Оценка влияния крупных промышленных предприятий на экологические системы города

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка влияния крупных промышленных предприятий на экологические системы города

Содержание

Введение

1. Промышленные выбросы

2. Методы мониторинга воздушной среды

2.1 Источники загрязнения атмосферного воздуха

2.2 Отбор проб атмосферного воздуха для анализа

2.3 Биоиндикационные методы

2.4 Физико-химические методы

2.4.1 Снег ? индикатор чистоты воздуха

2.4.2 Экспресс-метод определения химического загрязнения воздуха

2.5 Основные методы очистки воздуха

3. Методы мониторинга почв

3.1 Биоиндикация почв

3.2 Биодиагностика почвенных микро- и макроэлементов

3.3 Физико-химические методы исследования почв

3.4 Приготовление водной вытяжки

3.5 Растения-индикаторы кислотности почв

3.6 Система очистки почвы, загрязненной углеводородами, тяжелыми металлами или полихлордифенилом

4. Методы мониторинга гидросферы

4.1 Биоиндикационные методы

4.2 Физико-химические методы

4.3 Основные методы очистки сточных вод

5. Влияние экологических факторов на здоровье населения

6. Влияние промышленности на экологию городов

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Цель данной работы - определить роль промышленных предприятий города в ухудшении экологической обстановки.

Мы до сих пор не осознаем важности и глобальности проблемы, которая стоит перед человечеством относительно защиты экологии. Во всем мире люди стремятся к максимальному уменьшению загрязнения окружающей среды, также и в Российской Федерации принят, к примеру, уголовный кодекс, одна из глав которого посвящена установлению наказания за экологические преступления. Но, конечно, не все пути к преодолению данной проблемы решены, и нам стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально существовать

Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Наиболее мощным источником загрязнения окружающей среды, как правило, является металлургический комплекс, поэтому металлургические предприятия в крупных городах предопределяют состояние городской среды и степень неблагоприятного влияния на условия жизни и здоровье населения.

1. Промышленные выбросы

Выбросы загрязняющих веществ являются, пожалуй, главной экологической проблемой на сегодняшний день. Проблемой, которая требует не только тщательного изучения, но и скорейшего разрешения. Наибольший процент выбросов загрязняющих веществ на сегодняшнее время приходится на промышленные предприятия. Именно они таят в себе едва ли не главную угрозу окружающей среде и городам. Выбросы загрязняющих веществ, попадая в атмосферу, литосферу и гидросферу, разрушают эти экосистемы, делая их либо малопригодными для существования жизни, либо же совсем непригодными. Выбросы загрязняющих веществ оказывают вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, воду, здания, вызывают коррозию изделий из металла, понижают прозрачность атмосферы, повышают влажность воздуха, увеличивают количество туманов, уменьшают видимость и т.д.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это такая концентрация химического вещества или соединения, которая при ежедневном воздействии на человека в течение длительного времени не вызывает в его организме патологических изменений и заболеваний.

Максимальная разовая ПДК_{М р} установлена для рефлекторных ощущений человека (запах, свет) при кратковременном (20 мин) воздействии. Среднесуточная ПДК_СС не должна оказывать вредного влияния на организм человека в течение круглосуточного воздействия.

Для нормального существования человека должно выполняться условие:

где с₁ с₂,..., с_п - реальные концентрации воздействующих на человека веществ (мг/м³, мг/л, мг/кг);

ПДК₁ ПДК₂,..., ПДК_п - предельно допустимые концентрации этих веществ.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется предельно допустимым выбросом (ПДВ). Этот научно-технический норматив изменяется во времени и устанавливается для каждого источника организованного выброса при условии, что выброс вредных веществ при их рассеивании не создает приземной концентрации, превышающей ПДК.

Расчет ПДВ осуществляется по формуле:

где Н- высота дымовой трубы, м;

V_ух - количество уходящих дымовых газов, м³/с;

Т = Т_ух- Т_окр - разность между температурами уходящих газов и окружающего воздуха, °С;

A, F, m, n - соответственно коэффициенты стратификации атмосферы, скорости оседания загрязняющего вещества, условий выхода дымовых газов из трубы.

Классификация промышленных выбросов с учетом их ПДК проводится по средам загрязнения (атмосфера, вода, почва) и по токсичности вредных веществ.

