Содержание

Вступление

Наиболее  масштабным  и  значительным  является  химическое загрязнение среды несвойственными  ей  веществами  химической природы. Среди  них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения.  Прогрессирует и накопление углекислого  газа в атмосфере.  Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную  тенденцию  в  сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового  океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже  1/5  его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать  существенные нарушения  газо-  и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического  загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы.  В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Химическое  загрязнение биосферы.

В основном существуют три основных  источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство.

Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды  азота,  сероводород,  хлор, фтор,  аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути   и мышьяка;  химические и цементные заводы. Вредные газы попа дают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,  работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,  поступающие непосредственно  в атмосферу, и  вторичные,  являющиеся  результатом превращения последних.. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70%  ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного  происхождения  являются следующие:

а) Оксид  углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В  воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий.

б) Сернистый  ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд

в) Серный  ангидрид.   Образуется  при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является  аэрозоль  или раствор серной  кислоты  в дождевой воде,  который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу  десятки миллионов тонн  серного ангидрида.

г) Сероводород  и сероуглерод. Поступают в атмосферу  раздельно или  вместе в другими соединениями серы.  Основными источниками выброса являются предприятия  по  изготовлению  искусственного волокна,  сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. 

д) Оксиды  азота.  Основными  источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты,  анилиновые красители,  нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. 

е) Соединения фтора. Источниками  загрязнения  являются предприятия по производству алюминия,  эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в  атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим  эффектом.

ж) Соединения  хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих  соляную  кислоту,  хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. 

Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,  находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.  Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов,  а у людей вызывают специфические  заболевания.  В  атмосфере  аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная  часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей.

Основными источниками  искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС,  которые потребляют  уголь  высокой зольности, обогатительные фабрики,  металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения  являются  промышленные отвалы  -  искусственные  насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных  пород. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. 

При некоторых погодных условиях могут  образовываться особо большие скопления  вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.

Обычно  это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно  над  источниками газопылевой  эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха  под теплым, что  препятствует  воздушных  масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии,  содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования  ранее  неизвнстного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический  туман (смог). Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят  озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях:  наличии в атмосфере высокой концентрации  оксидов азота,  углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации  и  безветрия  иличень слабого  обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Химическое  загрязнение природных вод.

Всякий  водоем  или водный источник связан с окружающей его внешней средой.  На него оказывают влияние условия  формирования поверхностного или подземного водного стока,  разнообразные  природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт,  хозяйственная  и  бытовая деятельность человека.  Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ -  загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду,  классифицируют  по  разному,  в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения, как неорганической (минеральные соли,  кислоты, щелочи, глинистые частицы),  так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические  остатки,  поверхностноактивные  вещества, пестициды).

Неорганическое  загрязнение. Основными неорганическими (минеральными)   загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.  Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапозон  рН промышленных  стоков ( 11,0 - 11,0).  Среди основных источников  загрязнения гидросферы  минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем,  подавляя  развитие фитопланктона. Отходы,  содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек.  Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата,  впервые обнаруженную японскими учеными у людей,  употреблявших в пищу рыбу,  выловленную в заливе Минамата,  в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью.

Органическое  загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не  только  минеральные, биогенные элементы,  но и  органические остатки.  Сточные воды,  содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество,  пагубно влияют на состояние водоемов.  Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества,  такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке.  Наличие суспензий  затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.  Одним из основных санитарных требований,  предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества  кислорода.  Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно  активные вещества -  жиры,   масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между  водой и атмосферой,  что снижает степень насыщенности воды кислородом.  Значительный объем  органических  веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми  стоками.

Количество  в мировом стоке загрязняющих веществ, млн.т./год:

1. Нефтепродукты       26,563

2. Фенолы         0,460

3. Отходы  производств синтетических волокон   5,500

4. Растительные  органические остатки    0,170

5. Всего         33,273

В связи  с быстрыми темпами урбанизации  и несколько  замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами.  Бытовые отходы опасны не  только тем, что являются  источником  некоторых болезней  человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Проблема   загрязнения   Мирового   океана  (на примере ряда органических соединений)

Нефть и нефтепродукты. Нефть представляет  собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую  слабой  флуоресценцией.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее  распространенными загрязняющими  веществами в Мировом океане. К  началу  80-ых  годов в океан ежегодно поступало около 10,23%  мировой добычи нефти. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи.  Аварийные ситуации, слив за  борт  танкерами промывочных и балластных вод,  - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.

Нефтяная  пленка изменяет состав  спектра  и  интенсивность проникновения  в воду света. Пропускание света  тонкими пленками сырой нефти  составляет  1-10%  (280  нм),  60-70%  (400нм). Пленка толщиной   130-40 мкм  полностью поглощает инфракрасное излучение.  Смешиваясь  с  водой,  нефть   образует эмульсию двух типов: прямую  "нефть в воде"  и обратную  "вода в нефти" . При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

Пестициды. Пестициды составляют  группу  искусственно  созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы:   инсектициды - для борьбы  с вредными насекомыми,   фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений,   гербициды  -  против сорных растений.  Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и  подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями.