Характеристика різних видів забруднень міст

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

Характеристика різних видів забруднень міст

Вступ

Актуальність теми. Екологічна проблема забруднення міст - проблема взаємин суспільства й природи, збереження навколишнього середовища. Протягом тисячоріч чоловік постійно збільшував свої технічні можливості, підсилював втручання в природу, забуваючи про необхідність підтримки в ній біологічної рівноваги.

Особливо різко зросло навантаження на навколишнє середовище в другій половині 20 століття. У взаєминах між суспільством і природою відбувся якісний перегонів, коли в результаті різкого збільшення чисельності населення, інтенсивний індустріалізації й урбанізації нашої планети господарські навантаження почали повсюдно перевищувати здатність екологічних систем до самоочищення й регенерації. Внаслідок цього порушився природний круговорот речовин у біосфері, під погрозою виявилося здоров'я нинішнього й майбутнього поколінь людей.

На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов'язаний з навколишнім світом. Але з тих пор як з'явилося высокоиндустриальное суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко підсилилося, розширився об'єм цього втручання, воно стало многообразнее й зараз загрожує стати глобальною небезпекою для людства. Витрата невозобновимых видів сировини підвищується, усе більше орних земель вибуває з економіки, так на них будуються міста й заводи. Людині доводиться усе більше втручатися в господарство біосфери - тієї частини нашої планети, у якій існує життя. Біосфера Землі в цей час піддається наростаючому антропогенному впливу. При цьому можна виділити трохи найбільш істотних процесів, кожної з яких не поліпшує екологічну ситуацію на планеті.

Найбільш масштабн і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні й аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує й нагромадження вуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу буде підсилювати небажану тенденцію убік підвищення середньорічної температури на планеті.

Об'єкт дослідження: Міста.

Предметом дослідження: Забруднення.

Мета роботи: Охарактеризувати різні види забрудненя міст.

1. Фізичне забруднення

Фізичне (або параметричне) забруднення пов'язане з відхиленням від норми фізичних параметрів навколишнього середовища. До цього типу забруднення відносяться:

· радіоактивне,

· радіаційне,

· світлове,

· теплове,

· шумове,

· електромагнітні форми забруднення.

1.1 Радіоактивне, радіаційне, світлове

Радіоактивне забруднення. Ця форма забруднення пов'язана з перевищенням природного рівня змісту радіоактивних з'єднань в навколишньому середовищі. Основним джерелом цього забруднення є радіоактивні відходи, що містять радіонукліди, і ядерні вибухи на випробувальних полігонах. Радіонукліди - це ізотопи елементів, які випускають радіоактивне випромінювання. У деяких елементів всі ізотопи є радіоактивними. До них відносяться технецій, прометій, а також всі елементи періодичної таблиці від полонія до трансуранових включно. Найбільшу небезпеку представляють радіоактивні речовини з періодом напіврозпаду від декількох тижнів до декількох років. Цей час досить для проникнення цих речовин в організм рослин і тварин. Радіоактивні речовини, розповсюджуючись по харчовому ланцюгу, поступають в організм людини і можуть накопичуватися в нім в кількостях, небезпечних для здоров'я. Найбільш небезпечними в цьому відношенні є ізотопи стронцію-90 і цезію-137. Завдяки хімічній схожості з кальцієм стронцій-90 легко проникає через шлунково-кишковий тракт, легені, шкірні покриви в кісткову тканину. Він може викликати патологічні зміни в крові і деструкцію кісткового мозку. Цезій-137 накопичується в м'язах, заміщаючи калій. При великих дозах йоду-131 утворюються злоякісні пухлини.

Найбільш сильне забруднення середовища пов'язане з роботою заводів по збагаченню і переробці атомної сировини. В даний час в США щорічна кількість відходів атомної промисловості складає 4250т. Для дезактивації цих відходів до їх повної безпеки необхідно, наприклад, для цезію-137 близько 640 років, а для рутенію-239 490 тис. років. Дуже сильні разові забруднення навколишнього середовища можуть відбуватися при технічних аваріях на АЕС.

Радіаційне забруднення. Ця форма фізичного забруднення викликана дією іонізуючих випромінювань. Екологічне значення мають два види іонізуючого випромінювання: корпускулярне (а і b) і електромагнітне (g- і рентгенівське випромінювання). Альфа- і бета-випромінювання роблять вплив на організм зсередини, тобто у разі поглинання радіоактивної речовини. Гамма-випромінювання може робити вплив на організм дистанційно, тобто знаходячись поза ним. Експериментально показано, що поблизу могутніх джерел гамма-випромінювання (кобальт-60, цезій-137) з активністю 10 тис.Кu не виживає жодна вища рослина або тварина. Дія іонізуючих випромінювань на організм достатньо різноманітна. Але в цілому в опроміненому організмі знижується імунітет, виникає вірогідність онкологічних захворювань, можуть відбуватися поразки на генетичному рівні і багато що інше.

Світлове забруднення. Ця форма забруднення, при якій відбувається порушення природної освітленості місцевості під впливом штучних джерел світла. Результати такого типу дії можуть привести до аномалій в життя рослин і тварин, а також людину. Цей вид забруднення навколишнього середовища, пов'язаний з крупними містами до теперішнього часу вивчений слабо.