Наибольшее влияние на качество воздуха оказывают следующие вещества:

- СО и СО₂;

- SO₂;

- NO и NO₂, N₂O (NO*);

- летучие органические соединения: метан (СН₄), бензол (С₆Н₃), хлорфторуглероды, фенол;

- взвешенные частицы: пыль, сажа (углерод), асбест, соли свинца, мышьяк, серная кислота (H₂SO₄), нефть;

- суперэкотоксиканты: диоксины, бензапирен, ДДТ, гексахлорциклогексан, N-нитрозодиметиламин, трихлордифенил, пентахлордифенил);

- фотохимические окислители: озон (О₃), перекись водорода (Н₂О₂), формальдегид (СН₂О);

- галогены: хлор и фтор, а также фреоны;

- радиоактивные вещества: родон-222, йод-131, стронций-90, плутоний-239.

Предельно допустимые концентрации основных загрязнителей атмосферы приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 ? Предельно допустимые концентрации основных загрязнителей атмосферы

Загрязняющее вещество	пдк, максимальная разовая	мг/м3 среднесуточная
Оксиды углерода	3,0	1,0
Диоксид серы	0,5	0,03
Оксиды азота	0,085	0,085
Бензол	1,5	0,8
Фтористые соединения	0,02	0,005
Фенол	0,01	0,01
Пыль нетоксичная	0,5	0,15
Сажа, копоть	0,15	0,05
N-нитрозодиметиламин	-	55-Ю-5
Формальдегид	0,035	0,012
Хлор	0,1	0,03
Сероводород	0,008	0,008
Нитробензол	0,008	0,008
Аммиак	0,2	0,2
Ацетон	0,35	0,35
Дихлорэтан	3,0	1,0
Метанол	1,0	0,5
Бензоспирен	-	1-10"6

Основными загрязнителями воды являются:

· поверхностно-активные вещества (синтетические моющие средства);

· нефть и нефтепродукты;

· кислоты и щелочи;

· пестициды и гербициды;

· загрязнители атмосферы (за счет осаждения);

· загрязнители почвы (за счет вымывания).

В табл. 1.2 приведены ПДК некоторых вредных веществ, содержащихся в водоемах различного назначения, а в табл. 1.3 - состав питьевой воды.

Таблица 1.2 ? Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в водоемах хозяйственно-бытового и рыбохозяйственного назначения

Загрязняющее вещество	ПДК, мг/л
	хоз.-бытовой водоем	рыбохоз. водоем
Аммоний (NH4+) Калий (К+) Кальций (Са++) Магний (Mg++) Натрий (Na+) Нитрат-ион (NO) Сульфат-ион (SO4) Хлорид-ион (С1~) Фтор-ион (F) Фосфор (Р) Биологическая потребность в кислороде (БПК5) Химическая потребность в кислороде (ХПК)	2 40 500 350 1,5 3,0 20	0,5 50 180 40 120 40 100 300 0,75 0,3 3,0 20

Таблица 1.3 ? Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ содержащихся в водоемах различного назначения

Вещество	Значение
Водородный показатель	6,0...9,0 рН
Железо	До 0,3 мг/л
Жесткость общая	До 7,0 мг-экв/л
Марганец	До 7,0 мг/л
Медь	До 1,0 мг/л
Сульфаты	До 500 мг/л
Сухой остаток	До 1000 мг/л
Хлориды	До 350 мг/л
Цинк	До 5,0 мг/л
Алюминий	До 0,5 мг/л
Бериллий	До 0,0002 мг/л
Молибден	До 0,25 мг/л
Мышьяк	До 0,05 мг/л
Нитраты	До 45,0 мг/л
Свинец	До 0,03 мг/л
Селен	До 0,001 мг/л
Стронций	До 7,0 мг/л

Почва является наименее подвижной природной средой. Она аккумулирует вредные вещества, находящиеся в атмосфере и водоемах, и практически не обладает свойствами самоочищения.

Основными загрязнителями почвы являются:

· соли тяжелых металлов (в том числе тетраэтилсвинец);

· пестициды и гербициды;

· нефть и нефтепродукты;

· загрязнители атмосферы (за счет выпадения);

· загрязнители водоемов (за счет осаждения).

В табл. 1.4 приведены ПДК основных загрязнителей почвы

Таблица 1.4 ? Предельно допустимые концентрации основных загрязнителей почвы

Загрязняющее вещество	ПДК, мг/кг
Бенз-а-пирен	0,02
ДДТ	0,1
Гексахлорциклогексан	ОД
Трихлордифенил	0,03
Пентахлордифенил	0,1
Ртуть	2,1
Кадмий (подвижная форма)	3,0
Свинец	32,0

Классификация загрязняющих веществ по токсичности проводится с учетом их ПДК. Чем ниже ПДК, тем токсичнее вещество.

Наибольшей токсичностью обладают суперэкотоксиканты (например, ПДК некоторых диоксинов в атмосфере составляет 5*10⁵ мг/м³ - это молекулярный уровень), чрезвычайно опасны бензапирен, N-нитрозодиметиламин, соединения ртути и свинца, оксиды никеля, пятиокись ванадия, мышьяк, оксиды цинка, коксовая пыль.

Особое место среди загрязнителей занимают радионуклиды, которые опасны тем, что убивают все живое, а природа не может от них самоочищаться, так как периоды полураспада нуклидов длятся годы и десятилетия.

Среди загрязнителей окружающей среды особое место занимают тепло, шум, вибрация и электромагнитные волны. Для них также разработаны предельно допустимые нормы.

2. Методы мониторинга воздушной среды

2.1 Источники загрязнения атмосферного воздуха

Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.

Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым - трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу.

К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.

2.2 Отбор проб атмосферного воздуха для анализа

Одним из основных элементов анализа качества атмосферного воздуха является отбор проб. Если отбор проб выполнен неправильно, то результаты самого тщательного анализа теряют всякий смысл. Отбор проб атмосферного воздуха осуществляется через поглотительный прибор путем пропускания воздуха с определенной скоростью или заполнения сосудов ограниченной емкости. Для исследования газообразных примесей пригодны оба метода, а для исследования примесей в виде аэрозолей (пыли) - только первый.

В результате пропускания воздуха через поглотительный прибор осуществляется концентрирование анализируемого вещества в поглотительной среде. Для достоверного определения концентрации вещества расход воздуха должен составлять десятки и сотни литров в минуту. Пробы подразделяются на разовые (период отбора 20 - 30 мин) и средние суточные (определяются путем осреднения не менее четырех разовых проб атмосферного воздуха, отобранных через равные промежутки времени в течение суток). Наилучшим способом получения средних суточных значений является непрерывный отбор проб воздуха в течение 24 ч.

2.3 Биоиндикационные методы

Сильнейшее антропогенное воздействие на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества в окружающем воздухе, такие, как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения, а также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Даже незначительное наличие диоксида серы в воздухе хорошо диагностируется лишайниками - сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы. В тех школах, где имеются возможности - наличие определителей или гербарных материалов, а также опыт работы с лихенофлорой, можно проводить мониторинг встречаемости и степени покрытия по отдельным видам эпифитных лишайников. Наиболее информативными по загрязнению диоксидом серы являются различные виды лишайников - Lecanora, Usnea, Alectoria, Cetraria. Из высших растений повышенную чувствительность к SC>2 имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивый к загрязнению бересклет, бирючина, клен ясенелистный.

2.4 Физико-химические методы

2.4.1 Снег - индикатор чистоты воздуха

Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор чистоты воздуха.

В зависимости от источника загрязнения изменяется состав снегового покрова. Так от ряда специфичных промпредприятий следует ожидать повышенное содержание соединений серы. Антропогенные источники содержания соединений азота - теплоэнергетика, промпредприятий. Информативным является показатель величины рН снеговых вод. В обычном (незагрязненном) состоянии он изменяется от 5,5 до 5,8. Вблизи металлургических заводов, около ТЭЦ, котельных, как правило, рН снега имеет более высокие значения, т.е. обозначает слабощелочную или щелочную среду, что связано, по-видимому, с выпадением зольных частиц, содержащих соединения гидрокарбонатов калия, кальция, магния, повышающих рН снеговой воды.

Анализ снегового покрова следует проводить один раз в конце зимнего сезона. Снег нужно брать по всей глубине его отложения в стеклянные банки (удобнее трехлитровые). Сразу после таяния пробы, когда температура талой воды сравняется с комнатной, проводят ее анализ. Для проведения химического анализа снегового покрова исследуемую территорию следует поделить на квадраты, в каждом из них взять пробу снега массой не менее 3 кг. После того как температура талой воды сравняется с комнатной, проводят анализ на следующие компоненты: соединения азота (в нитритной, нитратной и аммиакатной формах), сульфаты, некоторые тяжелые металлы по анализу физико-химических свойств воды. Кроме того, необходимо определить общее солесодержание, наличие нерастворимых веществ и кислотность снеговой воды. Общее солесодержание талой воды находят путем прибавления к 500 мл профильтрованной талой воды 5 мл 10% раствора соляной кислоты с последующим выпариванием до сухого остатка и взвешиванием. Наличие нерастворимых веществ определяется путем фильтрования, высушивания осадка на фильтре и взвешивания.

2.4.2 Экспресс-метод определения химического загрязнения воздуха

Алгоритм метода:

1. Внимательно изучить устройство и правила работы с ручным насосом пробоотборником. Проверить работу насоса и убедится в его исправности.

2. Выбирается комплект индикаторных трубок. Ознакомится с инструкцией по их использованию.

