Причины, источники, способы решения. Загрязнение гидросферы

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами приводит к появлению нефтяных пятен, что затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, минеральными и органическими удобрениями в результате сельскохозяйственного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов – обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.

Загрязнение ионами тяжелых металлов нарушает жизнедеятельность водных организмов и человека.

Кислотные дожди приводят к закислению водоемов и к гибели экосистем.

Радиоактивное загрязнение связано со сбросом в водоемы радиоактивных отходов.

Тепловое загрязнение вызывает сброс в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС, что приводит к массовому развитию синезеленых водорослей, так называемому цветению воды, уменьшению количества кислорода и отрицательно влияет на флору и фауну водоемов.

Механическое загрязнение повышает содержание механических примесей.

Бактериальное и биологическое загрязнение связано с разными патогенными организмами, грибами и водорослями.

Мировое хозяйство сбрасывает в год 1500 куб. км сточных вод разной степени очистки, которые требуют 50-100-кратного разбавления для придания им естественных свойств и дальнейшего очищения в биосфере. При этом не учитываются воды сельскохозяйственных производств. Мировой речной сток (37,5-45 тыс. куб. км в год) недостаточен для необходимого разбавления сточных вод. Таким образом, в результате промышленной деятельности пресная вода перестала быть возобновляемым ресурсом.

Рассмотрим последовательно загрязнение океанов, морей, рек и озер, а также методы очистки сточных вод.

Загрязнение океанов и морей.

Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн. т нефти и до 20% его площади уже покрыты нефтяной пленкой. В первую очередь это связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. В 1993 году в океане добыто 850 млн. т нефти (почти 30% мировой добычи). В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эти скважины пробурены на глубинах до 900 м.

Загрязнение гидросферы водным транспортом происходит по двум каналам. Во-первых, морские и речные суда загрязняют ее отходами, получаемыми в результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами в случае аварий токсичных грузов, большей частью нефти и нефтепродуктов. Энергетические установки судов (в основном дизельные двигатели) постоянно загрязняют атмосферу, откуда токсичные вещества частично или почти полностью попадают в воды рек, морей и океанов.

Нефть и нефтепродукты являются главными загрязнителями водного бассейна. На танкерах, перевозящих нефть и ее производные, перед каждой очередной загрузкой, как правило, промываются емкости (танки) для удаления остатков ранее перевезенного груза. Промывочная вода, а с ней и остатки груза обычно сбрасываются за борт. Кроме того, после доставки нефтегрузов в порты назначения танкеры чаще всего направляются к пункту новой погрузки порожними. В этом случае для обеспечения надлежащей осадки и безопасности плавания танки судна наполняются балластной водой. Эта вода загрязняется нефтяными остатками, а перед погрузкой нефти и нефтепродуктов выливается в море. Из общего грузооборота мирового морского флота в настоящее время 49% падает на нефть и ее производные. Ежегодно около 6000 танкеров международных флотилий транспортируют 3 млрд. т нефти. По мере роста перевозок нефтегрузов все большее количество нефти стало попадать в океан при авариях.

Огромный ущерб океану нанесло крушение американского супертанкера «Торри Каньон» у юго-западного побережья Англии в марте 1967 года: 120 тысяч т нефти вылилось на воду и было подожжено зажигательными бомбами с самолетов. Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережья Англии и Франции.

За десятилетие после катастрофы танкера «Торри Канон» в морях и океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. В 1978 году у французских берегов снова произошла катастрофа, еще более значительная по последствиям, чем в 1967 году. Здесь в шторм разбился американский супертанкер «Амоно Кодис». Из судна вылилось более 220 тыс т нефти, покрыв площадь 3,5 тыс. кв. км. Был нанесен огромный ущерб рыболовству, рыбоводству, устричным «плантациям», всем морским обитателям этого района. На протяжении 180 км побережье покрылось черным траурным «крепом».

В 1989 году авария танкера «Валдиз» вблизи побережья Аляски стала крупнейшей экологической катастрофой подобного рода в истории США. Огромный, с полкилометра длиной, танкер сел на мель примерно в 25 милях от берега. Тогда в море вылилось около 40 тыс. т нефти. Огромное нефтяное пятно растеклось в радиусе 50 миль от места аварии, покрыв плотной пленкой пространство 80 кв. км. Были отравлены самые чистые и богатые фауной прибрежные районы Северной Америки.

Для предотвращения подобных катастроф разрабатываются двухкорпусные танкеры. При аварии, если будет поврежден один корпус, второй предотвратит попадание нефти в море.

Происходит загрязнение океана и другими видами отходов промышленности. Во все моря мира сброшено примерно 20 млрд. т мусора (1988 год). Подсчитано, что на 1 кв. км океана приходится в среднем 17 т отбросов. Зафиксировано, что за один день в Северное море было сброшено 98 тыс. т отбросов (1987 год).

Известный путешественник Тур Хейердал рассказывал, что когда он и его друзья плыли на плоту «Кон-Тики» в 1954 году, они не уставали любоваться чистотой океана, а во время плавания на папирусном судне «Ра-2» в 1969 году он и его спутники, «проснувшись утром, увидели океан настолько загрязненным, что некуда было окунуть зубную щетку…… Из голубого Атлантический океан стал серо-зеленым и мутным, и повсюду плавали комки мазута величиной от булавочной головки до ломтя хлеба. В этой каше болтались пластиковые бутылки, будто мы попали в грязную гавань. Ничего подобного я не видел, когда сто одни сутки сидел в океане на бревнах «Кон-Тики». Мы воочию убедились, что люди отравляют важнейший источник жизни, могучий фильтр земного шара – Мировой океан».

До 2 млн. морских птиц и 100 тыс. морских животных, в том числе до 30 тыс. тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие-либо пластмассовые изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов.

ФРГ, Бельгия, Голландия, Англия сбрасывали в Северное море ядовитые кислоты, в основном 18-20%-ную серную кислоту, тяжелые металлы с грунтом и осадками сточных вод, содержащими мышьяк и ртуть, а также углеводороды, в том числе ядовитый диоксин (1987 год). К тяжелым металлам относится ряд элементов, широко применяемых в промышленности: цинк, свинец, хром, медь, никель, кобальт, молибден и др. При попадании в организм большинство металлов очень трудно выводятся, имеют свойство постоянно накапливаться в тканях разных органов, и при превышении определенной пороговой концентрации наступает резкое отравление организма.

Три реки, впадающие в Северное море, Рейн, Маас и Эльба, ежегодно приносили 28 млн. т цинка, почти 11000 т свинца, 5600 т меди, а также 950 т мышьяка, кадмий, ртуть и 150 тыс. т нефти, 100 тыс. т фосфатов и даже радиоактивные отходы в разных количествах (данные на 1996 год). С судов ежегодно сбрасывалось 145 млн. т обычного мусора. Англия сбрасывала 5 млн. т канализационных стоков в год.

В результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих нефтяные платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30000 т нефтепродуктов. Последствия этого загрязнения нетрудно видеть. Целый ряд видов, которые некогда обитали в Северном море, в том числе лосось, осетр, устрицы, скаты и пикша, просто-напросто исчезли. Гибнут тюлени, другие обитатели этого моря нередко страдают от инфекционных заболеваний кожи, имеют деформированный скелет и злокачественные опухоли. Гибнет птица, питающаяся рыбой или отравившаяся морской водой. Наблюдалось цветение ядовитых водорослей, которое привело к уменьшению рыбных запасов (1988 год).

