Зміст
Введення1. Людина і біосфера
2. Види, джерела, рівні антропогенних факторів
3. Вплив забруднення навколишнього середовища на довкілля й її компоненти
3.1 Атмосфера
3.2 Гідросфера
3.3 Літосфера
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Намагаючись розібратися в проблемах впливу людини на навколишнє середовище, способах захисту від негативних проявів цього впливу, людство створило безліч наук і наукових напрямків, кожне з яких оперує своєю термінологією, використовує свої методи досліджень. Однією з таких наук є "Безпека життєдіяльності".
"Безпека життєдіяльності" виникла на стику технічних, природних і соціальних наук. Її можна визначити як прикладну дисципліну, представляє собою систему науково-обгрунтованих інженерно-технічних заходів, спрямованих на збереження навколишнього середовища і здоров'я людини в умовах зростаючого промислового виробництва.
«Безпека життєдіяльності» - це область наукових знань, що вивчає шкідливі, небезпечні та особливо небезпечних антропогенні фактори і способи захисту від них людини в будь-яких умов її проживання.
Антропогенні фактори, що виникають у процесі життєдіяльності, впливають як на навколишнє середовище, так і на саму людину.
Актуальність теми продиктована часом: активізація господарсько-виробничої діяльності у сучасних умовах природокористування та глобальні масштаби її антропогенного впливу на головні складові біосфери створюють ситуацію гострого екологічної кризи, обумовлену деградацією об'єктів навколишнього середовища. У зв'язку з цим для оптимізації умов взаємодії людини з природою важливою є роль всебічного аналізу навколишнього природного середовища, головними завданнями якого є комплексна оцінка екологічного резерву біосфери та її потенційних можливостей до самовідновлення і самоочищення, аналіз широкого спектру різних типів впливів (як пріоритетних, так і не пріоритетним) на природні екосистеми і вивчення специфічних особливостей цих впливів
Мета даної роботи - розгляд антропогенних факторів та їх вплив на людину і навколишнє середовище. Розглянемо види, джерела та рівні антропогенних факторів, їх вплив на атмосферу, гідросферу, літосферу і людини, засоби захисту.
Заключна частина роботи - це розробка рекомендацій щодо вдосконалення системи раціонального взаємодії в системі людина - довкілля.
Джерелами для написання даної роботи послужили навчальні посібники та видання з БЖД, а також інтернет - ресурси.
1. Людина і біосфера
Тиск людини на біосферу почалося задовго до настання етапу промислової еволюції, бо цілі цивілізації загинули ще до нашої ери. Серед вороття загиблих цивілізацій - Середземноморська, цивілізація Майя, цивілізація острова Пасхи і ін Катастрофічні екологічні явища в минулому були в основному пов'язані не з забрудненням природного середовища, як зараз, а з її трансформаціями. Головна з них - деградація грунтів, ерозія, засолення і т.д.
Внаслідок антропогенного навантаження на біосферу виникли нові екологічні проблеми:
· Почалося потепління клімату нашої планети. У результаті «парникового ефекту» температура поверхні Землі за останні 100 років зросла на 0,5-0,6 єС. Джерелами СО 2, відповідальними за більшу частину парникового ефекту, є процеси спалювання вугілля, нафти і газу та порушення діяльності спільнот грунтових мікроорганізмів тундри, які споживають до 40% викидається в атмосферу СО 2;
· Значно прискорився процес підйому рівня Світового океану. За останні 100 років рівень моря піднявся на 10-12 см і зараз цей процес десятикратно прискорився. Це загрожує затопленням великих територій, що лежать нижче рівня моря (Голландія, область Венеції, Санкт-Петербург, Бангладеш тощо);
· Відбулося виснаження озонового шару атмосфери Землі (озоносфери), що затримує згубне для всього живого ультрафіолетове випромінювання. Вважається, що головний внесок у руйнування озоносфери вносять хлор-фтор-вуглеці (тобто фреони). Вони використовуються в якості хладоагентов і в балончиках з аерозолями. У
· Відбувається інтенсивне спустошення і збезлісення планети Земля. В Азії та Африці процес опустелювання йде зі швидкістю 6 млн. га в рік. Головною причиною опустелювання є невиправдане зростання поголів'я худоби, витоптують рослинний покрив. У Росії це відбувається в Калмикії і Нижньому Поволжі. Інтенсивно вирубуються ліси в Бразилії і Росії. Зведення лісів призводить до зниження продукції кисню, яка супроводжує процес фотосинтезу;
· Інтенсивно забруднюється Світовий океан. Забруднення супроводжує розробку морських родовищ нафти і є результатом промислових і комунальних стоків в океан. Світовий океан у результаті фотосинтетичної діяльності одноклітинних зелених водоростей дає 2 / 3 продукції кисню, що насичує атмосферу. Найбільшу небезпеку для життя Океану як живої спільноти представляє нафтове забруднення. Зараз в Океан щорічно виливається 10 млн т нафти, вуглеводні якої руйнуються мікроорганізмами, які перетворюють нафту на вуглекислий газ і воду. Але захисні сили Океану не безмежні. Модельні розрахунки показали, що одночасне попадання в Океан 25 млн т нафти знищить це унікальне живу спільноту, тобто буквально перекриє кисень біосфері.