Определяются основные характеристики каждого комплекта:

· объем прокаченного воздуха (см²);

· время прокачки воздуха (мин);

· единицы измерения определенного вещества.

Название комплекта индикаторных трубок и его характеристики записываются в лабораторный журнал

3. Отработать экспресс - метод определяя загрязнения воздуха в условиях лаборатории. Алгоритм методики: Индикаторная трубка вставляется в насос концом со стрелкой (или с перетяжкой)

Задание:

1. Описать контрольную точку (место нахождения);

2. Сделать три анализа и определить содержание токсикантов;

3. Оформить полученные результаты в лабораторный журнал.

2.5 Основные методы очистки воздуха

Существует множество способов очистки воздуха от вредных примесей.

Существенных успехов в очистке воздуха можно добиться лишь имея четкое представление о природе загрязнения и его концентрации. Загрязнители в целом делятся на газообразные и аэрозольные.

В современных воздухоочистителях как правило применяется несколько типов фильтров, что бы очистить воздух от всех классов загрязнителей.

Пылевые фильтры - представляют собой специальную ткань из различных волокон, способных задерживать частицы пыли размером от 0.3 микрон и выше (толщина волоса 100 микрон). Принцип их работы достаточно прост: воздух вентилятором воздухоочистителя прогоняется через ткань и тем самым освобождается от частиц пыли.

Электростатические фильтры

Принцип действия электростатических фильтров, основан на притяжении электрических зарядов разной полярности. Загрязненный воздух проходит через ионизационную камеру (коронатор), в которой частицы приобретают электрический заряд. Значение этого заряда в зависимости от конструкции коронатора и размера частицы составляет от 10 до 500 зарядов электрона. Заряженные частицы движутся с потоком воздуха и оседают на токопроводящих пластинах. Такие электростатические фильтры хорошо очищают воздух от аэрозольных загрязнителей, но не освобождают воздух газообразных загрязнителей.

Адсорбционные и угольные фильтры

Основным предназначением угольных и угольно-адсорбционных фильтров - является адсорбция неприятных запахов - ароматических углеводородов и других соединений органической и элементорганической природы с массой более 40 а.е. Легкие соединения, такие как оксид углерода или окислы азота, практически не адсорбируются на угольных фильтрах, однако для удаления ароматических углеводородов эти фильтры практически не заменимы.

Фотокаталитические фильтры

Современное понятие "фотокатализ" звучит как "изменение скорости или возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ - фотокатализаторов, которые в результате поглощения ими квантов света способны вызывать химические превращения участников реакции, вступая с последними в промежуточные химические взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий".

Сущность метода состоит в окислении веществ на поверхности катализатора под действием мягкого ультрафиолетового излучения диапазона А (с длиной волны более 300 нм). Реакция протекает при комнатной температуре и при этом токсичные примеси не накапливаются на фильтре, а разрушаются до безвредных компонентов воздуха, до двуокиси углерода, воды и азота.

3. Методы мониторинга почв

Загрязнение почвенного покрова происходит практически при всех видах хозяйственной деятельности человека. Основными источниками загрязнения почв являются промышленные отходы, а также отходы химической промышленности и ее продукция (органические химические соединения, продукты неорганической химии, ПАВ и др.)

Значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят предприятия простого органического синтеза. Это, прежде всего, технологические отходы - остатки или продукты, отработанные в технологическом цикле и имеющие, как следствие ухудшенные физико-химические свойства.

Одной из крупных экологических проблем является загрязнение природной среды продуктами добычи и переработки нефти. Загрязнение почв происходит на нефтяных месторождениях также при факельном сжигании попутного газа.

Особо токсичное вещество - мышьяк попадает в почвы в результате внесения удобрений и обработки пестицидами и инсектицидами, а также при производстве пигментов, стекла, лекарств, инсектицидов, фунгицидов, родентицидов, дубильных веществ. Положение ухудшается вследствие аварий на трубопроводах.

3.1 Биоиндикация почв

Ориентировочная оценка качества почвы может быть осуществлена с помощью т. н. индикаторных растений биологическая индикация почв, основанная на различиях почвенной фауны. Усиление кислотности почвы вызывает увеличение численности щавеля и хвоща, для которых такая реакция почвы весьма благоприятна. О богатстве почв азотом можно судить по наличию растений-нитрофилов, например крапивы, малины. Существует группа растений-индикаторов, указывающих на близкое залегание водоносных почвенных горизонтов в безводных районах. Некоторые растения сопутствуют месторождениям определённых руд и нерудных ископаемых. Изменения во внешнем облике многих растений могут быть показателем повышенной радиоактивности среды.