В Балтийском море в течение 1989 года погибли 17 тыс. тюленей. Проведенные исследования показали, что ткани погибших животных буквально пропитаны ртутью, которая попадала в их организм из воды. Биологи считают, что загрязнение воды привело к резкому ослаблению иммунной системы обитателей моря и их гибели от вирусных заболеваний.

Крупные разливы нефтепродуктов (тысячи тонн) происходят в Восточной Балтике один раз в 3-5 лет, мелкие (десятки тонн) – ежемесячно. Крупный разлив поражает экосистемы на акватории в несколько тысяч гектаров, мелкий – в несколько десятков гектаров. Балтийскому морю, проливу Скагеррак, Ирландскому морю угрожают выбросы иприта – химического отравляющего вещества, созданного Германией в годы Второй мировой войны и затопленного Германией, Великобританией и СССР в 40-е годы. Свои химические боеприпасы СССР топил в северных морях и на Дальнем Востоке, Великобритания – в Ирландском море.

В 1983 году вошла в силу международная Конвенция по предотвращению загрязнения морской среды. В 1984 году государства Балтийского бассейна подписали в Хельсинки Конвенцию по защите морской среды Балтийского моря. Это было первое международное соглашение на региональном уровне. В результате проведенной работы содержание нефтепродуктов в открытых водах Балтийского моря снизилось в 20 раз по сравнению с 1975 г.

В 1992 году министрами 12 государств и представителем Европейского Сообщества была подписана новая Конвенция по охране среды бассейна Балтийского моря.

Происходит загрязнение Адриатического и Средиземного морей. Только через реку По в Адриатическое море с предприятий промышленности и сельскохозяйственных ферм ежегодно попадает 30 тыс. т фосфора, 80 тыс. т азота, 60 тыс. т углеводорода, тысячи тонн свинца и хрома, 3 тыс. т цинка, 250 т мышьяка (1988 год).

Средиземному морю грозит участь превратиться в мусорную свалку, сточную яму трех континентов. Ежегодно в море попадает 60 тыс. т моющих веществ, 24 тыс. т хрома, тысячи тонн нитратов, применяемых в сельском хозяйстве. К тому же 85% вод, сбрасываемых из 120 крупных приморских городов, не очищаются (1989 год), а самоочищение (полное обновление вод) Средиземного моря осуществляется через Гибралтарский пролив за 80 лет.

Из-за загрязнений Аральское море с 1984 года полностью потеряло рыбохозяйственное значение. Его уникальная экосистема погибла.

Владельцы химического комбината «Тиссо» в городке Минамата на острове Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, и с 50-х годов 1200 человек умерли, а 100000 получили отравление различной тяжести, в том числе психопаралитические заболевания.

Серьезную экологическую угрозу для жизни в Мировом океане и, следовательно, для человека представляет захоронение на морском дне радиоактивных отходов (РАО) и сброс в море жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Западные страны (США, Великобритания, Франция, Германия, Италия и др.) СССР с 1946 года начали активно использовать океанские глубины для того, чтобы избавляться от РАО.

В 1959 году ВМС США затопили в 120 милях от Атлантического побережья США неудачный ядерный реактор от атомной подводной лодки. По данным «Гринпис», наша страна сбросила в море около 17 тыс. бетонных контейнеров с РАО, а также более 30 корабельных атомных реакторов.

Наиболее тяжелая обстановка сложилась в Баренцевом и Карском морях вокруг ядерного полигона на Новой Земле. Там помимо бесчисленного количества контейнеров затоплено 17 реакторов, в том числе с ядерным топливом, несколько аварийных атомных подводных лодок, а также центральный отсек атомохода «Ленин» с тремя аварийными реакторами. Тихоокеанский флот СССР захоранивал ядерные отходы (в том числе 18 реакторов) в Японском и Охотском морях, в 10 местах недалеко от берегов Сахалина и Владивостока.

США и Япония сбрасывали отходы деятельности АЭС в Японское, Охотское море и Северный ледовитый океан.

Жидкие радиоактивные отходы СССР сливал в дальневосточных морях с 1966 года по 1991 год (в основном вблизи юго-восточной части Камчатки и в Японском море). Северный флот ежегодно сбрасывал в воду 10 тыс. куб. м ЖРО.

В 1972 году была подписана Лондонская конвенция, запрещающая сброс на дно морей и океанов радиоактивных и ядовитых химических отходов. К той конвенции присоединилась и наша страна. Военные корабли, в соответствии с международным правом, в разрешении на сброс не нуждаются. В 1993 году запрещен сброс ЖРО в море.

В 1982 году 3-я Конференция ООН по морскому праву приняла конвенцию по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран и народов, которая содержит около тысячи международно-правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования ресурсов океана.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1. Понятие гидросферы

2. Основные источники загрязнения гидросферы

2.1 Сброс сточных вод промышленности и коммунально-бытового хозяйства

2.2 Поступление с суши применяемых в сельском и лесном хозяйстве вредных веществ

2.3 Утечка вредных веществ, при работе транспорта и авариях

2.4 Захоронение вредных отходов в водоемах

2.5 Поступления загрязняющих веществ из атмосферы

Заключение

Список использованной литературы

В ведение

Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу - одну из мощных сфер нашей планеты. Гидросфера, литосфера, атмосфера и биосфера взаимосвязаны, проникают одна в другую и находятся в постоянном, тесном взаимодействии. Все сферы в своем составе имеют воду. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых ресурсов. Гидросфера объединяет Мировой океан, моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища, полярные и горные ледники, подземные воды, почвенную влагу и пары атмосферы.

Вода - одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы. Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода - основа всех жизненных процессов. Вода содержится во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Биомасса последних на 80-90% образована водой. Потери 10-20% воды живыми организмами приводят к их гибели.

Дефицит питьевой воды представляет большую угрозу, чем глобальное потепление. В настоящее время 2 млрд. человек, а это почти треть населения мира, не имеют приемлемого водоснабжения, и по предварительным оценкам к 2025 году эта цифра удвоится.

1. Понятие гидросфер ы

Гидросфера -- это водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и подземные воды. Общий объём воды на планете -- около 1 533 000 000 кубических километров (по измерению в 2013 г.). Масса гидросферы -- примерно 1,46·10 21 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты.

Большая часть воды сосредоточена в океане, намного меньше -- в ледниках, континентальных водоёмах и подземных водах. Солёные океанические воды составляют 96,4 % объёма гидросферы, воды ледников -- 1,86 %, подземные воды -- 1,68 %, а поверхностные воды суши -- немногим более 0,02 %.

Океаны покрывают около 71 % земной поверхности. Средняя их глубина составляет 3800 м, а максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) -- 11 022 метра. Океаническую кору слагают осадочный и базальтовый слои. В водах Мирового океана растворены соли (в среднем 3,5 %) и ряд газов. В частности, верхний слой океана содержит 140 трлн. тонн углекислого газа и 8 трлн. тонн кислорода.

Поверхностные континентальные воды занимают лишь малую долю в общей массе гидросферы, но тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.

Воду, которая находится в твёрдом состоянии (в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте), объединяют под названием криосферы. Переходы воды из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле.

Гидросфера перекрывается с биосферой по всей своей толще, но наибольшая плотность живого вещества приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые Солнцем слои, а также прибрежные зоны.

2. Основные источники загрязнения гидросферы

Основными источниками загрязнения гидросферы являются следующие:

Сброс сточных вод промышленности и коммунально-бытового хозяйства;

Поступление с суши применяемых в сельском и лесном хозяйстве веществ (удобрений, пестицидов);

Утечка веществ при работе транспорта и авариях;

Захоронение вредных отходов в водоемах;

Поступления загрязняющих веществ из атмосферы.