1.2 Теплове, шумове, електромагнітне забруднення

Теплове випромінювання. Ця форма забруднення пов'язана із зміною температури середовища (особливо при підвищенні), що відбувається в результаті промислових викидів нагрітого повітря, газів, що відходять, і вод. Добре відома освіта, так званого “острова” тепла, що виникає над крупними промисловими районами. У великих містах середньорічна температура на 1-20С вища, ніж в околицях. У утворенні острова тепла грають роль не тільки викиди антропогенного тепла, але і зміна довгохвильовій складовій радіаційного балансу атмосфери. В цілому над цими територіями зростає нестаціонарна атмосферних процесів. У разі надмірного розвитку цього явища можлива істотна дія на глобальний клімат.

Зміна теплового режиму водних об'єктів при скиданні теплих промислових стоків може вплинути на життя гідробіонтів (живі істоти, що мешкають у воді). Відомі випадки, коли скидання теплих вод створював тепловий бар'єр для риб на їх шляху до нерестовищ.

Шумове забруднення. Під цією формою забруднення розуміють перевищення природного рівня шуму і ненормальну зміну звукових характеристик на робочих місцях, в населених пунктах і інших місцях. Джерелами шуму є робота транспорту, шуми, що створюються літаками, робота промислових пристроїв, побутових приладів і інші причини. Дратівлива дія звуку на людину залежить від його інтенсивності, спектру і тривалості дії. Найбільше роздратування викликає шум в діапазоні частот 3000-5000 Гц. Стан страху, тривоги викликає інфразвук на частотах 6-8 Гц.

Досягши інтенсивності шуму 90-100 дб спостерігається підвищена стомлюваність людини, зниження розумової активності, пониження продуктивності праці (до 40-70%), схильність до фізичних і нервових захворювань (виразкова хвороба, гіпертонія і ін.). Дуже сильний шум (понад 110 дб) веде до так званого шумового “сп'яніння”. При інтенсивності шуму 140-145 дб виникають вібрації в м'яких тканинах носа і горла, в кістках черепа і зубах. При рівні шуму понад 160 дб може відбутися розрив барабанних перетинок.

Є численні дані про несприятливу дію шуму на тварин і рослини. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне (навіть повне, що призводить до загибелі) виділення вологи через листя, можливі порушення клітин. Гинуть листя і квіти рослин, що розміщені біля гучномовця.

Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах дає тріщини шкаралупа яєць. Від шуму знижуються надої, приріст у вазі свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.

Електромагнітне забруднення. Це забруднення виникає в результаті зміни електромагнітних властивостей середовища. Джерелом є лінії електропередач, могутні електроустановки, різного роду випромінювачі радіохвиль (радіо, телебачення, станції радіолокацій, системи стільникового зв'язку і т.п.). Електромагнітне забруднення приводить не тільки до порушень електронних систем, але і до змін в тонких клітинних і молекулярних структурах. Цьому виду забруднення поки не приділяється належної уваги, недостатньо ясний механізм і ступінь його дії на живе.

атмосфера суша аерозольний туман

2. Хімічне забруднення міст

Розвиток промисловості і сфери послуг великих міст, інтенсивне використання біосфери та її ресурсів призводять до того, що зростає вплив людини на матеріально-енергетичні процеси, які протікають на планеті. В сучасному світі з цілого ряду причин залишаються невирішеними проблеми оцінки токсичності хімічних продуктів для людини, і в більшій мірі - їх дія по відношенню до навколишнього середовища. Вичерпне дослідження впливу речовин можливе тільки після того, як буде отримано повну інформацію про експозицію та діючу дозу кожної хімічної речовини.

Джерелом хімічного забруднення є господарська діяльність людини. Усі речовини, що виготовляються з використанням відновних та невідновних ресурсів, можна поділити на чотири типи: 1 - вихідні речовини (сировина), 2 проміжні речовини (які з'являються або використовуються у процесі виробництва), 3 - кінцевий продукт, 4 - побічний продукт (відходи).

В атмосферному повітрі з'явилися гази, які раніше у ній практично були відсутні або ж знаходились у надзвичайно низьких концентраціях. Наслідки накопичення забруднювачів в атмосфері - кислотні опади, порушення цілісності озонового шару, загроза парникового ефекту. Забруднювачі атмосферного повітря можна поділити на первинні, що потрапляють прямо в атмосферу, і вторинні, які являються результатом перетворення останніх. Наприклад, потрапляючий в атмосферу сірчистий газ окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води і утворює крапельки сірчистої кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком формуються кристали сульфати амонію. Подібним чином в результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери також виникають інші вторинні забруднюючі речовини.

Розглянемо дію деяких з них на живі організми. Оксид вуглецю потрапляє в атмосферне повітря в результаті спалювання органічного палива, в т.ч. в двигунах внутрішнього згоряння, від підприємств чорної металургії, коксохімії, нафтопереробних заводів. При потраплянні в організм блокується перенесення кисню до тканин, порушується клітинне дихання.

Двоокис сірки викидається в результаті спалювання вугілля (до 70%), мазуту (15%), а також від підприємств кольорової металургії та хімічного виробництва. У рослин високі концентрації цього газу викликають порушення фотосинтезу, хлорози, некрози (особливо у хвойних), а у людини при концентрації 20-30 мг/м3 спостерігається подразнення слизової оболонки рота і очей, присмак в роті.

