблюдаются вомногих городах мира.

Кислотные дожди известны более 100лет, однако проблема этих дождей возникла около 20 лет назад.

Источниками кислотных дождей служатгазы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SO2, NOх, H2S. Кислотныедожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмосфере.Например, концентрация SO2 (мкг/м3) обычно таковы: в городе 50…1000, натерритории около города в радиусе около 50 км 10…50, в радиусе около 150 км0,1…2, над океаном 0,1.

Основными реакциями в атмосфереявляются: I вариант: SO2 + ОН →НSOз; НSОз + ОН → H2SO4 (молекулы ватмосфере 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 идутодновременно. Для сероводорода характерна реакция H2S + O2 → SO2 + Н2O идалее I или II вариант реакции.

Источниками поступления соединенийсеры в атмосферу являются: естественные (вулканическая деятельность, действиямикроорганизмов и др.) 31…41 %, антропогенные (ТЭС, промышленность и др.)59…69 %; всего поступает 91…112 млн. т в год.

Источник: http://5rik.ru/lib/index-6357.php

10 Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Раздел 3. Негативные факторы техносферы

Тема 10 Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами

1.Загрязнение атмосферы

2.Загрязнение гидросферы

3.Загрязнение литосферы

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

соединениями.

1.Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей,

поступающих от естественных и антропогенных источников.

Кчислу примесей, выделяемых 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 растительного, животного происхождения и др.

Естественные источники загрязнений бывают:

распределенными, (выпадение космической пыли), локальными, (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, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности (табл. 2.1).

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу Российской Федерации

Источники выбросов

Объем выбросов тыс. т

Автотранспорт

10955

Теплоэлектростанции

4748

Металлургические предприятия

6133

Нефтяная и газовая промышленность

2699

Производства,

выпускающие

строительные

528

материалы

Химическая промышленность

454

Предприятия, перерабатывающие древесину

434

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими

атмосферу, являются:

•оксид углерода СО,

•диоксид серы,

•оксиды азота NО,

•углеводороды СНx

•пыль.

Основные источники примесей атмосферы и их ежегодные выбросы

Основные источники

Среднегодовая

Примеси

Естественные

Антропогенные

концентрация в

воздухе,

мг/кв.м

Пыль

Вулканы,

Сжигание

топлива

в

В городах 0.04 –

пылевые

бури,

промышленных

и

0.4

лесные пожары

бытовых установках

Диоксид серы

Вулканы,

Сжигание

топлива

в

В городах 1.0

окисление серы

промышленных

и

и

сульфатов

бытовых установках

морей и океанов

Оксиды азота

Лесные пожары

Промышленность,

В

автотранспорт, ТЭС

промышленных

зонах до 0.2

Оксид углерода

Лесные

пожары,

Автотранспорт,

В городах до 50

выделения

предприятия

черной

морей и океанов

металлургии, ТЭС

Летучие

Лесные

пожары,

Автотранспорт,

В

углеводороды

природный

испарения

промышленных

метан

нефтепродуктов

зонах до 0.3

Полициклические,

Автотранспорт,

В

ароматические

химические

и

промышленных

углеводороды

нефтеперерабатывающие

зонах до 0.01

предприятия

Выбросы, млн.т

Доля

Примеси

Естественные

Антропогенные

антропогенных

выбросов, %

Пыль

3700

1000

27

Оксид углерода

5000

304

5.7

Углеводороды

2600

88

3.3

Оксиды азота

770

53

6.5

Оксиды серы

650

100

13.3

Диоксид углерода

485000

18300

3.6

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.

Контроль состояния атмосферы в городах страны показал, что уровень загрязнения в 2000 г. остался весьма высоким. Максимальные концентрации загрязняющих веществ превышали 10 ПДК в 70 городах России (Братск, Иркутск, Магнитогорск,

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.

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, NO» H2S.

Из соединений азота основную долю кислотных дождей дают NO и NO2.

Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров от промышленных 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 прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека.

Прямое воздействие обычно не представляет опасности, так как концентрация кислот в атмосферном воздухе не превышает 0,1 мг/м3.

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 корнеплодах, а затем и в организме человека. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение рН питьевой воды способствует поступлению в организм человека указанных выше металлов и их соединений.

Внашей стране повышенная кислотность осадков (рН — 4…5,5) отмечается

вотдельных промышленных регионах.