2.1 Сброс сточных вод промышленности и коммунально-бытового хозяйства

Наибольший вклад в загрязнение водных объектов сточными водами вносят такие отрасли промышленности, как черная и цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная и пищевая.

В зависимости от технологических особенностей производств сточные воды можно разделить на:

1. реакционные воды, загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакции;

3. воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования;

4. водные экстрагенты и абсорбенты;

5. бытовые воды из туалетов, после мытья помещений, душевых;

6. воды, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

Промышленные сточные воды могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду, что приводит к изменению естественного рН в водоемах, в которые сбрасываются эти воды.

В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов; в бытовых отходах содержание органических веществ составляет 32-40%. Эти вещества, попадая в почву, создают в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов.

В случае образования в водоемах поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды, нарушается газообмен на границе сред воздух--вода. Кроме того, загрязняющие вещества могут аккумулироваться в клетках и тканях гидробионтов и оказывать токсическое действие на них.

Поверхностные воды в промышленно развитых густонаселенных регионах подвергаются загрязнению коммунально-бытовыми и промышленными стоками, стоками сельхозпредприятий.

Например, в пределах столицы ежегодно в р. Москву станциями аэрации сбрасывается до 4·10 6 м 3 сточных вод; к ним нужно добавить 8·10 3 м 3 сточных вод, поступающих от промышленных предприятий. Всего в бассейн р. Москвы поступает 9·10 3 т загрязняющих веществ, основу которых составляют соединения азота, нефтепродукты, металлы. Все это приводит к тому, что в черте города в водах реки Москвы в 2 раза возрастает количество взвешенных частиц, в 1,5 раза увеличивается минерализация, концентрация растворенного кислорода уменьшается до 1,5-2,0 мг/л, в 5 раз увеличивается концентрация биогенных элементов, в 2 раза по сравнению с фоновым возрастает содержание металлов и нефтепродуктов. По количеству сбрасываемых в водоемы стоков в РФ лидирует Москва -- 2367-10 6 м 3 , далее следуют Санкт-Петербург -- 1519·10 6 м 3 , Ангарск -- 529·10 6 м 3 , Красноярск -- 416·10 6 м 3 , Новосибирск -- 316·10 6 м 3 .

Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, которые содержат большое количество поверхностно-активных моющих средств, также являются источниками загрязнения природных вод. Наличие в стоках поверхностно-активных моющих средств губительно сказывается на флоре и фауне. Например, 10-25 мг моющих химических средств на 1 л воды ядовиты для водной флоры. При концентрации моющих средств 1 мг/л гибнет планктон, при 3 мг/л -- дафнии, 15 мг/л -- рыбы. Кроме того, в городских сточных водах может содержаться в среднем (мг/л): 1б,9 -- калия, 0,5 -- меди; 0,5 -- свинца; 0,8 -- железа; 23,2 -- натрия; 0,2 -- цинка; 6,6 -- фосфора, 4,53 -- жиров. Разложение большого количества органических веществ в стоках приводит к дефициту кислорода и накоплению сероводорода, в результате чего со временем такие водоемы «умирают».

Большой урон природным водам наносят сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности, которая изменяет реакцию среды (pH), вносят в воду различные органические вещества, оказывающие на водные организмы токсическое воздействие, а также объединяющие природные воды кислородом, за счёт окисления.

Отрицательную роль играют сточные воды ТЭЦ за счёт того, что повышают температуру естественных водоёмов, при котором происходит более интенсивное размножение организмов, в том числе и болезнетворных.

Сильное биологическое загрязнение гидросферы происходит за счёт попадания в нее бытовых сточных вод, содержащих фекалии. Кроме того, с этими водами попадают и плохо разлагающиеся в природных условиях синтетические моющие средства (СМС).

В воды рек и озер поступают ливневые и паводковые стоки с городских территорий, загрязнённые солями и бытовыми отходами. В водах морей плаваютсотни тысяч предметов, которые не разрушаются в природной среде (стеклянные бутылки и ёмкости, изготовленные из искусственных полимеров и др. предметов).

Значительное засорение и загрязнение оказывает молевой сплав леса, так как массы плывущего леса наносят рыбам ранения, преграждают им путь нерестилищам; за счет эктрамирования веществ, содержащихся в древесине, происходит загрязнение воды этими веществами.

Загрязнения, поступившие в воду, могут попадать через пищевыу цепи, особенно через рыбу, в организм человека. Впечатляющий пример опасности, который подвергает здоровье и жизнь человека из-за загрязнения воды, представляет так называемый болезнь Минаматы. На берегах бухты Минамата, на юге Японии, раньше считавшейся «Морским садом» благодаря богатству и разнообразию морских организмов, в 1956 г. Впервые отметили ранее неизвестную болезнь. Она выражалась в нарушении зрения, слуха и осязания у человека, а также в отключениях его поведения. До конца 1972 г. Обнаружилось 292 случая болезни, из них 62 закончились смертью. Лишь в 1969 удалось окончательно доказать, что причина заболевания - соединения метилртуть, которые многие годы поступало в бухту со сточной канавы водами фабрики «Ниппон чиссо» («Японский азот»). Ядовитое вещество попадало с мелкими морскими организмами и мелкой рыбой к более крупным рыбам, которые вылавливались местными жителями и использовались в пищу. Болезнь поражала преимущественно бедных рыбаков, которые питались ежедневно рыбой.

Вредные вещества из загрязненных водоемов могут попадать в наш организм не только по пищевой цепи. Вредным может оказаться купание в сильно загрязненных озерах, реках и морях.

2.2 Поступление с суши применяемых в сельском и лесном хозяйстве вредных веществ

Из отраслей сельского хозяйства интенсивно загрязняет водоемы растениеводство, благодаря применению удобрений и пестицидов. Около четверти азотных удобрений, треть калийных и 4% фосфорных удобрений попадает в водоемы. Если в незагрязненных реках средний уровень содержания нитратов составляет 100 мг/л, то в Западной и Центральной Европе - 4500 мг/л, концентрация фосфора в реках этого региона в 2,5 раза выше, чем в незагрязненных водоемах. Возрастание концентрации биогенов приводит к эвтрофикации водоемов. Эвтрофирование (эвтрофикация) - повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных или природных факторов (Н.Ф.Реймерс). Биогенные элементы - это химические элементы, необходимые для поддержания жизни. Например, повсеместно в Европе наблюдается эвтрофикация поверхностных вод. Анализ проб воды показал, что в 8-28% проб отмечено повышенное содержание нитратов, превышающее национальные нормы. В грунтовых водах такие превышения содержат в 4-18% проб, в частных колодцах - в 11% проб, в системах коммунального водоснабжения в 0-2,8% проб.

При эвтрофикации увеличивается количество сине-зеленых водорослей, уменьшается количество О2 и возрастает СО2 и СН4, происходит вторичное загрязнение водоемов токсическими веществами (которое выделяют сине-зеленые водоросли), увеличивается растворимость карбонатов, что вызывает гибель кораллов и других скелетных форм бентоса. В результате эвтрофикации водоемов происходит изменение видового состава рыб в следующей последовательности: лососевые - сиговые - корюшковые - окуневые - карповые. При этом более ценные рыбы заменяются менее ценными.

На экологическое состояние водоемов влияет животноводство. Свиноводческий комплекс на 100 тысяч голов может загрязнять реку так же, как город с полумиллионным населением. Навоз и навозные стоки, попадая в поверхностные и грунтовые воды, вызывают:

1. загрязнение воды патогенными и другими микроорганизмами, яйцами гельминтов; загрязнение гидросфера отход сточный

2. насыщение воды органическими веществами;

3. насыщение воды азотистыми и другими веществами (нитратами, нитритами, фосфором);

4. обсеменение рыб и других водных животных микроорганизмами.