3.2 Биодиагностика почвенных микро- и макроэлементов

В результате глобального и регионального антропогенного загрязнения из воздуха и воды, а также при сбросе и захоронении отходов в почву попадают повышенные количества соединений, содержащие катионы металлов, что приводит к увеличению их поступления в организм растений и накоплению в органах и тканях. Повышенное количество микроэлементов и соединений тяжелых металлов вызывает нарушения метаболизма в тканях растений и обусловливает соответствующие признаки избыточного содержания. Полевые исследования дикорастущих форм могут выявить избыток того или иного элемента в почве. При поисковых работах геологи используют индикаторные растения. По наличию в поверхностных слоях земной коры некоторых групп микроорганизмов можно составить ориентировочное представление о наличии в недрах горючих газов и нефти.

3.3 Физико-химические методы исследования почв

В программу экомониторинга включено изучение кислотности, влагосодержания, механического состава почв, общего солесодержания и микробиологической активности. В экопаспорт включено сравнительно небольшое количество физико-химических характеристик почв.

В данном разделе приводятся методики, по которым можно проводить более широкие исследования.

3.4 Приготовление водной вытяжки

Водную почвенную вытяжку используют чаще всего для определения водорастворимых соединений, а также для определения актуальной кислотности почвы. Для ее приготовления 20 г воздушно-сухой просеянной почвы помещают в колбу на 100 мл, добавляют 50 мл дистиллированной воды, взбалтывают в течение 5-10 мин и фильтруют.

3.5 Растения-индикаторы кислотности почв

Кислотность - одно из характерных свойств почвы. Повышенная кислотность отрицательно сказывается на росте и развитии ряда видов растений. Это происходит из-за появления в кислых почвах вредных для растений веществ, например растворимого алюминия или избытка марганца. Они нарушают углеводный и белковый обмен в растениях, задерживают образование генеративных органов и приводят к нарушению семенного размножения, а иногда вызывают гибель растений.

Повышенная кислотность почв подавляет жизнедеятельность почвенных бактерий, участвующих в разложении органики и высвобождении питательных веществ, необходимых растениям.

В лабораторных условиях кислотность почв можно определить универсальной индикаторной бумагой, набором Алямовского, рН-метром, а в полевых условиях - при помощи растений-индикаторов. В процессе эволюции сформировались три группы растений: ацидофилы - растения кислых почв, нейтрофилы - обитатели нейтральных почв, базифилы - растут на щелочных почвах. Зная растения каждой группы, в полевых условиях можно приблизительно определить кислотность почвы.

Таблица 3.1 ? Растения-индикаторы кислотности почв (по Л.Г. Раменскому)

Группа	Биоиндикатор	рН почвы
1. Ацидофилы 1.1 Крайние ацидофилы	Сфагнум, зеленые мхи: гилокомиум, дикранум; плаун булавовидный, плаун горичный, плаун сплюснутый, ожика волосистая, подбел многолистный, кошачьи лапки, кассандра, цетрария, белоус, щучка дернистая, хвощ полевой, щавелек малый.	3,0-4,5
1.2 Умеренные ацедофилы	Черника, брусника, багульник, калужница болотная, сушеница, лютик ядовитый, толокнянка, седмичник европейский, белозор болотный, фиалка собачья, сердечник луговой, вейник наземный	4,5-6,0
1.3 Слабые ацидофилы	Папоротник мужской, ветреница лютиковая, медуница неясная, зеленчук, колокольчик широколистный, осока волосистая, соска ранняя, малина, смородина черная, вероника длиннолистая, горец змеиный, орляк, иван-да-марья, кисличка заячья.	5,0-6,7
1.4 Ацидофильно-нейтральные	Зеленые мхи: гилокомиум, плеврозиум, ива козья.	4,5-7,0
2. Нейтрофильные 2.1 Околонейтральные	Сныть европейская, клубника зеленая, лисохвост луговой, клевер горный, клевер луговой, мыльнянка лекарственная, аистник цикутный, борщевик сибирский, цикорий, мятлик луговой.	6,0-7,3
2.2 Нейтрально - дазофильные	Мать-и-мачеха, пупавка красильная, люцерна серповидная, осока мохнатая, лядвенец рогатый, гусиная лапка.	6,7-7,8
2.3 Базифильные	Бузина сибирская, вяз шершавый, бересклет бородатый	7,8-9,0

3.6 Система очистки почвы, загрязненной углеводородами, тяжелыми металлами или полихлордифенилом