Джерелами викидів оксиди азоту NOx є двигуни внутрішнього згоряння, печі, топки, підприємства, що виробляють тукові добрива, азотну кислоту і нітрати, анілінові барвники та нітрозосполуки. При потраплянні цього забруднювача в організм людини виникає кашель, головний біль, блювання; при контакті зі слизовою утворюється азотна кислота, яка спричинює набряки легень.

Вуглеводні (пари бензину, метан, пентан, гексан), що викидаються в атмосферне повітря міста в результаті роботи бензинових та дизельних двигунів автомобілів, характеризуються наркотичною дією, можуть викликати головний біль, запаморочення. До того ж циклічні вуглеводні і сажа від дизельних двигунів мають канцерогенні властивості.

Виробництво будівельних матеріалів, чорна і кольорова металургія автотранспорт, місця складання твердих побутових та промислових відходів є джерелами пилоутворення. Негативна дія пилу проявляється в тому, що він поглинає сонячну радіацію, знижує ефективність фотосинтезу, впливає на температурний режим атмосфери і поверхні землі. У людини при тривалому контакті з пиловими забрудненнями виникають подразнення слизової, кашель, чхання. Також пил може бути однією з причин розвитку алергії, астми, фіброзних захворювань дихальної системи. Ще більш різноманітний органічний пил, який включає в себе аліфатичні та ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вони утворюються при спалюванні залишкових нафтопродуктів, у процесі піролізу на нафтопереробних, нафтохімічних та інших підприємствах.

Для скорочення і зменшення викидів хімічних речовин в атмосферне повітря міста на промислових підприємствах необхідно вживати наступні заходи: проектувати виробництво так, щоб викиди були свідомо мінімальні, суворо дотримуватися технологічного режиму виробництва, вживати заходи щодо запобігання аварій, проводити боротьбу з емісією промислових газів в атмосферу, здійснювати переробку і утилізацію відходів з використанням вторинних матеріально-енергетичних ресурсів.

Це далеко не всі аспекти цієї великої проблеми і досить мала частина заходів її вирішення. Щоб повністю не зруйнувати місце свого проживання та існування всіх інших форм життя, людині необхідно дуже обережно ставитися до навколишнього середовища, контролювати пряме і непряме виробництво хімічних речовин, всебічно досліджувати дану проблему, об'єктивно оцінювати вплив хімічних забруднюючих речовин на біоту, аналізувати та застосовувати методи мінімізації шкідливого впливу хімічних речовин на навколишнє середовище.

3. Забруднення атмосфери міст

3.1 Основні забруднюючі речовини

Існує два основних джерела забруднення атмосфери: природний і антропогенний. Природний - це вулкани, лісові пожежі, вивітрювання, процеси розкладання рослин і тварин. Джерелом антропогенного забруднення атмосфери різними речовинами є теплоенергетика, нефтегазопереработка, промисловість, транспорт і ін. На думку фахівців, у результаті діяльності людини в атмосферу Землі щорічно надходить 25,5 мільярдів тонн оксидів вуглецю, 190 мільйонів тонн оксидів сірки, 65 мільйонів тонн оксидів азоту, 1,4 мільйони тонн хлорфторуглеродов. Половина всіх викидів в атмосферу доводиться на підприємства таких галузей промисловості, як енергетика 24,8% і металургія 26,2%.

В останні роки найбільша кількість шкідливих речовин в атмосферу викидається з вихлопними газами автомобілів, причому їхня частка постійно зростає. У нашій країні вона становить більше 30%, а в США - більше 60% від загального викиду забруднюючих речовин в атмосферу.

Особливу тривогу викликає стан повітря у великих містах. Так, у Москві викиди шкідливих речовин від автотранспорту перевищили 800 тисяч тонн у рік, що становить 70 відсотків від загальної кількості забруднюючих речовин, що надходять в атмосферу міста за рік.

Різні негативні зміни атмосфери Землі зв'язані головним чином зі зміною концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря. Так, установлено, що основними причинами парникового ефекту є диоксид вуглецю, метан, оксид азоту, озон і фреони. Виникла проблема виснаження озонового шару, у тому числі появи озонової діри а Антарктиді й Арктиці, пов'язана з надмірним застосуванням фреонів у виробництві й побуті.

Атмосферні забруднювачі розділяють на первинні, вступники безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, що надходить в атмосферу сірчистий газ окисляється до сірчаного ангідриду, що взаємодіє з парами води й утворить крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворяться кристали сульфату амонію.

Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами й компонентами атмосфери, утворяться інші побічні ознаки. Основним джерелом пирогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні й хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% добування щорічно твердого й рідкого палива. Основними шкідливими домішками пирогенного походження є наступні:

а) Оксид вуглецю. Виходить при неповному згорянні углеродистых речовин. У повітря він попадає в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами й викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу надходить в атмосферу не менш 1250 млн.т. Оксид вуглецю є сполукою, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери й сприяє підвищенню температури на планеті, і створенню парникового ефекту.

б) Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння серусодержащего палива або переробки сірчистих руд (до 170 млн.т. у рік). Частина сполук сірки виділяється при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах. Тільки в США загальну кількість викинутого в атмосферу сірчистого ангідриду склало 65 % від загальносвітового викиду.

в) Сірчаний ангідрид. Утвориться при окислюванні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкисляє ґрунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємств відзначається при низької хмарності й високої вологості повітря. Листові пластинки рослин, на відстані менш 11 км. від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні дрібними некротическими плямами, що утворилися в місцях осідання краплі сірчаної кислоти. Пирометалургічні підприємства кольорової й чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.

г) Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу роздільно або разом з іншими сполуками сірки. Основними джерелами викиду є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються повільному окислюванню до сірчаного ангідриду.

д) Оксиди азоту. Основними джерелами викиду є підприємства, що роблять азотні добрива, азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксилов азоту, що надходять в атмосферу, становить 20 млн.т. у рік.

е) Сполуки фтору. Джерелами забруднення є підприємство з виробництва алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Фторовмісні речовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук або пилу фторида натрію й кальцію. Сполуки характеризуються токсичною дією. Похідні фтору є сильними інсектицидами.

ж) Сполуки хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що роблять соляну кислоту, хлоровмісну пестицидами, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорну воду, вапно, соду. В атмосфері зустрічаються як домішка молекули хлору й пар соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видом сполук і їхньою концентрацією. У металургійній промисловості при виплавці чавуну й при переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отрутних газів. Так, розраховуючи на 1 т. передільного чавуну виділяється крім 12,7 кг. сірчистого газу й 14,5 кг пилових часток, що визначають кількість сполук миш'яку, фосфору, сурми, свинцю, пар ртуті й рідких металів, смоляних речовин і ціаністого водню.

3.2 Аерозольне забруднення атмосфери

Аерозолі - це тверді або рідкі частки, що перебувають у зваженому стані в повітрі. Тверді компоненти аерозолів у ряді випадків особливо небезпечні для організмів, а в людей викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення сприймаються у вигляді диму, туману, імли або серпанку. Значна частина аерозолів утвориться в атмосфері при взаємодії твердих і рідких часток між собою або з водяною парою. Середній розмір аерозольних часток становить 1-5 напівтемний В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 куб.км. часток штучного походження. Відомості про деякі джерела техногенного пилу наведені нижче:

Таблиця 1. Викид пилу, млн.т/рік

Спалювання кам'яного вугілля 93,600
2. Виплавка чавуну 20,210
3. Виплавка міді (без очищення) 6,230
4. Виплавка цинку 0,180
5. Виплавка олова (без очищення) 0,004
6. Виплавка свинцю 0,130
7. Виробництво цементу 53,370

Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові й сажнові заводи. Аерозольні частки від цих джерел відрізняються більшою розмаїтістю хімічного складу. Найчастіше в їхній сполуці виявляються сполуки кремнію, кальцію й вуглецю, рідше - оксиди металів: заліза, магнію, марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, сурми, бісмуту, селену, миш'яку, берилія, кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також азбесту.

Ще більша розмаїтість властиво органічного пилу, що включає ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вони утворються при спалюванні залишкових нафтопродуктів, у процесі піролизу на нафтопереробних, нафтохімічних і інших подібних підприємствах.

Постійними джерелами аерозольного забруднення є промислові відвали - штучні насипи з перевідкладеного матеріалу, переважно розкривних порід, утворених при видобутку корисних копалин або ж з відходів підприємств переробної промисловості ТЕС.

Джерелом пилу й отрутних газів служать масові підривні роботи. Так, у результаті одного середнього по масі вибуху (250-300 тонн вибухових речовин) в атмосферу викидається близько 2 тис.куб.м. умовні оксиди вуглецю й більше 150 т. пилу.

Виробництво цементу й інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв - здрібнювання й хімічна обробка напівфабрикатів і одержуваних продуктів у потоках гарячих газів завжди супроводжується викидами пилу й інших шкідливих речовин в атмосферу.

До атмосферних забруднювачів відносяться вуглеводні - насичені й ненасичені, що включають від 1 до 13 атомів вуглецю. Вони піддаються різним перетворенням, окислюванню, полімеризації, взаємодіючи з іншими атмосферними забруднювачами після порушення сонячною радіацією. У результаті цих реакцій утворяться перекісні сполуки, вільні радикали, сполуки вуглеводнів з оксидами азоту й сірки часто у вигляді аерозольних часток. При деяких погодних умовах можуть утворюватися особливо більші скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок у приземному шарі повітря.

Звичайно це відбувається в тих випадках, коли в шарі повітря безпосередньо над джерелами пилогазовій емісії існує інверсія - розташування шару більше холодного повітря під теплим, що перешкоджає повітряним масам і затримує перенос домішок нагору. У результаті шкідливі викиди зосереджують під шаром інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однієї із причин утворення раніше невідомого в природі фотохімічного туману.

3.3 Фотохімічний туман (змог)

Озон, утворений близько в поверхні Землі, називають шкідливим. Він виникає під час грози, при ударі блискавки, роботі рентгенівського встаткування, його запах можна відчути біля працюючого копіювального встаткування. У забрудненому оксидами озону повітрі під дією сонячних променів утвориться озон, що сприяє утворенню небезпечного явища, називаного фотохімічним смогом.

Фотохімічний туман являє собою багатокомпонентну суміш газів і аерозольних часток первинного й вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту й сірки, численні органічні сполуки перекісної природи, називані в сукупності фотооксидантами.

Фотохімічний смог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації й затишності або дуже слабкого обміну повітря в приземному шарі при потужній і протягом не менш доби підвищеної інверсії. Стійка безвітряна погода, що звичайно супроводжується інверсіями, необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин.