Надходження кисню в атмосферу Землі в результаті фотосинтетичної діяльності щорічно становить 240 - 300 млрд т. Організми біосфери витрачають на дихання 90% цієї кількості, що залишилися 10% - 24-30 млрд т витрачаються промисловістю. Але з початку XXI ст. промисловість при темпах її розвитку споживає вже 57 - 60 млрд т кисню. Якщо не обмежити і не змінити технологію спалювання горючих копалин, то через 100 років вміст кисню в атмосфері знизиться з 21 до 8%. [1, c.15]
Хімічні та радіаційні забруднення природи, зменшення товщини озонового шару пригнічують насамперед імунну систему живих організмів, у тому числі і людини, викликаючи іммуннодефіцітние стан організму. При захворюванні на СНІД особливий вірус вражає імунну систему людини. У результаті організм втрачає захист і може загинути від самого простого захворювання. На відміну від вірусу СНІДу, що володіє величезною руйнівною силою, забруднення діють повільно, але настільки ж згубно.
Одним з головних чинників, що призвели до погіршення природного середовища Росії, стало необгрунтоване розвиток галузей мінерально-сировинного комплексу - добувної промисловості. Чисельність населення Росії становить менше 3% загальносвітової, але до останнього часу Росія виробляла понад 20% світового обсягу продукції гірничодобувної промисловості, і велика частина цієї сировини експортувалася. Структура російської видобувної промисловості така, що на виробництво її кінцевої продукції витрачається менше 7% сировинної маси, що витягується з надр Землі. Тут і терикони поблизу вугільних шахт, насипані прямо на родючий чорнозем, і неповне вилучення корисних копалин з надр, і спалювання попутного газу у факелах, і т.д. Так, наприклад, для підняття нафти з свердловин у всьому світі застосовується газ, а в Росії через відсутність відповідного компресорного обладнання в свердловину закачується вода. У результаті зі свердловин беруть тільки 30% нафти, вода змішується з нафтою і т.д. До того ж саме у добувній промисловості спостерігається найвищий рівень травматизму серед працюючих.
У структурі експорту Росії крім сирої нафти, газу і неразделанном на пиломатеріали лісу є метал та мінеральні добрива. На світовому ринку у Росії купують і чорні, і кольорові метали. Проте металургія - одне з найбільш екологічно брудних виробництв. Тому покупці нашої металургійної продукції воліють мати брудні виробництва в Росії, а не в себе вдома. Те ж саме відноситься до промисловості мінеральних добрив.
У результаті нестримної техногенної агресії середня тривалість життя в Росії знаходиться в кінці четвертого десятка країн світу, з виживання дітей у віці до 1 року (з дитячої смертності) - наприкінці п'ятого десятка країн (на рівні африканських країн), відстаючи від Індії, Бразилії та Південній Кореї. Сьогодні смертність в Росії перевищує народжуваність у 1,7 рази. У Росії склалася безпрецедентна ситуація зі смертністю чоловіків у працездатному віці від нещасних випадків, отруєнь і травм. Для країн Європи, США та Японії частка померлих від цих причин становить 5-5,5%, а в Росії 22-25%. У Росії у 40% чоловіків середня тривалість життя становить 58 років. [2, c. 48] Настільки драматична ситуація, вже призвела до депопуляції, коли смертність суттєво зростає, а народжуваність падає, властива винятково нашій країні. Це є результатом різкого погіршення екологічної обстановки, руйнування раніше існували в країні систем загальної профілактики захворювань і зневаги до правил і норм безпеки життєдіяльності.
2. Види, джерела, рівні антропогенних факторів
Щоб забезпечити своє існування, людство повинно мати їжу, воду, кров, одяг і т.д. Все це з неминучістю передбачає утворення різного роду відходів, які надходять до навколишнього середовища.