промышленный загрязнение экология город

Для очистки почвы, загрязненной пром. отходами - углеводородами, тяжелыми металлами и др., - используется адсорбент в виде полимеров или сополимеров с частицами размером 500-900 мкм или в виде шариков диам. 3 мм, полученных экструзией сополимеров высокой плотности с последующим вспучиванием. Плотность такого носителя 15-80 кг/м{3}. Загрязненная почва обрабатывается в дробилке, а затем перемещается транспортером в смеситель, где контактирует с адсорбентом, к которому добавляется 5-10 об. % воды. Полученная гомогенная масса переводится в бак, а затем в сепаратор, из которого суспензия адсорбента поступает в сборник. Адсорбент гидрофобен и всплывает на поверхность воды, что облегчает его отделение. Из сборника суспензия подается в центрифугу, где отделяются адсорбированные углеводороды, которые выводятся и используются, напр., как топливо. Адсорбент из центрифуги вновь используется. Очищенная от углеводородов почва из сепаратора поступает в бак, где промывается специальным раствором, удаляющим соли тяжелых металлов.

4. Методы мониторинга гидросферы

Исключительная роль воды в жизни человека и всего живого на Земле обусловливает большое и постоянно возрастающее внимание к изучению гидросферы и режиму водных объектов.

Современный мониторинг состояния гидросферы основывается на использовании новейших достижений науки и техники. В процессе мониторинга загрязнения вод вырабатываются количественные подходы к определению ключевых переменных и параметров, необходимых для понимания факторов, определяющих изменения в водной среде.

Основная цель службы наблюдений и контроля за уровнем загрязнения вод заключается в получении информации о качестве вод, необходимой для осуществления мероприятий как по охране вод, так и по рациональному использованию водных ресурсов.

Основными объектами при выборе пунктов наблюдений за уровнем загрязнения поверхностных вод суши являются места сброса хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, в том числе подогретых вод от ТЭС, ГРЭС, АЭС.

4.1 Биоиндикационные методы

Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная цель биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями.

Биоиндикация - способ оценки антропогенной нагрузки по реакции на нее живых организмов и их сообществ.

Цели исследования: Выявление класса качества воды в водоеме с помощью биоиндикации на основе зообентоса.

Оборудование: для сборов можно пользоваться гидробиологическим сачком или скребком.

Методика: основана на изучении состояния бентосных организмов, т.е. тех, которые живут на дне водоема. Впрочем, используется только макрозообентос, т.е. организмы, сравнительно крупные, хорошо заметные невооруженным глазом. Метод основан на качественных пробах зообентоса, обязательного определения до вида всех представителей зообентоса. В нем объединяются принципы индикаторного значения отдельных таксонов и изменения фауны в условиях загрязнения. Пробы берут взяты минимум в трех станциях (пунктах), а на каждой станции в трех точках (левый берег, середина, правый берег). Если на исследуемом объекте есть источник загрязнения (стоки ферм, сброс неочищенных сточных вод предприятием и т.д.), то пробы следует взять выше данного источника и ниже метров на 300-500. Сачок ставится перпендикулярно дну, проводится примерно 1 м по течению, разворачивается на 180⁰ и проводится еще 1 м против течения. Собранный материал полностью выбирается из сачка, помещается в сосуд для сбора проб, этикетируется. При пользовании скребком он разворачивается в одной точке на 360⁰. В собранной пробе организмы разделяются на группы.

Для взятия проб потребуется скребок или сачок из прочной сетки с диаметром ячеи не более 1 мм (лучше использовать "мельничный газ", который используется для просеивания муки). Берут 3-5 проб из различных точек станции (в 1-1,5 м друг от друга), объединяют и промывают. Пробы берут, снимая (соскребая) верхнюю часть грунта вместе с теми организмами, которые в ней живут. Водную растительность вырывают с корнем и разбирают.

Отмечают:

- тип грунта (каменистый, каменисто-песчаный, песчаный, песчано-илистый, илисто-песчаный, глинистый);

- температуру воды;

- загрязнения (на глаз).

Первая стадия работы в лаборатории - разбор проб. Далеко не все организмы требуется определять до вида.

Следующий шаг - определение биотического индекса. Для этого надо подсчитать общее число групп, которые вы обнаружили в пробе. Затем, исходя из наличия тех или иных индикаторных видов, определить биотический индекс - условное (буквенное, цифровое или комбинированное) обозначение, характеризующее изменение уровня того или иного показателя в сравнении с показателем, принятым за единицу или базу сравнения.

4.2 Физико-химические методы

Для получения достоверных результатов анализ следует проводить возможно быстрее. В воде происходят процессы окисления - восстановления, физико-химические, биохимические, вызванные деятельностью микроорганизмов, сорбции, десорбции, седиментации и т.д. Могут изменяться и органолептические свойства воды - запах, цвет и др. Некоторые вещества способны адсорбироваться на стенках сосудов (железо, алюминий, медь, кадмий, марганец и др.), а из стекла сосудов могут выщелачиваться микроэлементы. При невозможности исследовать воду в установленные для соответствующих показателей сроки ее охлаждают или консервируют. Биохимические процессы в воде можно замедлить, охладив ее до 4°С. В этих условиях медленнее разрушаются и многие органические вещества. Универсального консервирующего средства не существует, поэтому пробы для анализа отбирают в несколько сосудов. В каждой из них на месте отбора пробу консервируют, добавляя различные реагенты Подготовка воды непосредственно перед анализом заключается в следующем:

* консервированные пробы при необходимости нейтрализуют, а охлажденные нагревают до комнатной температуры (не на нагревательном приборе);

* если определению мешают мутность и цветность, то проводят специальную подготовку: пробы фильтруют, отстаивают или коагулируют. Коагуляция проводится добавлением 5 мл суспензии гидроксида алюминия на 1 л воды, после чего смесь хорошо взбалтывают и дают отстояться. Находящиеся в природной и питьевой воде загрязняющие вещества имеют, как правило, очень маленькие концентрации.

4.3 Основные методы очистки сточных вод

Жизнедеятельность человека без воды практически невозможна. Однако применение современных моющих средств, а также жир, пыль и грязь даже чистую воду делают абсолютно непригодной для употребления. Поэтому методы очистки сточных вод в наши дни жизненно необходимы.

Современная очистка сточных вод подразумевает полное или максимально возможное удаление загрязнений, примесей и вредных веществ. В наши дни методы очистки сточных вод полностью зависят от имеющегося характера загрязнений, а также от вредности содержащихся в сточных водах примесей, и в каждом отдельно взятом случае оптимальный метод подбирается в индивидуальном порядке.

Можно отметить, что все имеющиеся и широко применяемые в настоящее время методы очистки сточных вод подразделяются на несколько основных видов:

· механический метод очистки сточных вод (позволяет провести очистку всего лишь на 50-75%, состоит из двух методов: отстаивания и фильтрации, производится различными конструкциями, в частности ситами, решетками; основными недостатками считаются как низкая степень очистки, так и невозможность очистки воды от органических соединений, растворенных в ней; часто применяется перед биологической очисткой);

· химический метод очистки сточных вод (состоит в применении специальных химических реагентов, благодаря которым происходит химическая реакция, способствующая превращению имеющихся загрязнений в нерастворимые осадки; основными недостатками данного метода являются как низкая фильтрация очищающихся сточных вод, так и высокая стоимость используемых реагентов; обычно применяется в промышленных условиях);

· физико-химический метод очистки сточных вод (обладает обеззараживающим свойством, состоит в применении ультразвука и озона);

· биологический метод очистки сточных вод (считается наиболее эффективным, заключается в использовании особых бактерий, требующихся для минерализации загрязнений: имеющиеся загрязнения распадаются на абсолютно безвредные для здоровья человека компоненты; при применении данного метода очистки воды практически отсутствует ее загнивание).

Очевидно, что только профессионал может выбрать требуемый в каждом конкретном случае оптимальный метод очистки сточных вод. Поэтому лучше не экспериментировать, а сразу обратиться в специализированную фирму или компанию.

5. Влияние экологических факторов на здоровье населения

Известно, что здоровье зависит от биологических возможностей человека, социальной среды, природно-климатических условий. Многочисленные исследования специалистов показали, что влияние экологических факторов на здоровье человека оценивается примерно в 20-25% всех воздействий, 20% составляют биологические (наследственные) факторы, на долю организации здравоохранения отводится 10%. 50-55% удельного веса факторов, обусловливающих здоровье населения, составляет образ жизни человека.

На территориях, где загрязнение воздушной среды определяют выбросы от предприятий химической, нефте- и газоперерабатывающей промышленности, наблюдается повышенная детская смертность от пневмоний.

Особую опасность представляет загрязнение атмосферного воздуха свинцом, соединения которого используются в качестве антидетонационных присадок к бензину. В городах с интенсивным движением автотранспорта содержание свинца в атмосферном воздухе достигает 6 мкг/м3. С выбросами промышленных предприятий в воздух городов России поступает от 1,1 до 1,6 тыс. тонн свинца.

Серьезную опасность для здоровья населения представляет состав питьевой воды, наличие в источниках централизованного водоснабжения солей тяжелых металлов и хлорорганических соединений создает серьезную опасность для здоровья населения. Отмечено, что у взрослых может возникнуть до 13 видов заболеваний. Высокое природное содержание бора, брома, магния в питьевой воде ведет к росту заболеваний сердечнососудистой системы и органов пищеварения.