Такі умови створюються частіше в червні-вересні й рідше взимку. При тривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплення молекул диоксида азоту з утворенням оксиду азоту й атомарного кисню. Атомарний кисень із молекулярним киснем дають озон. Здавалося б, останній, окисляючи оксид азоту, повинен знову перетворюватися в молекулярний кисень, а оксид азоту - у диоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефінами вихлопних газів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку й утворять осколки молекул і надлишок озону. У результаті триваючої дисоціації нові маси диоксида азоту розщеплюються й дають додаткові кількості озону.

Виникає циклічна реакція, у підсумку якої в атмосфері поступово накопичується озон. Цей процес у нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію олефинами. В атмосфері концентруються різні перекиси, які в сумі й утворять характерні для фотохімічного туману оксиданты. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, що відрізняються особливою реакційною здатністю.

Такі смоги - нерідке явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи й Америки. По своєму фізіологічному впливі на організм людини вони вкрай небезпечні для дихальної й кровоносної системи й часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

3.4 Забруднення радіоактивними опадами

Радіоактивні опади - один з найнебезпечніших наслідків забруднення атмосфери людиною. Вони являють собою пил і крапельки атмосферної вологи, що містить радіоактивні атоми. Такі атоми утворяться в ході випробування ядерної зброї або аварії на атомній електростанції.

Найважчі часточки з пилової радіоактивної хмари осідають на землю в перші годинники або хвилині після виникнення. Більше легкі затримуються в атмосфері на тривалий час. Вони можуть переноситься вітром на більші відстані, іноді за десятки тисяч кілометрів. Після довгої подорожі в атмосфері радіоактивні атоми, їх ще називають радіонуклеотиди, вертаються на поверхню землі разом зі снігом, дощем або туманом.

Радіоактивний пил осідає на ґрунті, попадає у водойми, забруднює житлові будинки, підприємства, дороги. Вона попадає на поверхню рослин, шкіру тварин і людини.

Радионуклеотиды, що потрапили на шкіру людини, можна змити водою, однак вони проникають усередину організму разом з водою, що ми п'ємо, повітрям, яким ми дихаємо, їжею, що ми їмо. Радіоактивні атоми випромінюють велика кількість енергії у вигляді електромагнітних хвиль і заряджених часток. Радіація руйнує живі клітки, і насамперед їхній генетичний апарат, послабляючи захист організму від різних хвороб.

Радіоактивні опади, як і інші види забруднень, викликаних діяльністю людини, стали в цей час небажаною реальністю для багатьох жителів Росії. Знання проблем, породжуваних радіоактивними опадами, дозволяє підвищити екологічну безпеку населення. Особливо це важливо в районах, що постраждали від аварії на чорнобильській атомній станції, і в інших районах нашої країни з більшим радіоактивним забрудненням.

4. Забруднення вод

Усяка водойма або водне джерело пов'язаний з зовнішнім середовищем. На нього впливають умови формування поверхневого або підземного водного стоку, різноманітні природні явища, індустрія, промислове й комунальне будівництво, транспорт, господарська й побутова діяльність людини. Наслідком цих впливів є привнесення у водне середовище нових, невластивих їй речовин - забруднювачів, що погіршують якість води. Забруднення, що надходять у водне середовище, класифікують по різному, залежно від підходів, критеріїв і завдань. Так, звичайно виділяють хімічне, фізичне й біологічне забруднення.

Хімічне забруднення являє собою зміну природних хімічних властивостей вода за рахунок збільшення змісту в ній шкідливих домішок як неорганічної (мінеральні солі, кислоти, луги, глинисті частки), так і органічної природи (нафта й нафтопродукти, органічні залишки, поверхнево-активні речовини, пестициди).

4.1 Неорганічне забруднення водойм

Водойми забруднюються стічними водами промислових і комунальних підприємств, при заготівлі, обробці й сплаві лісоматеріалів, водами шахт, рудників, нафтопромислів, викидами водного, залізничного й автомобільного транспорту.

Широке застосування синтетичних мийних засобів у побуті й промисловості приводить до збільшення їхньої концентрації в стічних водах. При концентрації 1 мг/л гинуть дрібні планктонні організми, такі як водорості, дафнії, коловертки. При концентрації 5 мг/л гине риба. Синтетичні мийні засоби практично не віддаляються очисними спорудженнями, тому вони досить часто попадають у водойми, а звідти - у водопровідну воду.

Основними неорганічними (мінеральними) забруднювачами прісних і морських вод є різноманітні хімічні сполуки, токсичні для мешканців водного середовища. Це сполуки миш'яку, свинцю, кадмію, ртуті, хрому, міді, фтору. Більшість із них попадає у воду в результаті людської діяльності. Важкі метали поглинаються фітопланктоном, а потім передаються по харчовому ланцюзі більше високоорганізованим організмам. Токсичний ефект деяких найпоширеніших забруднювачів гідросфери представлений у таблиці 3.1.

Крім перерахованих у таблиці речовин, до небезпечних заразителям водної середовища можна віднести неорганічні кислоти й підстави, що спричиняються широкий диапозон рн промислових стоків (1,0 - 11,0) і здатних змінювати рн водного середовища до значень 5,0 або вище 8,0 , тоді як риба в прісній і морській воді може існувати тільки в інтервалі рн 5,0 - 8,5.

Кілька сотень мешканців водойм дуже чутливі до присутності у воді органічних речовин і тому служать індикаторами благополуччя водних экосистем. Установлено, що деякі водні безхребетні здатно накопичувати велику кількість радіоактивних елементів і ядохимикатов, тому їх використовують як індикатори забруднення природного середовища.