Теоретично, в умовах міста, можливо, уникнути забруднення навколишнього середовища: отримувати чисту воду із стічних вод, а на мулі стічних вод вирощувати сільськогосподарську продукцію. Навіть СО 2 і Н 2 О, що виділяються при диханні, можна було б перетворити за допомогою рослин і водоростей у вуглеводи і кисень. Однак відповідно до законів термодинаміки таке ізольоване існування речовин не може тривати нескінченно довго.
Будь-яка діяльність людини впливає на сумарні ресурси Землі. Здавалося б, в результаті такої діяльності ресурси Землі повинні вичерпатися. Однак не слід забувати, що Земля постійно отримує приплив нової енергії, джерелом якої є Сонце.
Таким чином, діяльність людини завдає шкоди довкіллю незалежно від його добрих намірів і завдання полягає в тому, щоб зробити наслідки цієї діяльності найменш згубними.
Забруднення навколишнього середовища - це процес привнесення в середу або виникнення в ній нових, звичайно не характерних для неї фізичних, хімічних, біологічних агентів, що роблять негативний вплив.
Існують три види забруднень: фізичне (сонячна радіація, електромагнітне випромінювання і т.д.), хімічна (аерозолі, важкі метали тощо), біологічне (бактеріологічне, мікробіологічне). Кожен вид забруднення має характерний і специфічний для нього джерело забруднення - природний або господарський об'єкт, що є початком надходження речовини-забруднювача в навколишнє середовище. Розрізняють природні і антропогенні джерела забруднення.
Основні природні джерела надходження токсикантів у навколишнє середовище - вітрова пил, лісові пожежі, вулканічний матеріал, рослинність, морські солі.
Антропогенні джерела - це первинне і вторинне виробництво кольорових металів, сталі, чавуну, заліза; видобуток корисних копалин; автомобільний транспорт; хімічна промисловість, виробництво міді, фосфатних добрив, процеси спалювання вугілля, нафти, газу, деревини, відходів та ін
Антропогенний потік надходження токсикантів у навколишнє середовище превалює над природним (50-80%) і лише в деяких випадках можна порівняти з ним.
В якості критеріїв кількісної оцінки рівня забруднення навколишнього середовища можуть бути використані індекс забруднення, гранично допустима, фонова і токсична концентрації.
Індекс забруднення (З) - показник, якісно і кількісно відображає присутність у навколишньому середовищі речовини-забруднювача і ступінь його впливу на живі організми.
Гранично допустима концентрація (ГДК) - кількість шкідливої речовини в навколишньому середовищі, яке при постійному контакті або при впливі за певний проміжок часу практично не впливає на здоров'я людини. Гранично допустимі концентрації речовин, що забруднюють біосферу, введені як нормуючі показники в багатьох країнах, у тому числі і в нашій країні. Вони встановлені в приземної атмосфері, водах, грунтах, рослинах, продуктах харчування.
Існуюча система ГДК недостатньо достовірно інформативна, оскільки передбачає визначення індивідуального токсиканту, дистанціюючись від питання про комплексний вплив різних забруднювачів. Між тим спільну дію, наприклад, органокомплексах важких металів кардинально змінює ГДК, експериментально отримані для окремого важкого металу.
Фонова концентрація - вміст речовини в об'єкті навколишнього середовища, яке визначається сумою глобальних і регіональних природних і антропогенних вкладів в результаті далекого або транскордонного переносу.
Під токсичної концентрацією розуміють або концентрацію шкідливої речовини, яка здатна при різній тривалості впливу викликати загибель живих організмів, або концентрацію шкідливого початку, що викликає загибель живих організмів протягом 30 діб у результаті впливу на них шкідливих речовин.
Щоб уникнути непотрібного, а часом й непоправного збитку, що наноситься природному середовищу, такий вплив на середовище має ретельно плануватися. При цьому слід поєднувати задоволення потреб людини за рахунок природи з активною захистом природного середовища від наслідків людської діяльності. Як правило, ці цілі не виключають один одного, хоча в деяких випадках доводиться приймати компромісні рішення.
3. Вплив забруднення навколишнього середовища на довкілля й її компоненти
3.1 Атмосфера
Величезне число шкідливих речовин знаходиться в повітрі, яким ми дихаємо. Це і тверді частинки, наприклад частинки сажі, азбесту, свинцю, і зважені рідкі крапельки вуглеводнів та сірчаної кислоти, і гази, такі, як оксид вуглецю, оксиди азоту, діоксид сірки. Всі ці забруднення, що знаходяться в повітрі, надають біологічний вплив на організм людини: утруднюється дихання, ускладнюється і може прийняти небезпечний характер протягом серцево-судинних захворювань. Під дією одних містяться в повітрі забруднювачів (наприклад, діоксиду сірки та вуглецю) піддаються корозії різні будівельні матеріали, в тому числі вапняк і метали. Крім того, може змінитися вигляд місцевості, оскільки рослини також чутливі до забруднення повітря.
Смог (від англ. Smoke - дим і fog - туман), що порушує нормальний стан повітря багатьох міст, виникає в результаті реакції між містяться в повітрі вуглеводнями і оксидами азоту, що знаходяться у вихлопних газах автомобілів.
До основних забруднювачів атмосфери, яких, за даними ЮНЕП (Програма ООН з навколишнього середовища), щорічно виділяється до 25 млрд т, відносять: [1, c. 37]
• діоксид сірки і частки пилу - 200 млн т / рік;
• оксиди азоту (NxOy) - 60 млн т / рік;
• оксиди вуглецю (СО і СО2) - 8000 млн т / рік;
• вуглеводні (СxНу) - 80 млн т / рік.
Оксид сірки IV SO2. При розчиненні у воді утворює кислотні дощі: Н2О + SO2 = H2SO3. Виділяється в атмосферу в основному в результаті роботи теплоелектростанцій (ТЕС) при спалюванні бурого вугілля і мазуту, а так само сірковмісних руд - PbS, ZnS, Cus, NiS, MnS і т.д.
Росія входить в конвенцію з SO 2 і бере участь у всіх процесах, що сприяють зниженню викидів оксидів сірки в атмосферу. В основному це будівництво заводів з виробництва сірчаної кислоти за схемою: діоксид сірки - триоксид сірки - сірчана кислота. Використовуючи оксиди сірки як вторинна сировина, людство для виробництва такого необхідного йому в багатьох галузях промисловості продукту, як сірчана кислота, перестане отримувати з надр обмежені запаси сірки.
Розроблено велику кількість методів для уловлювання двоокису сірки з димових газів. Вельми привабливими виявилися скрубберние установки, що дають відходи у вигляді продуктів, що мають попит на ринку: один з таких скруберів виробляє сірку високої чистоти, інший - розбавлену сірчану кислоту. Останню невигідно перевозити на великі відстані, але високочистих сірка, яка знаходить застосування при виробництві лікарських препаратів, промислових реагентів, добрив в розвинених країнах приваблює і споживачів з-за кордону.
У Росії поки що вдалося вирішити цю проблему на більшій частині європейської території. В азіатській частині, де важко вирішити питання з транспортуванням сірчаної кислоти, наприклад, величезні маси SO 2 комбінату «Норильський нікель», які викидають високі (до
Оксиди азоту (NxOy). У природі оксиди азоту утворюються при лісових пожежах. Високі концентрації оксидів азоту в містах і околицях промислових підприємств пов'язані з діяльністю людини. У значній кількості оксиди азоту виділяють ТЕС і двигуни внутрішнього згоряння. Виділяються оксиди азоту і при травленні металів азотною кислотою. Виробництво вибухових речовин і азотної кислоти - ще два джерела викидів оксидів азоту в атмосферу.
Забруднюють атмосферу:
· N 2 O - оксид азоту I (звеселяючий газ), володіє наркотичними властивостями, використовується при хірургічних операціях;
· NO - оксид азоту II, діє на нервову систему людини, викликає параліч і судоми, зв'язує гемоглобін крові і викликає кисневе голодування;
· NO 2, N 2 O 4 - оксиди азоту V (N 2 О 4 = 2NО 2), при взаємодії з водою утворюють азотну кислоту 4NO 2 + 2Н 2 О + О 2 = 4HNО 3. Викликають ураження дихальних шляхів і набряк легенів.
Рівні фотохімічного забруднення повітря тісно пов'язані з режимом руху автотранспорту. У період високої інтенсивності руху вранці і ввечері відзначається пік викидів в атмосферу оксидів азоту та вуглеводнів. Саме ці з'єднання, вступаючи в реакції один з одним, обумовлюють фотохімічне забруднення повітря.
Оксид вуглецю II (СО). Концентрація оксиду вуглецю II у міському повітрі більше, ніж будь-якого іншого забруднювача. Однак оскільки цей газ не має ні кольору, ні запаху, ні смаку, наші органи почуттів не в змозі виявити його. Найбільший джерело оксиду вуглецю в містах - автотранспорт.
Оксид вуглецю IV (СО 2). Вплив вуглекислого газу (СО 2) пов'язано з його здатністю поглинати інфрачервоне випромінювання (ІК) в діапазоні довжин хвиль від 700 до 1400 нм. Земля, як відомо, отримує практично всю свою енергію від Сонця в променях видимої ділянки спектру (від 400 до 700 нм), а відображає у вигляді довгохвильового інфрачервоного випромінювання.
З
Механізмом виведення вуглекислого газу з атмосфери є поглинання його в результаті фотосинтезу рослин, а також зв'язування його в океанських водах по реакції: СО 2 + Н 2 О + Са 2 + = = СаСО 3 +2 Н +.
Пил. Причини основних викидів пилу в атмосферу - це пилові бурі, ерозія грунтів, вулкани, морські бризки. Близько 15 - 20% загальної кількості пилу та аерозолів в атмосфері - справа рук людини: виробництво будматеріалів, дроблення порід в гірничодобувній промисловості, виробництво цементу, будівництво. Промислова пил часто включає також оксиди різних металів і неметалів, багато хто з яких токсичні (оксиди марганцю, свинцю, молібдену, ванадію, сурми, телуру).
Пил та аерозолі не тільки ускладнюють дихання, а й призводять до кліматичних змін, оскільки відображають сонячне випромінювання і ускладнюють відвід тепла від Землі. Наприклад, так звані смоги в дуже населених південних містах (Мехіко - 22 млн жителів і ін) знижують прозорість атмосфери в 2-5 разів.
Кисень (О 2). Головним продуцентом кисню на Землі служать зелені водорості поверхні океану (60%) і тропічні ліси суші (30%). Тропічні ліси Амазонки називають легкими планети Земля. Раніше в літературі висловлювалися побоювання, що можливе зменшення кількості кисню на Землі внаслідок збільшення обсягу палива, що спалюється викопного палива. Але розрахунки показують, що використання всіх доступних людині покладів вугілля, нафти і природного газу зменшить вміст кисню в повітрі не більше ніж на 0,15% (з 20,95 до 20,80%). Інша проблема - вирубка лісів, що призводить до виникнення кисневих «паразитів» - країн, які живуть за рахунок чужого кисню. Наприклад, США за рахунок своїх рослин має тільки 45% кисню, Швейцарія - 25%. [1, c. 40]
Озон (О 3). Найбільш поширеною кількісною оцінкою стану озону в атмосфері є товщина озонового шару Х - це товщина шару озону, приведеного до нормальних умов, яка в залежності від сезону, широти і довготи коливається від 2,5 до 5 відносних мм. Області з зменшеним вмістом на 40-50% озону в атмосфері називають «озоновий дірками».
Близько 90% озону знаходиться в стратосфері. Довгий час вважалося, що основною причиною виснаження озонового шару є польоти космічних кораблів і надзвукових літаків, а також виверження вулканів і інші природні явища.
Руйнівна дія хлорфторвуглеродна сполук (ХФУ) на стратосферний озон було відкрито в
ХФУ, часто зустрічаються в побуті і в промисловому виробництві, - це пропілленти в аерозольних упаковках, холодоагенти (фреони) в холодильниках і кондиціонерах. Вони застосовуються і при виробництві спіненого поліуретану, і при чищенні електронної техніки.
Поступово ХФУ підіймаються у верхній шар атмосфери і руйнують озоновий шар - щит атмосфери, який рятує від УФ-випромінювання. Час життя двох самих небезпечних фреонів - Ф-11 і Ф-12 - від 70 до 100 років. Цього цілком достатньо, щоб найближчим часом відчути на собі наслідки сьогоднішньої екологічної неграмотності. Якщо, збережуться сучасні темпи викиду ХФУ в атмосферу, то в найближчі 70 років кількість стратосферного озону зменшиться на 90%. При цьому дуже ймовірно, що:
· Рак шкіри візьме епідемічний характер;
· Різко скоротиться кількість планктону в океані;
· Зникнуть багато видів тварин, наприклад, ракоподібні;
· УФ-випромінювання несприятливо позначиться на сільськогосподарських культурах.
Все це порушує рівновагу в багатьох екосистемах Землі, через фотохімічного смогу погіршиться загальний стан атмосфери, посилиться «парниковий ефект».