Высокий уровень химического и микробного загрязнения водоемов в результате сброса неочищенных производственных и бытовых сточных вод содержит в повышенных концентрациях лигнин, фенол, метанол, формальдегид.

Одним из индикаторов здоровья населения является младенческая смертность. Растет число больных новорожденных детей. На здоровье новорожденных отражается рост патологии беременности и родов. Остается высоким уровень материнской смертности. Негативные демографические тенденции сопровождаются ухудшением здоровья нации, 20% детей дошкольного возраста страдает хроническими заболеваниями, только 15% выпускников школ считаются практически здоровыми.

Таким образом, общие и местные экологические проблемы начинают сказываться на глубоких процессах формирования здоровья, включая изменения процессов возрастной динамики, появление сдвигов в клинике и характере заболеваний, длительности течения и разрешения патологических процессов, что встречается повсеместно и затрагивает биологию человека.

При современной социальной нестабильности воздействия экологических неблагоприятных ситуаций усугубляются сочетанием со стрессовыми нагрузками. Эти наслоения могут служить пусковыми механизмами формирования отклонений в состоянии здоровья различных возрастных групп населения.

6. Влияние промышленности на экологию городов

Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты.

Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли - 180 Вт/м², доля антропогенной энергии в нем - 0.1 Вт/м². В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м².

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6⁰С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1 м² в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников. Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций - парки, скверы, дворы - сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии. Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” - парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.

Тепловое воздействие увеличивает температуру в городе на 3-5^оС, безморозный период на 10-12 дней и бесснежный - на 5-10 дней. Нагрев и подъем воздуха в центре вызывает подток его с окраины - как из лесопаркового пояса, так и из промышленных зон.

Сточные воды города на 98,6% подвергаются биологической очистке, однако в водоемы все же попадает очень много песка, соли, подкисленной и теплой воды. Дефицит воды - один из факторов сдерживания жилищного строительства. Из 1650 главных промышленных предприятий систему оборотного водоснабжения имеют лишь 160.

В пределах города почвы значительно отличаются от своих аналогов в данной природной зоне - кислых дерново-подзолистых. В первую очередь надо отметить повышение pH до 8-9, что связано с поступлением из атмосферы карбонатов кальция и магния. Почвы обогащены также органическими веществами, главным образом сажей - до 5% вместо 2-3%. Содержание тяжелых металлов в 4-6 раз превышает фоновое.

Заключение

Активное воздействие предприятий на городскую среду связано с их производственной деятельностью. Степень и характер техногенного воздействия обусловлены мощностью и специализацией предприятий, экологическими параметрами используемых технологий, обеспеченностью, техническим состоянием и эффективностью применения природоохранного оборудования.

Чтобы улучшить качество среды городов, необходимо знать конкретные причины загрязнения в городе, определить какие предприятия являются основными виновниками загрязнения, так же важное значение имеют методы очитки и пути снижения уровня загрязнения городской среды.

Список литературы

1. Ашихнина Т.Я. Экологический мониторинг: учеб. пособие. ? М.: Академический проект, 2005. - 416 с.

2. Буторина М.В., Воробьев П.В., Дмитриева А.П. Инженерная экология и экологический менеджмент. / Под ред. Иванова Н.И., Фадина И.М. - М.: Логос, 2003. - 528 с.: ил.

3. Безуглая Э.Ю., Расторгуева Г.Н., Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город. ? Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 253 с.

4. Банников А.Г., Рустамов А.К., Вакулин А.А. Охрана природы. 2-е изд., перераб. и доп. ? М.: Агропромиздат 1985. - 277 с.

5. Голицин А.Н. Основы промышленной экологии: Учебник для нач. проф. образования. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2004. - 240 с.

6. Емельянов А.Г. Основы природопользования: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. 4-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. - 304 с.

7. Питулько В.М. Экологическая экспертиза: учеб. пособие для высш. учеб. заведений. 4-е изд., стер. ? М.: Академия, 2006. - 480 с.

8. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Мищенко Н.В. Прикладная экология: Учеб. пособие для вузов. - М.: Академический проект: Традиция, 2005. - 384 с.

9. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. - М.: Академия, 2002. - 480 с.

10. Якушина И.В, Попов Н.С. Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг. ? Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2009. - 188 с.

Приложение

Рис. 1. Метод очистки сточных вод

Рис. 2. Заводы по очистке сточных вод

Рис. 3. Отходы промышленных предприятий



Рис. 4. Методы обработки сточных вод

Рис. 5. Загрязнение воздуха промышленными выбросами

Рис. 6. Очистка почв от нефтепродуктов

Размещено на Allbest.ru