Сточные воды животноводческих комплексов содержат много бактерий кишечной группы, которые живут длительное время: сальмонеллы - 2,5 года, микроорганизмы туберкулеза - 475 дней и др.

2.3 Утечка вредных веществ при работе транспорта и авариях

Большое загрязняющие воздействие на природные воды оказывает водный транспорт , как за счет выбрасывания в них отходов бытовой и производственной деятельности, так и за счёт утечки топлива и коррозионных процессов на судах. За счёт попадания в пресные воды различных химических соединений, эти воды теряют свои потребительные качества, требуют больше затрат на свою очистку.Основным источником энергии на водном транспорте являются нефтепродукты, которые используют в качестве топлива и смазочных материалов. Их использование сопровождается потерями в виде утечек из топливных и масляных систем, мелких разливов при ремонтных работах, случайных разливах при замене смазки, очистке фильтров. Нефтяные отходы обычно скапливаются в льялах, где перемешиваются с водой, которая также попадает в льяла в связи с утечками из водяных систем. Льяльные воды периодически удаляют с судов. Неочищенные льяльные воды являются одним из источников загрязнения моря. Морскую воду используют на судах для мойки грузовых и производственных помещений, механизмов и устройств. В этом случае также возможно загрязнение моря, так как воды или водные растворы препаратов, используемые для мойки при сбросе в море, могут содержать самые разнообразные вещества в разных концентрациях и сочетаниях.

Танкеры в балластном переходе для обеспечения безопасности плавания вынуждены принимать забортную воду как балласт в освобожденные от нефти «грязные» грузовые танки.

По прибытии в порт загрузки необходимо опорожнить грузовые танки от водяного балласта для приема в них новой партии груза. Если в порту имеются специальные сооружения для приема от танкеров нефтесодержащих балластных вод, то для экипажа танкера обычно не возникает проблем.

Если же судно следует в порт загрузки, где нет береговых приемных сооружений, то экипаж танкера в процессе балластного рейса вынужден проделать ряд операций по последовательной очистке и мойке ряда грузовых танков, чтобы в результате последующей перебалластировки прибыть в порт загрузки имея в отмытых грузовых танках условно «чистый» балласт забортной воды, который можно было бы беспрепятственно слить за борт.

Льяльные воды судов, а также балластные воды нефтяных танкеров являются одним из факторов загрязнения гидросферы нефтью. Отсутствие специальных сооружений для приема льяльных и балластных вод в отдельных портах усложняют процесс эксплуатации судов.

Запас качественных пресных вод на Земле постоянно сокращается. Большой урон гидросфере наносят аварии на предприятиях, находящихся на берегах рек.

Один из опаснейших загрязнителей водоёмов является нефть. Установлено, что в мировом океане поступает 1% от всей транспортируемой нефти. Одна тонна нефти покрывает тончайшей плёнкой 12 кв. км. поверхности, делая ее непригодной для жизнедеятельности планктона. Легкие фракции нефти образуют подвижную плёнку, средние (по массе) - взвешенную эмульсию, а тяжёлые (мазут) - оседают на дно и токсически воздействуют на бентосные формы водных организмов. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т нефти. Загрязняют поверхность танкеры, содействует загрязнению и утечка нефти при подводном бурении. В период между 1973-1984 годами в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12000 случаев загрязнения вод нефтью. В период между 1970-1982 годами в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров и 17000 второстепенных случаев разлития нефти. Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловливается неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах деятельности. Только 1 т нефти способна покрыть до 12 км2 поверхности моря. А нефтяная плёнка нарушает все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает, но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому.

Автомобильная дорога - комплекс сооружений и устройств, который обеспечивает движение автотранспортных потоков (АТП). Сооружение и эксплуатация автомобильных дорог связаны с серьезными вредными воздействиями на окружающую среду. Эти воздействия имеют комплексный характер, как от АТП, так и от элементов инфраструктуры автомобильной дороги, связанный с природными экосистемами и близлежащей жилой застройкой.

Опаснейшими загрязнителями гидросферы являются радиоактивные вещества, попадающие в воды океана при авариях подводных лодок с ядерными боеголовками, за счет аварии ядерных реакторов и в результате подводных ядерных взрывов. К сожалению, воды океана используются для захоронения вредных отходов, в том числе и ядерных. Вещества, обладающие радиоактивностью опасны тем, что их отрицательное воздействие носит долговременные характер, приводит к появлению уродств вследствие мутаций и т.д.

2.4 Захоронение вредных отходов в водоемах

Одним из наиболееэкономичных способов размещения отходов жизнедеятельности человека является их захоронение в океане и его морях. Общий тоннаж морского захоронения, который реализуется вывозом судов, составляет более 100 млн. тонн. Основную массу (около 80 %) этих отходов представляют грунты, вынутые при дноуглубительных работах, 10 % - отходы промышленности, 9 % - отстой сточных вод, все остальное - это строительный мусор, взрывчатые вещества и радиоактивные отходы.

Морские воды загрязняются в результате захоронения различных отходов, удаления нечистот и мусора с кораблей, при исследовании дна морей и океанов и особенно в результате различных аварий. В Тихий океан, например, ежегодно сбрасывается около 9 млн т отходов, а в воды Атлантики -- свыше 30 млн т.

Длительное время океан был местом захоронения твердых отходов больших городов, расположенных на побережье. Шламы канализации, кислотные и промышленные отходы и взрывчатые вещества сбрасывались и продолжают сбрасываться в море.

В 1971-1983 гг. отходы военной и атомной промышленности регулярно топили Бельгия, Великобритания, Нидерланды, Франция и Швейцария, эпизодически -- Япония, Новая Зеландия, Италия, ФРГ, Швеция, Ю.Корея. Особенно значителен вклад Великобритании, которая сбросила 76,6% всех захоронений РАО (без учета СССР). По данным МАГАТЭ, с 1949 по 1982 г. в 15 местах Северной Атлантики, Ла-Манша, Бискайского залива и Канарских островов она провела 34 захоронения ТРО с общей активностью 949 тыс. Кроме того, предприятия ее атомной промышленности широко практиковали сброс ЖРО в Ирландское море. В целом английские и французские атомные заводы загрязнили радиоактивными элементами практически всю Северную Атлантику, особенно Северное, Норвежское, Гренландское, Баренцево и Белое моря. Только за 1967-1982 гг. в Атлантике оказалось более 188 тыс. контейнеров массой почти 95 тыс. брутто-тонн, содержавших 1 млн 222 тыс.

Примерно 95 тыс. т таких отходов с общей активностью около 1 10е Ки было сброшено в контейнерах или слито с судов в Атлантический океан. Жидкие и твердые отходы с активностью около 2,2 106 Ки были сброшены также в Карское море. В число источников радиоактивного загрязнения Карского моря вошли 16 реакторов ледокола «Ленин».

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение вредных веществ. Объем таких захоронений составляет около 10% всей массы, загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для использования морей и океанов в качестве полигонов для захоронения различных отходов послужила способность морской воды к переработке большого количества органических и неорганических веществ. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому такой подход можно рассматривать как вынужденную меру, подтверждающую несовершенство технологий по переработке и уничтожению отходов производства и потребления. В дополнение к сказанному отметим, что в результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечек нефти при добыче ее в шельфовой зоне ежегодно в воды Мирового океана попадает до (10...15)- 10е т нефти. Каждая 1 т нефти покрывает тонкой пленкой примерно 12 км2 поверхности и загрязняет до 1 млн т морской воды.

2. 5 Поступления загрязняющих веществ из атмосферы

Атмосферные осадки -- это вода во всех видах твердой и жидкой фазы, которую получает земная поверхность в виде дождя, снега, града или сконденсировавшейся на поверхности различных тел росы. В целом атмосферные осадки являются одним из важнейших абиотических факторов, существенно влияющих на условия существования живых организмов. Кроме того, атмосферные осадки определяют миграцию и распространение различных, в том числе и загрязняющих веществ в окружающей среде. В общем круговороте влаги наиболее подвижны именно атмосферные осадки, так как объем влаги в атмосфере оборачивается 40 раз в году.

Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу, участвуют в глобальной атмосферной циркуляции. Осаждение атмосферных загрязняющих веществ на поверхность водных объектов приводит к их загрязнению.

За исключением сырой нефти, все загрязняющие вещества поступают в Мировой океан в значительной мере через атмосферу. Ежегодно сжигается и выбрасывается в атмосферу свыше 109 тонн твердых, паро- и газообразных соединений. В атмосферных аэрозолях и выпадениях на океан обнаружены в заметных количествах такие продукты как ДДТ, полихлорированные бифенилы, ртуть, свинец, зола.

Важное место в круговороте веществ в окружающей среде занимают атмосферные процессы. В первую очередь это касается круговорота кислорода, углерода, азота и серы. Атмосфера - наиболее подвижная часть биосферы, в силу чего воздействие на нее множества рассредоточенных источников загрязнения зачастую приобретает глобальный характер. Попадающие в атмосферу загрязняющие вещества разносятся потоками воздуха на большие расстояния, осаждаются на сушу, попадают в водоемы - происходит рассеяние загрязнителей на большие территории. К тому же продукты трансформации первично выбрасываемых в атмосферу веществ могут оказаться гораздо более опасными, чем сами выбросы.

Источником загрязнения природных вод являются атмосферные воды, несущие в себе вымываемые из воздуха загрязняющие вещества промышленного происхождения. При стекании по поверхности земли атмосферные и талые воды увлекают за собой органические и минеральные вещества из почвы. В первую очередь это касается территорий санитарно-неблагоустроенных населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов и угодий, особенно в период весеннего паводка, что приводит к сезонному ухудшению качества питьевой воды.

Заключение

Загрязнение - видимое или невидимое, на суше, воздухе или воде - является в настоящее время нежелательной, но так хорошо знакомой частью нашей жизни. Загрязнение может быть описано как внесение человечеством веществ или материалов, которые ухудшают качество окружающей среды. Эти вещества вносятся в окружающую среду человеком, а не в результате естественных высачиваний нефти или извержений вулканов. Многие вещества являются синтетическими веществами, чуждыми, а поэтому опасными для нас и других организмов.

Воздействие человека на живые ресурсы биосферы, в том числе Мирового океана, в наше время не ограничивается только изъятием биопродукции, культивированием и изменением состава и численности популяций. На протяжении последних десятилетий особенно быстро нарастает и расширяется влияние индустриализации и урбанизации современного общества, интенсификации и химизации сельского хозяйства и иных атрибутов научно-технического прогресса, которые сопряжены с загрязнением биосферы и появлением новых экологических факторов. Особое место в этой сложной и многоплановой проблеме занимают вопросы загрязнения Мирового океана. Многие, если не большинство, из токсических веществ, вышедших из-под контроля человека на суше, попадают в конечном счете в морскую среду, создавая ситуацию локального, регионального или глобального загрязнения морей и океанов.

За последнее время большую тревогу вызывает загрязнение морей и Мирового океана в целом (фоновое загрязнение). Глобальное (фоновое) загрязнение гидросферы определяется главным образом атмосферным переносом и выведением загрязняющих веществ из атмосферы. За исключением сырой нефти, все загрязняющие вещества поступают в Мировой океан в значительной мере через атмосферу. Ежегодно сжигается и выбрасывается в атмосферу свыше 109 тонн твердых, паро- и газообразных соединений. В атмосферных аэрозолях и выпадениях на океан обнаружены в заметных количествах такие продукты как ДДТ, полихлорированные бифенилы, ртуть, свинец, зола.

Загрязнение является причиной гибели морских животных, ракообразных и рыб, водоплавающих птиц, тюленей. Известны случаи гибели около 30 тыс. морских уток, массовой гибели морских звезд в начале 1990-х в Белом море. Нередки случаи закрытия пляжей в связи с опасными концентрациями загрязняющих веществ в морской воде.

К сожалению, сохранить в широких масштабах неприкосновенность и первозданное состояние природных вод при современных темпах развития общества и научно-технического прогресса практически невозможно, поскольку деятельность человека глубоко затрагивает все звенья биосферы, в том числе и гидросферу. Логика развития жизни на Земле определяет деятельность человека как главный фактор, причем биосфера может существовать без человека, но человек не может существовать без биосферы. Фактором существования биосферы является чистая вода. Следующие поколения не простят нам то, что мы лишили их возможности наслаждаться первозданной природой. Сохранить гармонию человека и природы - основная задача, которая стоит перед настоящим поколением. Это требует изменения многих ранее сложившихся представлений о соизмерении человеческих ценностей. Необходимо развитие у каждого человека «экологического сознания», которое будет определять выбор вариантов технологий, строительства предприятий и использования природных ресурсов.

Список использованной л итератур ы

1. Михайлов В.Н. Гидрология: учебник для вузов / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский, С.А. Добролюбов. -- 2-е изд., испр. -- М.: Высш. школа, 2007. -- 463 с. -- ISBN 978-5-06-005815-4.

2. Журнал «Зеленые здания», выпуск №1 от 2014 года;

3. Голубятников Н.И. Защита водоемов от загрязнения при судоходстве. - Одесса: Феникс, 2009. - 424с.

4. Опасные промышленные отходы. Кувыкин Н.А., Бубнов А.Г., Гриневич В.И. (2009, 148с.)

5. Промышленная экология. Алябышева Е.А. и др. (МарГУ; 2010, 110с.)

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

презентация , добавлен 24.02.2016

Основные источники загрязнения атмосферы в сульфат-целлюлозном производстве. Метрологический учет сточных вод. Содержание пылевого уноса в дымовых газах. Основные источники загрязнения гидросферы. Сбросы в реки и почву. Применение гидролизного лигнина.

реферат , добавлен 17.02.2011

Технология плазменной резки. Источники опасных и вредных производственных факторов при выполнении плазменной резки. Характеристика загрязняющих веществ. Определение годового выброса вредных веществ. Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды.

контрольная работа , добавлен 16.01.2013

Качество питьевой воды, доступ к чистой воде городского и сельского населения. Основные пути и источники загрязнения гидросферы, поверхностных и подземных вод. Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды. Методы и способы очистки сточных вод.

презентация , добавлен 18.05.2010

Человек и окружающая среда: история взаимодействия. Физические, химические, информационные и биологические загрязнения, нарушающие процессы круговорота и обмена веществ, их последствия. Источники загрязнения гидросферы и литосферы в Нижнем Новгороде.

реферат , добавлен 03.06.2014

Загрязнение атмосферы. Виды загрязнения гидросферы. Загрязнение океанов и морей. Загрязнение рек и озер. Питьевая вода. Актуальность проблемы загрязнения водоемов. Спуск сточных вод в водоемы. Методы очистки сточных вод.