Природна вода має здатність до самоочищення під впливом природних факторів: сонячного світла, атмосферних газів, життєдіяльності організмів - бактерій, грибів, зелених рослин, тварин. У процесі природного самоочищення при багаторазовому розведенні стоків чистою водою в ріці через 24 години залишається близько 50 відсотків бактерій, а через 36 годин - тільки 0,5 відсотка.

Багато великих рік піддалися сильному забрудненню, так наприклад практично повністю забруднені: Ока, Волга, Кама, Об, Іртиш. У цьому районі розташовується безліч радіаційно-небезпечних об'єктів таких як склади хімічної зброї(Волга, Ока, Кама), атомні електростанції, поховання ядерних відходів... У порівнянні з ними наша ріка Лена чиста, хоча на початку сезону навігації “ми п'ємо солярку”, неважко представити, що діється в тих ріках.

Серед основних джерел забруднення гідросфери мінеральними речовинами й біогенними елементами варто згадати підприємства харчової промисловості й сільське господарство. Зі зрошуваних земель щорічно вимивається близько 10 млн.т. солей.

Відходи, що містять ртуть, свинець, мідь локалізовані в окремих районах у берегів, однак деяка їхня частина виноситься далеко за межі територіальних вод. Забруднення ртуттю значно знижує первинну продукцію морських экосистем, придушуючи розвиток фітопланктону. Відходи, що містять ртуть, звичайно скапливаются в донних відкладеннях заток або естуаріях рік. Подальша її міграція супроводжується нагромадженням метилової ртуті і її включенням у трофічні ланцюги водних організмів.

Так, сумну популярність придбала хворобу Минамата, уперше виявлену японськими вченими в людей, що вживали в їжу рибу, виловлену в затоці Минамата, у який безконтрольно скидали промислові стоки з техногенною ртуттю. При сильному забрудненні самоочищення води не відбувається через загибель організмів і порушення природних біологічних процесів. Тому залежно від ступеня й характеру забруднення застосовують спеціальні методи відчищання стічних вод: механічні, хімічні й біологічні. Але тому що це погано фінансується відчищання ведеться погано.

4.2 Органічні забруднення (нафта)

Багато морів осягла та ж доля, що й ріки, наприклад прибережні води Охотського моря забруднені великими нафтовими плямами, так само забруднені й донні відкладення. У Японського моря та ж проблема. Практично повністю забруднене Баренцево море, великі нафтові плями плавають по Каспійському й Чорному морям.

Сьогодні мешканці морів страждають від згубних забруднень, викликаних діяльністю людини. Страждають водорості й молюски, ракоподібні й медузи. Хворіють і гинуть риби й дельфіни. Один з найнебезпечніших забруднювачів - нафта, що попадає у воду при аварії танкерів або при видобутку її з морських глибин. У побут фахівців увійшло навіть стало тепер широко розповсюдженим поняття «чорний прибій». Загибель і спустошення приносить цей «прибій» мешканцям моря й узбережжя.

Нафта являє собою грузлу маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і володіє слабкої флуорисцензією. Нафта складається переважно з насичених аліфатичних і гідроароароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти - вуглеводні (до 98%) - підрозділяються на 4 класи:

а) Парафины (алкены) - (до 90% від загальної сполуки) - стійкі речовини, молекули яких виражені прямою й розгалуженим ланцюгом атомів вуглецю. Легені парафины мають максимальну летючість і розчинністю у воді.

б) Циклопарафины - ( 30 - 60% від загальної сполуки) - насичені циклічні сполуки з 5-6 атомами вуглецю в кільці. Крім циклопентана й циклогексану в нафті зустрічаються бициклические й поліциклічні сполуки цієї групи. Ці сполуки дуже стійкі й погано піддаються переробці.

в) Ароматичні вуглеводні - (20 - 40% від загальної сполуки) - ненасичені циклічні сполуки ряду бензолу, що містять у кільці на 6 атомів вуглецю менше, ніж циклопарафіни. У нафті присутні летучі сполуки з молекулою у вигляді одинарного кільця (бензол, толуол, ксилол), потім біциклічні (нафталін), напівциклічні (пирен).

г) Олефіни (алкены) - (до 10% від загальної сполуки) - ненасичені нециклічні сполуки з одним або двома атомами водню в кожного атома вуглецю в молекулі, що має пряму або розгалужений ланцюг.

Учені всього світу шукають способи боротьби з подібними забрудненнями. Проводять експерименти, використовуючи живі організми для очищення моря. Нафта попадала в море природним шляхом задовго до того, як людина стала забруднювати природу. У море найшлися бактерії, які почали неї використовувати в їжу.

Невелика кількість бактерій завжди присутня навіть у чистій воді. Зачувши видобуток, бактерії - “нафтоїди” починають посилено харчуватися й активно розмножуватися. Їхнє число поблизу плям нафти й нафтопродуктів різко збільшується. Пройде кілька днів - і небезпечна райдужна пляма зникне, перетворене невтомними мікробами в нешкідливі для інших морських істот тридцятилітні. Самі ж бактерії, що розмножилися, стануть їжею для мікроскопічних планктонів.

Все б добре, але погано те, що при катастрофах супертанкерів і аваріях на нафтових платформах у море виливаються сотні тисяч тонн нафти!

