Загрязнения

Экология.

Загрязнения.

      Загрязнение – это привнесение в среду, или образования в ней новых, обычно нехарактерных для неё  физически, химических, информационных или биохимических агентов, или  превышение в рассматриваемое время  среднего многолетнего уровня перечисленных агентов в среде, нередко приводящее к негативным последствиям.

      В зависимости от происхождения  и источников делят на:

      1) Естественные – загрязнение происходит  в результате природных процессов,  без воздействия человека.

      2) Антропогенные – связаны с человеком.

      Типы  загрязнителей отличаются в зависимости  от степени разложения:

      1) Стойкие – большинство солей тяжёлых металлов и др. вещества,  разлагаются со скоростью несравнимо малой по сравнению со скоростью их внесения в среду.

      2) Нестойкие – вещества со скоростью разложения близкой к природной – фосфаты и другие.

      В зависимости от материальности загрязнения делят на 2 основных типа:

      1) Материальные – к нему относятся механические, т.е. загрязнение среды агентами, оказывающими воздействие без физико-химических последствий; химическое – изменение естественных химических свойств среды, в результате которых среднее многолетнее колебание содержания веществ повышается или понижается, или в среду проникают агенты в нормальном состоянии отсутствующие в ней, либо в концентрации превышающих норму; биологические (микробиологические) – появление большого количества организмов или микроорганизмов, часто связанных с их массовым размножением на антропогенных субстратах или средах, изменённых человеческой деятельностью.

      2) Физические (или энергетические) –  изменение температуры среды, часто связанное с выбросами нагретого воздуха, или сбросами сточных вод; световое – это нарушение естественной  освещённости от воздействия искусственных источников; шумовое – это увеличение интенсивности, или повторяемость шума сверх природного уровня; электромагнитное – это изменение электромагнитных свойств среды от линий электропередач, радио, телевидения и т.д.; радиоактивное – это повышение естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

      Основные  нормативные показатели:

1. ПДК – предельно допустимая концентрация – исчисляется мг/м³ в атмосфере; мг/л – в гидросфере;  мг/кг (г/кг) – в почве – ПДК – это максимальная концентрация примесей, которые при периодическом воздействии не оказывают на человека или среду вредного влияния, включая отдалённые последствия;
2. ПДС – предельно допустимый сброс – это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте;
3. ПДВ – предельно допустимый выброс – максимально допустимый выброс примесей от источников с учётом их рассеяния в атмосфере, которые не создадут концентрацию, не превышающую ПДК.

      Биологическое усиление – стойкие загрязняющие вещества имеют тенденцию к аккумуляции в живых организмах, в результате при прохождении данных веществ с одного трофического уровня на другой по пищевой цепи резко увеличивают свою концентрацию содержания в организме.

      Загрязнение атмосферы – различают:

1. от естественных источников поступает пыль в результате дефляции почв, выветривании горных пород, пыль вулканическая и т.д.; соли – источники – солончаки, сланцы, солоди – дефляция почв и т.д.; газы – болото, извержение вулкана; жидкое испарение; микроорганизмы;
2. от антропогенных источников – теплоэнергетика, чёрная и цветная металлургия, нефтяная промышленность и её отрасли, автотранспорт, строительная индустрия, химическая промышленность; выбросы – зола, пыль, окись цинка, силикаты, серные и сернистые ангидриды, сероводород, альдегиды, углеводороды, смолы, оксиды азота, аммиак, озон, оксиды углерода, фтористый и хлористый водород, радиоактивный газы и аэрозоли.

Источники загрязнения классифицируются:

      1) По назначению:

      А) Технологические

      Б) Вентиляционные

      2) По месту расположения выделяют:

      А) Незатемнённые – высокие трубы, точечные источники, удаляющие загрязнение  более чем на 2,5 высоты окружающего здания.

      Б) Затененные – это низкие источники, удаляющие загрязнения менее  чем на 2,5 высоты окружающего здания.

      В) Наземные – разлитые вещества, открытое оборудование, сбросы.

      3) По геометрической форме:

      А) Точечные – трубы, шахты, вентиляционные шахты, отдельно стоящие.

      Б) Линейные – автостоянки, открытые окна, близко расположенные вытяжки.

      4) По режиму работы выделяют:

      А) Непрерывные.

      Б) Периодические.

      В) Залповые – выделяется большое количество загрязняющих веществ за короткое время.

      Г) Мгновенные – выброс за доли секунды, в основном на большую высоту.

      5) По дальности расположения выделяют

      А) Внутриплощадочные т.е. высокие концентрации образуются только внутри промышленных площадок.

      Б) Внеплощадочные – высокие концентрации загрязняющих веществ, выходят за пределы промышленных площадок и достигают жилых зон.

      6) По агрегатному состоянию:

      А) Твёрдые

      Б) Жидкие

      В) Газообразные

      Г) Смешанные

      Промышленные  выбросы классифицируются:

      1) По организации отвода и контроля

      А) Организованные

      Б) Неорганизованные.

      2) По режиму отвода:

      А) Непрерывные

      Б) Периодические.

      3) По температуре. 

      А) Нагретые (температура выше окружающей среды)

      Б) Холодные (температура не выше окружающей среды)

      4) По локализации:

      5) По очистке выделяют:

      А) Выбрасываемые без очистки

      Б) Выбрасываемые после очистки, только организованные.

      Организованный промышленный выброс – это выброс поступающий в атмосферу через специальные инженерные сооружения: трубы, воздухоотводы и т.д.  Неорганизованные промышленный выброс – это выбросы, попадающие в атмосферу в виде ненаправленных потоков газов из-за нарушения герметичности оборудования по откачке газа и т.д.

      Кроме того, различают первичные выбросы – поступающие непосредственно от источника и вторичные – это продукты переработки первичных.

      Поведение выбросов

      Загрязняющие  вещества, поступающие в атмосферу, постепенно рассеиваются в ней до уровня, не представляющего опасности. Это происходит благодаря циркуляции атмосферы. Ветры переносят загрязнения с океанов на континенты, а потоки воздуха от земли выносят загрязнения в верхние слои атмосферы.

      Инверсия температурная – это состояние, при котором температура воздуха в тропосфере не убывает в атмосфере. В результате холодный и более тяжёлый воздух располагается ниже тёплого и не может подняться вверх и рассеяться.

      Возникновение температурной инверсии

      Солнечные лучи нагревают поверхность Земли от которой нагревается и прилегающий к не слой воздуха. Ночью Земля излучает тепло, охлаждается и охлаждает прилегающий к ней слой воздуха. Утром происходит инверсия, ближе к поверхности Земли располагается холодный воздух, а выше тёплый. Днём обычно инверсия прекращается.

      При инверсии происходит быстрое накопление загрязнений в холодном воздухе, в результате появляется смог. Основные виды смога:

      1) Ледяной смог (смог аляскиного  типа) – это сочетание газообразных  загрязнителей, пылевых частиц и кристаллов льда.

      2) Лондонский смог (или влажный)  представляет собой сочетание  газообразных загрязнителей, частиц пыли и капель тумана.

      3) Фотохимический смог (сухой, лос-анджелесского типа) – это вторичное загрязнение, возникает при разложении загрязняющих веществ солнечными лучами, в основном ультрафиолетового спектра. Основой для данного загрязнения является наличие и свойства компонентов азота.

      Оксиды  азота (NO, NO₂), озон (O₃), угарный газ, пероксиацетилнитраты (ПАН), альдегиды, углеводороды.

      Характеристика некоторых загрязняющих атмосферу веществ:

      1) Оксиды серы поступают в атмосферу  при сжигании богатых серой видов горючего – уголь и мазут – содержатся в сырой нефти, при перегонке которой большая часть серы обычно удаляется, отходы серы, обычно сжигаются.

      Оксиды  серы поступают из очистных сооружений металлургических предприятий. При  сжигании топлива сера окисляется, образуя двуокись и триокись (SO₂ и SO₃), на воздухе они превращаются в серную кислоту, присутствующую в виде лёгкого тумана. В результате разрушаются различные материалы, поражается растительность. Оксиды серы увеличивают заболеваемость дыхательных путей, приводящих к возникновению хронического гастрита. Помимо SO₂ сера является канцерогеном.

      2) Сероуглерод воздействует на кровеносную систему, вызывает развитие атеросклероза.

      3) Сероводород влияет на обоняние, вызывает слабость тошноту и как результат – расстройство нервной и сердечно сосудистой системы.

      4) Оксиды углерода – основной источник автотранспорт.

      Окись углерода CO – угарный газ, образуется при неполном сгорании топлива (при полном – CO₂ – углекислый газ) – бесцветен, без запаха, вдыхается с воздухом и поступает в кровь. Там он конкурирует с кислородом за гемоглобин (переносит кислород из лёгких к клеткам организма). Он соединяется с гемоглобином в 200 раз прочнее и легче, чем кислород. При большом содержании CO наступает смерть от удушья (асфиксии). С CO образуется карбоксигемоглобин, а с кислородом – оксигемоглобин. Результат – расстройство нервной и сердечно-сосудистой систем, атеросклероз. При 10% карбоксигемоглобина сильно нарушается навык вождения.

      5) Фотохимическое загрязнение – это результат образования соединения в ходе протекания некоторых фотохимических реакций (с использованием световой энергии). Возможность для реакции создают углеводороды и свойства окиси азота (NO). NO поступает при любом горении приблизительно 90%): из реакции между кислородом воздуха и азотом топлива, между азотом воздуха и кислородом воздуха из-за нагревания. Наибольший объём выбросов приходится на автотранспорт.

      Углеводороды  поступают из месторождений газа, нефти, они выделяются болотом (метан). 1/3 выбросов приходится на автотранспорт, от нефтеперегонных устройств и менее всего от промышленности.

      Содержание  NO увеличивается с увеличением выбросов химических веществ, например выхлопных газов. В ходе реакции углеводорода NO – его концентрация падает, но увеличивается концентрация NO₂.

      В результате фотодиссоциации NO₂, его количество уменьшается, увеличивается количество озона.

      Углеводороды  реагируют с NO₂, образуются пирокиацилнитраты (ПАН). Все вышеперечисленные вещества являются сильными окислителями, т.е. могут окислять вещества, не окисляемые воздухом.

      NO₂ – газ с неприятным запахом, способность ощущать запах быстро пропадает, при этом появляется ощущение сухости во рту и першения в горле. В результате – снижения давления, одышка, рвота, головокружение. NO₂ также соединяется с гемоглобином, образуя метгемоглобин. Углеводороды – тошнота, головокружения, сонливость, большинство является канцерогенами.