реферат , добавлен 06.10.2006

Общая характеристика проблемы загрязнения гидросферы отбросами производственной деятельности. Рассмотрение основных источников загрязнения. Изучение механических, физических и биологических способов очистки сточных вод. Описание последствий загрязнения.

презентация , добавлен 09.11.2015

Изучение теории о происхождения жизни на Земле. Проблема загрязнения Мирового океана нефтепродуктами. Сброс, захоронение (дампинг) в море различных материалов и веществ, отходов промышленности, строительного мусора, химических и радиоактивных веществ.

презентация , добавлен 09.10.2014

Промышленные источники загрязнения биосферы. Классификация вредных веществ по степени воздействия на человека. Санитарно-эпидемическая ситуация в городах. Недостатки в организации обезвреживания и утилизации твердых, жидких бытовых и промышленных отходов.

контрольная работа , добавлен 07.10.2009

Основные пути загрязнения гидросферы Земли. Источники засорения поверхностных, подземных вод, рек, озер и мирового океана. Методы их очистки и охраны от истощения. Проникновение вредных веществ в круговорот воды. Изучение способов самоочищения водоемов.

Уровень загрязнения рек, озер, морей и океанов с каждым годом возрастает. Особую и едва ли не самую серьезную роль в загрязнении водных объектов играет сброс отработанных промышленных вод. Они загрязняют более 1/3 всего речного стока. Например, в США за 70 лет загрязненность рек выросла в 10 раз, что привело к запрещению купания в реке Миссисипи и ее притоках. Не лучшим образом обстоит дело и с водоемами, расположенными в Европейской части России. Так, концентрация аммонийного и нитритного азота увеличилась в 1,5 раза, количество взвешенных и органических веществ достигает от 2 до 12 ПДК, содержание фенолов -- от 10 до 41 ПДК, тяжелых металлов -- от 8 до 24 ПДК.

В зависимости от технологических особенностей производств сточные воды можно разделить на:

1. реакционные воды, загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакции;
2. воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах;
3. воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования;
4. водные экстрагенты и абсорбенты;
5. бытовые воды из туалетов, после мытья помещений, душевых;
6. воды, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

Нефть и нефтепродукты, попадая в водоемы, создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается кол-во кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды.

Еще одним источником загрязнения природных вод являются атмосферные воды, несущие в себе вымываемые из воздуха загрязняющие вещества промышленного происхождения. При стекании по поверхности земли атмосферные и талые воды увлекают за собой органические и минеральные вещества из почвы. В первую очередь это касается территорий санитарно неблагоустроенных населенных пунктов, сельскохозяйственных объектов и угодий, особенно в период весеннего паводка, что приводит к сезонному ухудшению качества питьевой воды.

Большое значение для организации водопотребления и водопользования имеет состояние подземных вод, которое может нарушаться проведением мелиоративных и гидротехнических работ, строительством городов и поселков, сооружением и эксплуатацией шахт и рудников. В результате уровень грунтовых вод может меняться на обширных территориях. Так, в районе Курской магнитной аномалии осуществление работ в местах добычи полезных ископаемых вызвало появление депрессионных воронок, а затем заметное изменение водного режима и характера растительности на расстоянии 50-60 км от карьеров. Интенсивная откачка из глубин нефти, газа или воды может повлечь за собой оседание почвы на больших территориях, изменение путей подземных потоков и их скоростей, что может привести к разрушению первичных структур. Кроме того, откачка подземных вод из шахт, рудников и карьеров и сброс их на поверхность ведут к загрязнению рек и водоемов.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение вредных веществ. Объем таких захоронений составляет около 10% всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для использования морей и океанов в качестве полигонов для захоронения различных отходов послужила способность морской воды к переработке большого количества органических и неорганических веществ. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому такой подход можно рассматривать как вынужденную меру, подтверждающую несовершенство технологий по переработке и уничтожению отходов производства и потребления. В результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечек нефти при добыче ее в шельфовой зоне ежегодно в воды Мирового океана попадает до 15-106 т нефти. Каждая 1 т нефти покрывает тонкой пленкой примерно 12 км2 поверхности и загрязняет до 1 млн т морской воды.

Особо следует остановиться на захоронении в морях и океанах радиоактивных отходов. Захоронение радиоактивных отходов (РАО) в море рассматривается как изоляция этих опасных веществ от среды обитания человека на период, достаточный для физического распада радионуклидов. Захоронение жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и твердых радиоактивных отходов (ТРО) осуществлялось многими странами, имеющими атомный флот и атомную промышленность. Первые захоронения РАО в морях были произведены в 1946 г США в северо-восточной части Тихого океана на расстоянии 80 км от побережья Калифорнии. С 1947 г сбросы стали производиться Великобританией и др. До 1983 г практиковался сброс ТРО в открытое море. Однако, установлено, что морская вода способна разъедать контейнеры, их опасное содержимое распространяется в воде. Последствия радиоактивного загрязнения от неправильного захоронения отходов сказались в Ирландском море, где радиоактивными изотопами были заражены планктон, рыбы, водоросли, а также пляжи.

Загрязнение водоемов характеризуется следующими признаками: появление плавающих веществ на поверхности воды и отложение на дне осадка; изменение физических свойств воды, как-то: прозрачности и цветности, появление запахов и привкусов; изменение химического состава воды (реакции, количества органических и минеральных примесей, появление ядовитых веществ и др.), уменьшение растворенного в воде кислорода; изменение видов и количества бактерий и появление болезнетворных бактерий за счет поступления их со сточными водами.

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирания внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 ч остается не более 50% бактерий, через 96 ч - 0,5%. Процесс бактериального самоочищения сильно замедляется зимой, так что через 150 ч сохраняются еще до 20% бактерий.

Чтобы обеспечить самоочищение загрязненных вод, необходимо их многократное разбавление чистой водой.

Если же загрязнения настолько велики, что самоочищение воды не происходит, существуют специальные методы и средства для ликвидации загрязнений, поступающих со сточными водами.

В промышленности - это главным образом строительство цеховых и общезаводских сооружений по очистке сточных вод, совершенствование технологического процесса производства и строительство утилизационных установок для извлечения ценных веществ из сточных вод.

На речном транспорте наибольшее значение имеет борьба с потерями нефтепродуктов при погрузке, выгрузке и транспортировке на судах речного флота, оборудование судов емкостями для сбора загрязненных вод.

При лесном сплаве основными методами борьбы с засорением рек является строгое соблюдение технологии сплава леса, очистка русел рек от затонувшей древесины, прекращение молевого сплава леса на реках, имеющих рыбохозяйственное значение.

Темпы развития индустрии сегодня настолько высоки, что одноразовое использование для производственных нужд запасов пресной воды - недопустимая роскошь.

Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью решит проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных технологий потребует определенного времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения.

При строительстве новых предприятий на отстойники, аэраторы, фильтры уходит иногда четверть и более капиталовложений. Сооружать их, конечно, необходимо, но радикальный выход в коренном изменении системы водопользования. Надо перестать рассматривать реки и водоемы как мусоросборники и перевести промышленность на замкнутую технологию.

При замкнутой технологии предприятие использованную и очищенную затем воду возвращает в оборот, а из внешних источников только пополняет потери.

Во многих отраслях промышленности до недавних пор сточные воды не дифференцировались, объединялись в общий поток, локальные сооружения очистки с утилизацией отходов не строились. В настоящее время в ряде отраслей промышленности уже разработаны и частично реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что значительно снизит удельные нормы водопотребления.

Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов происходит с нарастающей скоростью, так как в водоемы поступает огромное количество взвешенных и растворенных веществ (неорганических и органических).

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

Атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.

Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая промышленности.

С развитием промышленности и увеличением потребления воды растет и количество жидких отходов - сточных вод. Еще в 60-х годах ежегодно в мире образовывалось около 700 млрд. м 3 сточных вод. Примерно 1/3 из них - промышленные сточные воды, загрязненные различными веществами. Только половина промышленных жидких отходов подвергалась очистке тем или иным методом. Другая половина сбрасывалась в водоемы без какой-либо очистки.

При технологических процессах появляются следующие основные виды сточных вод:

Реакционные воды, образующиеся в процессе реакций с выделением воды. Эти воды загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции.

Промывные воды - воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования, маточные водные растворы.

Водные экстрагенты и абсорбенты.

Охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения.

Бытовые воды - воды столовых, прачечных, душевых, туалетов, воды после мытья помещений и т. д.

Атмосферные осадки, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

Источники загрязнения литосферы

Наиболее сильно подвергается загрязнению верхний слой литосферы - почва. В почве протекают различные физические, химические и биологические процессы, которые в результате загрязнений нарушаются. Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Существует следующее подразделение источников загрязнения почвы:

Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественных учреждений: больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др.

Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия, при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола, фенола; фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки - обычные отходы целлюлозно-бумажного производства.

Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, окислов серы, в конечном итоге оказывающихся в почве.

Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков.

Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхность почвы или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также оказываются в почве, вовлекаются в природные круговороты, связанные с пищевыми цепями.

Самоочищение почв практически не происходит или происходит очень медленно. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.

Классификация загрязнений окружающей среды

С целью выбора метода очистки и снижения экологической нагрузки на окружающую природную среду используется следующая классификация загрязнений.

Загрязнения подразделяются на две основные группы: материальные (вещества), включающие в себя механические, химические и биологические загрязнения, и энергетические.

Материальные загрязнения

Объединение механических и химических загрязнений в одну группу обусловлено тем, что большая часть веществ оказывает на окружающую среду оба рода воздействий. Более того, некоторые виды загрязнений, например, радиоактивные отходы, могут быть отнесены как к материальным, так и к энергетическим загрязнениям.

В основу классификации материальных загрязнений положена среда распространения загрязнений (атмосфера, гидросфера, литосфера), их агрегатное состояние (газообразные, жидкие, твердые), применяемые методы обезвреживания, а также степень токсичности загрязнений.

Следует отметить, что если, например, для химической промышленности характерны токсичные, т.е. ядовитые, отходы, то для машиностроительной промышленности, включая металлообработку - отходы химически инертные и поэтому нетоксичные, например углекислый газ и абразивные материалы. Однако необходимо помнить, что абсолютно безвредных отходов не существует. Так, углекислый газ при больших концентрациях снижает в воздухе относительное содержание кислорода, абразивная пыль, попадая на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей и раздражая их, может привести к серьезным заболеваниям.

В соответствие с классификацией материальные промышленные загрязнения окружающей среды можно разбить на выбросы в атмосферу, сточные воды и твердые отходы.

Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу установлена ГОСТ 17.2.1.01 -76. Согласно этому стандарту выбросы в воздушный бассейн в зависимости от состава вредных веществ классифицируются по агрегатному состоянию этих веществ (газо- и парообразные, жидкие, твердые и смешанные выбросы) и по массовому выбросу, т.е. массе веществ, выбрасываемых в единицу времени (тонн в сутки). По химическому составу выбросы делятся на группы, а в зависимости от размера частиц - на подгруппы.

В условиях машиностроения и металлообработки наибольшее значение, с точки зрения загрязнения воздушного бассейна, имеют разнообразные пыли - взвешенные в воздухе частицы твердых веществ.

Газ или воздух, в которых неопределенно долгое время находятся во взвешенном состоянии пыль или капельки жидкости, называют аэродисперсной системой - аэрозолем. В аэрозоли пыль или частицы жидкости представляют собой дисперсную фазу, а газ или воздух - дисперсионную среду.

Физико-химические свойства промышленной пыли зависят, в основном, от ее природы, т.е. материала или вещества, из которого она образовалась, а также от механизма ее образования (измельчение, сгорание и т.д.).

Промышленные пыли образуются в процессах:

дробления и истирания - аэрозоли дезинтеграции;

испарения с последующей конденсацией в твердые частицы - аэрозоли конденсации;

горения с образованием в воздухе твердых частиц - продуктов неполного сгорания топлива (дымы).

Механизм образования пыли влияет, в основном, на ее дисперсный состав.

Аэрозоли в большинстве случаев полидисперсны, т.е. содержат частицы различного размера. Исключение составляют возгоны - пыли, образующиеся в газах при конденсации паров веществ и в процессе химических реакций газообразных компонентов. Возгоны могут представлять собой монодисперсные системы с размерами частиц менее 1 мкм.

Структура пыли, т.е. форма ее частиц, зависит как от природы пыли, так и от механизма ее образования. По структуре пыль может быть:

аморфной - пылинки округлой формы;

кристаллической - пылинки с острыми гранями;

пластинчатой - пылинки в виде слоистых пластин;

волокнистой - пылинки удлиненной формы и т.д.

Жидкие выбросы в атмосферу (туманы) представляют собой аэрозоли, образованные мельчайшими капельками распыленных жидкостей (кислот, масел и др.).

Газообразные и парообразные выбросы, т.е. загрязняющие атмосферу вещества в виде примесей газов или паров, обладают дисперсностью, достигшей молекулярного уровня.

Паром называется вещество в газообразном состоянии, когда возможно равновесие с тем же веществом в жидком или твердом состоянии, т.е. при t и р ниже критических.

Если собственно газообразные загрязнения (сернистый газ, окись углерода и т.д.) образуются чаще всего в процессе горения, то парообразные примеси (например, углеводороды) являются результатом процесса испарения. Отметим, однако, что различия между газом и паром в известной мере условно. Так, двуокись углерода принято при любой t называть углекислым газом, а воду в газообразном состоянии - водяным паром.

Основными физико-химическими характеристиками газообразных загрязнений в воздухе являются их химический состав и плотность, а парообразных веществ - летучесть, т.е. скорость испарения при данной температуре, упругость или давление пара и температура кипения. Газо- и парообразные выбросы в атмосферу могут быть неорганического, органического или смешанного происхождения.

Массовая концентрация всех видов выбросов измеряется в мг/м 3 или г/м 3 при нормальных условиях, т.е. при t = 20 ° С р = 760 мм рт.ст.

Производственными сточными водами называется воды, использованные промышленными предприятиями и подлежащие очистке от вредных примесей.

Загрязнения стоков разнообразны по дисперсности и агрегатному состоянию. Они могут присутствовать в сточных водах в виде химических растворов (размеры частиц порядка 10 -8 см, что соответствует размерам атомов и небольших молекул), в виде коллоидных растворов (с размерами частиц от 10 -7 до 10 -5 см) и в виде грубодисперсных систем (с частицами размером более 10 -5 см). К последним относятся эмульсии нерастворимых в воде жидкостей (например, масел), взвешенных в виде более или менее мелких капелек, и суспензии - взвеси твердых частиц, размеры которых могут достигать нескольких миллиметров. Дисперсность взвесей часто определяется гидравлической крупностью их частиц и представляет собой скорость оседания (или всплывания) в спокойной воде, мм/с.

Производственные сточные воды характеризуются рядом параметров - количеством и физико-химическими свойствами растворенных, эмульгированных и взвешенных веществ, степенью их токсичности, жесткостью (свойством, обусловленным присутствием в стоках растворенных солей кальция и магния), щелочностью, кислотностью, органолептическими характеристиками (запах, цвет, привкус) и т.д.