Аварійні ситуації, зливши за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це спричиняється присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів. У період за 1962-1979 роки в результаті аварій у морське середовище надійшло близько 2 млн. т. нафти. За останні 30 років, починаючи з 1964 року, пробурено близько 2000 свердловин у Світовому океані, з них тільки в Північному морі 1000 і 350 промислових шпар обладнано. Через незначні витоки щорічно губиться 0,1 млн.т. нафти. Більші маси нафти надходять у моря по ріках, з побутовими й зливовими стоками.

Об'єм забруднень із цього джерела становить 2,0 млн.т./рік. Зі стоками промисловості щорічно попадає 0,5 млн.т. нафти. Потрапляючи в морське середовище, нафту спочатку розтікається у вигляді плівки, утворюючи шари різної потужності. По кольорі плівки можна визначити її товщину

Зовнішній вигляд	Товщина, напівтемних	Кількість нафти, л/кв.км
1. Ледь помітна	0,038	44
2. Сріблистий відблиск	0,076	88
3. Сліди фарбування	0,152	176
4. Яскраво пофарбовані	0,305	352
5. Тускло пофарбовані	1,016	1170
6. Темно пофарбовані	2,032	2310

Нафтова плівка змінює сполуку спектра й інтенсивність проникнення у воду світла. Пропущення світла тонкими плівками сирої нафти становить 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм).

Плівка товщиною 30-40 напівтемних повністю поглинає інфрачервоне випромінювання. Змішуючись із водою, нафта утворить емульсію двох типів: пряму - "нафта у воді"- і зворотну - "вода в нафті". Прямі емульсії, складені крапельками нафти діаметром до 0,5 напівтемних, менш стійкі й характерні для нафтей, що містять поверхнево-активні речовини. При видаленні летучих фракцій, нафта утворить грузлі зворотні емульсії, які можуть зберігатися на поверхні, переноситися, викидатися на берег і осідати на дно.

З такою кількістю «бруду» морським очисникам швидко впорається не під силу. А час дуже важливий фактор. Чим скоріше буде відчищене море, тим менше загине й постраждає його мешканців.

Більші надії покладають на біологічний метод очищення - штучне розведення мікробів - пожирателів нафти. Їхньої культури в сухому стані можуть роками зберігається в спеціальних упакуваннях, а при аваріях їх будуть висівати в більших кількостях на нафтову пляму.

4.3 Біологічне забруднення або «червоний приплив»

У просторах Світового океану іноді спостерігаються явища, що вражають своєю незвичайністю. З незапам'ятних часів людині відомий так званий червоний приплив, під час якого величезні ділянки поверхні океану офарблюються в лиховісний криваво - червоний колір. Червоний приплив викликав марновірний жах у мореплавців стародавності й служив дурною ознакою. Часто наступні події виправдували побоювання людей. Відомі випадки, коли екіпажі судів одержали сильні отруєння, уживаючи в їжу виловлених у тих місцях рибу й молюсків. У сучасної людини червоний приплив викликає не марновірний страх, а цілком обґрунтовану тривогу. Останнім часом ці припливи трапляються все частіше й охоплюють прибережні води всіх континентів, за винятком Антарктиди.

Таємниця червоного припливу була відкрита ще в минулому столітті, коли з'ясувалося, що морська вода стає червоною , червоно-кривавого кольору через бурхливе розмноження деяких видів одноклітинних водоростей. Як виявилося, ці організми токсичні, які виробляють отруйні речовини. Одні з них токсичні споконвічно, інші починають виділяти отрути в несприятливих умовах, наприклад, коли в процесі харчування їм не вистачає яких-небудь речовин. Ці отрути по харчових ланцюжках попадають в інші морські організми. У результаті гинуть планктони, донні тварини, риби, кити, морські птахи. Токсини небезпечні й для людини. Деякі з них мають канцерогенні властивості, тобто можуть викликати злоякісні утворення. Часті випадки червоних припливів учені зв'язують із забрудненням океану відходами виробництва.

4.4 Теплове забруднення

Теплове забруднення поверхні водойм і прибережних морських акваторій виникає в результаті скидання нагрітих стічних вод електростанціями й деякими промисловими виробництвами. Скидання нагрітих вод у багатьох випадках спричиняється підвищення температури води у водоймах на 6-8 градусів Цельсия. Площа плям нагрітих вод у прибережних районах може досягати 30 кв.км. Більше стійка температурна стратифікація перешкоджає водообміну поверхневим і донним шарам. Розчинність кисню зменшується, а споживання його зростає, оскільки з ростом температури підсилюється активність аеробних бактерій, що розкладають органічну речовину. Підсилюється видова розмаїтність фітопланктону й всієї флори водоростей. На підставі узагальнення матеріалу можна зробити висновок, що ефекти антропогенного впливу на водне середовище проявляються на індивідуальному й популяционно-биоценотическом рівнях, і тривала дія забруднюючих речовин приводить до спрощення экосистеми.

5. Забруднення ґрунту

Ґрунтовий покрив Землі являє собою найважливіший компонент біосфери Землі. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері.

Найважливіше значення ґрунтів складається в акумулюванні органічної речовини, різних хімічних елементів, а також енергії. Ґрунтовий покрив виконує функції біологічного поглинача, руйнівника й нейтралізатора різних забруднень. Якщо ця ланка біосфери буде зруйновано, то сформоване функціонування біосфери необоротно порушиться. Саме тому надзвичайно важливе вивчення глобального біохімічного значення ґрунтового покриву, його сучасного стану й зміни під впливом антропогенної діяльності. Одним з видів антропогенного впливу є забруднення пестицидами.