Наиболее неблагополучны города Тюмень, Тамбов, Архангельск, Северодвинск,

Вологда, Петрозаводск, Омск и др.

Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной

радиации в тепловом балансе Земли. На ее долю приходится 99.8% поступающей в биосферу теплоты:

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 диапазоне излучений, а отраженная от земной поверхности —

инфракрасном (ИК).

Поэтому доля отраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества многоатомных минигазов (СО2, Н2О, СН4, О3 и др.) и пыли в ее составе. Чем выше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое простран-

ство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет парникового эффекта.

Рост концентраций минигазов в атмосфере и как следствие повышение доли теплоты ИК-излучения, задерживаемой атмосферой, неизбежно сопровождается

ростом температуры поверхности 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 островных 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.

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 с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности.

Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур,

представляют собой источник канцерогенной 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.

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, про-

должительность жизни которых достигает 100 лет.

Источниками поступления фреонов являются: холодильники при нарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованием фреонов;

бытовые баллончики для распыления различных веществ и т. п.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу возможны

следующие негативные последствия:

• превышение ПДК многих токсичных веществ

(СО,

NO2, SO2,

свинца,

бензола

и

др.)

в

городах

и

населенных

пунктах;

•образование смога;

•выпадение кислотных дождей;

•появление парникового эффекта при повышенном содержании, что

способствует повышению средней температуры Земли;

•разрушение озонового слоя, что создает опасность УФ-облучения.

2. Загрязнение гидросферы

Потребление воды в РФ в 2000 г. достигло 80 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.

Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей

промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками.

Основными источниками загрязнений являются промышленность и

сельское хозяйство.

Загрязнители делятся:

•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, медикобиологической, 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 — БКП.

БПК5 —это количество кислорода, потребляемое за 5 суток 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 бытовыми стоками.

Кним относятся:

•нефтепродукты,

•минеральные удобрения,

•тяжелые металлы и их соединения,

•пестициды,

•моющие средства.

Наиболее опасны: свинец, ртуть, кадмий.

Поступление тяжелых металлов (т/год) в Мировой океан следующее:

Сток с суш

Атмосферный

Свинец . ……………………

(1—20)х105

(2—20)х105

Ртуть ………………………….

(5—8)х103

(2—3)х103

Кадмий……………………….

(1—20)х103

(5—40)х102

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 2000 г. в водоемы страны сброшено около 60 км3 сточных вод, из них около половины загрязненных.

некоторых загрязняющих веществ (тыс. т) в сточных

водах:

Соединения меди………………………..

0,2

Соединения железа …………………

19,7

Соединения цинка……………………….

0,8

Нефтепродукты…………………………..

9,3

Взвешенные вещества ………………..

618,6

Соединения фосфора ………………

32,4

Фенолы ………………………………………

0,08

В результате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей

страны крайне загрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает 30 ПДК. Наиболее 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 загрязнения, 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.

4. Загрязнение литосферы Нарушение верхних слоев земной коры происходит при:

•добыче полезных ископаемых и их обогащении;

•захоронении бытовых и промышленных отходов;

•проведении военных учений и испытаний и т. п. ;

•в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере;

•при внесении удобрений и применении пестицидов.

Ежегодно из недр страны извлекается огромное количество горной массы,

вовлекается в оборот около 30%, а используется в производстве около 7 % объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапливается в отвалах.

Существенно загрязнение земель в результате выпадения токсичных веществ

из атмосферы. 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, диоксины, 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 пестицидов.

В последние годы многие страны стремились к сокращению применения пестицидов. Так, в США их использование сократилось на 60 %, в России на 70%, однако в 2002

г. около 30 % продуктов питания в РФ содержали концентрацию 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

тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси.

К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др.

Антропогенное воздействие на земную кору сопровождается:

• отторжением пахотных земель или уменьшением их плодоро дия; по данным ООН, ежегодно выводится из строя около 6 млн. га плодородных земель;

чрезмерным

насыщением

токсичными

веществами

растений,

что неизбежно

приводит

к

загрязнению продуктов

питания

раститель-

ного и животного происхождения; в настоящее время

до 70

%

токсич-

ного 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.

Источник: https://studfile.net/preview/4518367/

Book for ucheba
Добавить комментарий