Массовая концентрация загрязнений в стоках измеряется в миллиграммах или граммах на м 3 .

Важной характеристикой сточных вод является водородный показатель рН. Величина рН характеризует степень кислотности водных растворов. Химически нейтральные стоки имеют нейтральную реакцию (рН = 7,0). Меньшее или большее значение рН указывает собственно на кислую или щелочную реакцию сточных вод.

Производственные сточные воды подразделяются на условно-чистые (оборотные) и грязные.

Условно-чистыми, как правило, являются воды от охлаждения технического оборудования, компрессоров и т.д. Эти воды охлаждаются в заводских прудах или градирнях, очищаются от механических загрязнений и масел и затем возвращаются в производство при ограниченной добавке свежей воды. Химический состав таких вод зависит от их назначения, а также от качества использованной для систем водооборота воды и от организации технологического процесса.

Грязные сточные воды, как по количеству, так и по составу различны не только для разных производств, но и для цехов, и отдельных установок одного и того же предприятия. Например, стоки гальванического цеха машиностроительного завода резко отличаются от стоков кузнечного или механического цехов.

Для рационального выбора метода обезвреживания, производственные сточные воды классифицируются по:

происхождению содержащихся в них веществ (органические, неорганические, смешанные);

их концентрации;

физическим свойствам (температура кипения, температура плавления, температура разложения) и т.п.

Промышленные твердые отходы делятся на два основных вида: токсичные и нетоксичные.

Их можно так же классифицировать на металлические, неметаллические и комбинированные. Неметаллические отходы подразделяющем на химически инертные (отвалы пустой породы, зола и т.д.) и химически активные (резина, пластмассы и т.д.). К комбинированным отходам относится всевозможный промышленный и строительный мусор.

Основная масса твердых отходов машиностроения и металлообработки нетоксична. Это, главным образом, металлические отходы, а также окалина, шлаки, зола, отходы дерева, пластмасс, резины, тара, всякого рода мусор. Примерами токсичных твердых отходов могут служить шламы гальванических цехов и травильных участков.

Энергетические загрязнения

Энергетические загрязнения окружающей среды включают в себя промышленные тепловые выбросы, а также все виды воздействующих на биосферу излучений и электромагнитных полей.

Тепловое загрязнение биосферы является следствием конвективного и радиационного теплообмена между нагретыми выбросами или технологическими установками - источниками теплоты и окружающей средой, и проявляется в повышении температуры атмосферного воздуха, воды или почвы. В большей или меньшей степени оно присуще всем производствам.

Особенно важным является воздействие на биосферу тепловых выбросов в водоемы. Они могут заметно нарушить водный режим и нанести ущерб флоре и фауне, но в определенных условиях они могут сыграть и положительную роль. Так, воды, использованные для охлаждения тепловыми станциями, можно применять в рыбоводческих целях, создавая в водоемах желаемый температурный режим и тем самым увеличивая их продуктивность.

Шум, вибрация и ультразвук представляют собой волнообразно распространяющиеся периодические колебательные движения частиц упругой среды (газообразной, жидкой и твердой). Они различаются по частоте колебаний и характеру восприятия их человеком..

Колебания с частой 16-20 000 Гц, передаваемые через газообразную среду, производят звуки и шумы (беспорядочные сочетания звуков различной частоты и интенсивности) воспринимаются органами слуха.

Колебания с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуком, а выше 20 кГц - ультразвуком. Органами чувств человека они не воспринимаются, однако оказывают на него влияние.

Колебания твердых тел или колебания, передаваемые через твердые тела (машины, строительные конструкции) называются вибрацией. Вибрация воспринимается организмом как сотрясение при общей вибрации с частотой 8-100 Гц и локальной (при работе с виброинструментом) от 10 до 2000 Гц.

Ввиду общего принципа образования шума, ультразвука и вибрации четких границ в их субъективном восприятии нет. Поэтому на граничных частотах человек обычно испытывает воздействие одновременно двух, а иногда и трех названных факторов.

В последнее время уровни шума и вибраций от различных видов оборудования во всех отраслях промышленное неуклонно возрастают. Одновременно растет и ущерб, наносимый шумом и вибрацией окружающей среде. Промышленный шум большой интенсивности не только поражает органы слуха, но также оказывает общее отрицательное воздействие на организм человека, приводя к утомлению работающих, снижению производительности, росту брака и травматизма, хроническим заболеваниям. Длительно действующая вибрация приводит к так называемой вибрационной болезни. Кроме того, и шум, и особенно вибрация оказывают разрушительное воздействие на различные сооружения и конструкции.

Широко распространены в машиностроении технологические процессы, в которых используются электромагнитные поля высокой частоты . Они оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека, преимущественно на функциональное состояние нервной и сердечно-сосудистой системы. Степень физиологических изменений зависит от интенсивности, длительности и диапазона облучения.

Световые излучения как видимой, так и невидимых частей спектра отрицательно действуют на организм человека, в частности на кожный покров и особенно на зрение (при использовании оптических квантовых генераторов - лазеров).

В машиностроении широкое применение находят ионизирующие излучения (α, β, γ, рентгеновское, нейтронное) для выполнения различных контрольных операций (дефектоскопия). Такие излучения при взаимодействии с веществом вызывают его ионизацию, т.е. придают его нейтральным атомам и молекулам электрический заряд, превращая их в ионы. Степень воздействия на вещество ионизирующего излучения зависит от его проникающей и ионизирующей способности.

При облучении тканей живого организма происходит серия цепных реакций, нарушающих нормальное состояние и жизнедеятельность отдельных органов и организма в целом. В результате хронического воздействия ионизирующих излучений или кратковременного облучения значительными дозами, может развиваться комплекс стойких патологических изменений в организме - лучевая болезнь. Она проявляется в изменениях со стороны центральной нервной системы, крови и кроветворных органов, кровеносных сосудов, желез внутренней секреции.

Большинство энергетических загрязнений окружающей среды, в отличие от материальных, действуют лишь во время их производства и не аккумулируются в природе (это не распространяется на тепловые выбросы и ионизирующие излучения, создаваемые радиоактивными веществами).

Другой особенностью энергетических загрязнений является ограниченность сферы их активного воздействия на окружающую среду. Если содержащие материальные загрязнения выбросы в атмосферу или сбросы в водоем могут разноситься ветрами или течением рек на значительные расстояния от источника их образования, то зона распространения излучений и полей обычно весьма невелика.

Основными источниками загрязнения гидросферы являются следующие:

- сброс сточных вод промышленности и коммунально-бытового хозяйства;
- поступление с суши применяемых в сельском и лесном хозяйстве веществ (удобрений, пестицидов);
- утечка веществ при работе транспорта и авариях;
- захоронение вредных отходов в водоемах;
- поступления загрязняющих веществ из атмосферы.

Сброс сточных вод промышленности и коммунально-бытового хозяйства

В зависимости от технологических особенностей производств сточные воды можно разделить на:

1. реакционные воды, загрязненные как исходными веществами, так и продуктами реакции;
2. воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах;
3. воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования;
4. водные экстрагенты и абсорбенты;
5. бытовые воды из туалетов, после мытья помещений, душевых;
6. воды, стекающие с территории промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами.

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства

Причины, источники, способы решения. Загрязнение гидросферы

Загрязнение океанов и морей.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

Источники загрязнения литосферы

Сброс сточных вод промышленности и коммунально-бытового хозяйства