5.1 Пестициди як забруднюючий фактор

Пестициди - це загальна назва великої групи ядохімікатів, використовуваних для захисту рослин, знищення паразитів, переносників захворювань людини й сільськогосподарських тварин.

Окремі групи пестицидів одержали свою назву залежно від того, на кого спрямовано їхня дія. Інсектициди знищують комах. Фунгіциди діють на гриби. Вони необхідні, наприклад, при механізованому збиранні хлопковолокна. Гербіциди використовуються для знищення бур'янів.

Порівняно недавно людство усвідомило реальну загрозу, що представляє надмірне застосування пестицидів. Потрапляючи на рослини, у ґрунт і водойми, пестициди концентруються живими організмами й порушують рівновага в природних экосистемах. По ланцюжках харчування вони переходять в організм людини, порушуючи його життєдіяльність.

Так, за результатами досліджень, проведені в нашій країні, за останні роки відзначається підвищення ступеня забруднення ґрунтів хлорорганічними й фосфорорганічними пестицидами. Їхні небезпечні кількості виявлені в продуктах харчування, питній воді, навіть у молоці матерів, що годують, і в тканинах новонароджених дітей.

Непомірне застосування пестицидів негативно впливає на якість ґрунту. У зв'язку із цим посилено вивчається доля пестицидів у ґрунтах й можливості їх знешкоджувати хімічними й біологічними способами.

Дуже важливо створювати й застосовувати тільки препарати з невеликою тривалістю життя, вимірюваної тижнями або місяцями. У цій справі вже досягнуті певні успіхи й впроваджуються препарати з великою швидкістю деструкції, однак проблема в цілому ще не вирішена.

5.2 Кислі атмосферні випади на сушу (кислотні дощі)

Одна з найгостріших глобальних проблем сучасності й доступного для огляду майбутнього - це проблема зростаючої кислотності атмосферних опадів і ґрунтового покриву. Райони кислих ґрунтів не знають посух, але їхня природна родючість знижена й хитливо; вони швидко виснажуються й урожаї на них низькі.

Кислотні дощі викликають не тільки підкислення поверхневих вод і верхніх обріїв ґрунтів. Кислотність зі спадними потоками води поширюється на весь ґрунтовий профіль і викликає значне підкислення ґрунтових вод. Кислотні дощі виникають у результаті господарської діяльності людини, що супроводжується емісією колосальних кількостей оксилов сірки, азоту, вуглецю.

Ці оксилы, надходячи в атмосферу переносяться на більші відстані, взаємодіють із водою й перетворюються в розчини суміші сірчистої, сірчаної, азотистої, азотної й вугільної кислот, які випадають у вигляді "кислих дощів" на сушу, взаємодіючи з рослинами, ґрунтами, водами.

Головними джерелами в атмосфері є спалювання сланців, нафти, вугіль, газу в індустрії, у сільському господарстві, у побуті. Господарська діяльність людини майже вдвічі збільшила надходження в атмосферу оксилов сірки, азоту, сірководню й оксиду вуглецю. Природно, що це позначилося на підвищенні кислотності атмосферних опадів, наземних і ґрунтових вод. Для рішення цієї проблеми необхідно збільшити об'єм систематичних представницьких вимірів сполук забруднюючу атмосферу речовин на більших територіях.

Кислотні дощі приносять багато неприємностей для людей. Наприклад людина попавший під кислотний дощ у найкращому разі облисіє, у гіршому одержить кислотний опік, облисіє й прийде додому в зіпсованому одязі.

Висновок

Охорона природи - завдання нашого століття, проблема, що стала соціальної. Знову й знову ми чуємо про небезпеку, що загрожує навколишньому середовищу, але дотепер багато хто з нас розуміє їх шкідливу дію , але неминучим породженням цивілізації й думають, що ми ще встигнемо впоратися з усіма утрудненнями, що виявилися.

Однак вплив людини на навколишнє середовище прийняло загрозливі масштаби. Щоб у корені поліпшити положення, знадобляться цілеспрямовані й продумані дії. Відповідальна й діюча політика стосовно навколишнього середовища буде можлива лише в тому випадку, якщо ми нагромадимо надійні дані про сучасний стан середовища, обґрунтовані знання про взаємодію важливих екологічних факторів, якщо розробить нові методи зменшення й запобігання шкоди, наносимого Природі Людиною.

Література

1. Наша Планета; Москва; 2011 рік.

2. Пьер Агесс; Ключі до екології; Ленінград; 2008 рік.

3. В.З.Черняк; Сім чудес і інші; Москва; 2010 рік.

4. Френц Щебек; Варіації на тему однієї планети; 2009 рік.

5. Економічна й соціальна географія миру.

6. Енциклопедія «Я пізнаю мир» (Екологія).

7. Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология. Природа - Человек - Техника / под общ. ред. А.П.Кузьмина. - М.: ЮНИТИ, 2009. - 448 с.

8. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды: Учебник для вузов. - М.: Мир, 2009. - 296 с.

9. Екологічна хімія: пер. з нім. / під ред. Ф.Корте. - М.: Мир, 2006. - 396 с.

Размещено на Allbest.ur