Основні санітарні вимоги до якості атмосферного повітря. Основним критерієм контролю якості атмосферного повітря є ГДК токсичних речовин. При санітарної оцінки якості атмосферного повітря прийнято виражати вміст забруднюючих речовин в мг на м 3 повітря. Це вираз концентрації застосовне для будь-якого агрегатного стану домішок.
Критерієм оцінки впливу викидів підприємств на навколишнє середовище є рівень практичних концентрацій домішок в атмосфері, отриманих в результаті розсіювання викидів, у порівнянні з гранично допустимими.
Для атмосферного повітря встановлено відповідні значення ГДК.
Концентрація шкідливих речовин у повітрі виробничих приміщень не повинна перевищувати ГДК р.з., в повітрі для вентиляції виробничих приміщень - 0,3 ГДК р.з.; в атмосферному повітрі населених пунктів - ГДК м.р.; в зоні відпочинку і курортів - 0,8 ГДК м.р..
Норми ГДК служать вихідною базою для проектування та експертизи нових машин і механізмів, технологічних ліній, промислових споруд і підприємств, а також для розрахунку вентиляційних, газопилеулавлівающіх і кондиціонуючих систем, контролюючих приладів і систем сигналізації.
Основні організації, які контролюють викиди підприємств в атмосферне повітря, - санітарно-епідеміологічні станції (СЕС); територіальні управління Федеральної служби Росії по гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища; Державна інспекція з контролю за роботою газоочисних та пиловловлюючих установок.
Для запобігання забруднення атмосфери запроваджено нормативи на викиди шкідливих речовин безпосередньо з кожного джерела (труба, шахта і т.д.). Державним стандартом (
ПДВ - кількість шкідливих речовин, що викидаються в одиницю часу (г / с), яке в сумі з викидами з інших джерел забруднення не створює приземної концентрації домішки, що перевищує значення ГДК. Це науково-технічний норматив для конкретного джерела забруднення, обов'язковий для даного підприємства.
Якщо в повітрі населених місць концентрація перевищує ГДК, а величина ПДВ з об'єктивних причин не може бути досягнута, то фактичний викид називається тимчасово узгодженим викидом (ВСВ).
Нормативні викиди шкідливих речовин встановлюють для кожного джерела забруднення в м / с і для всього підприємства в цілому (т / рік). При встановленні ПДВ або ВСВ необхідно враховувати фонові концентрації, значення яких визначаються для підприємства територіальними організаціями Федеральної служби Росії по гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища. Для міст з населенням менше 250 тис. чоловік прийняті наступні норми фонових концентрацій основних токсикантів [1, c. 44]:
SО 2 - 0,1 мг / м 3 СО - 1,5 мг / м
NО 2 - 0,03 мг / м 3 пил - 0,2 мг / м 3
Методика для розрахунку ПДВ заснована на застосуванні моделі, яка враховує індивідуальні властивості забруднювача (ГДК м.р.); фонову концентрацію С ф; геометричні розміри джерела забруднення (h - висота, м; D - діаметр гирла, м); умови виходу газового потоку з джерела (Т - різниця температур викидається суміші і навколишнього повітря, V - середня швидкість виходу суміші з гирла джерела, м / с); W, f - умови вертикального і горизонтального розсіювання шкідливої речовини в атмосферному повітрі; А, - показник відносної агресивності; F - коефіцієнт, що враховує швидкість осідання шкідливих речовин у повітрі; п - коефіцієнт, що враховує рельєф місцевості.
Фізико-хімічні методи очищення атмосфери від газоподібних забруднювачів. Основний напрямок захисту повітряного басейну від забруднень шкідливими речовинами - створення нової безвідходної технології із замкнутими циклами виробництва і комплексним використанням сировини.
Багато діючі підприємства використовують технологічні процеси з відкритими циклами виробництва. У цьому випадку гази, що відходять перед викидом в атмосферу піддаються очищення за допомогою скруберів, фільтрів і т.д. Це дорога технологія, і лише в рідкісних випадках вартість видобутих з газів, що відходять речовин може покрити витрати на будівництво та експлуатацію очисних споруд.
Найбільш поширені при очищенні газів адсорбційні, абсорбційні і каталітичні методи.
Санітарна очистка промислових газів включає в себе очищення від СО 2, СО, оксидів азоту, 8O 2, від зважених часток. Всі процеси очищення здійснюються за допомогою спеціальних фільтрів, скруберів.
3.2 Гідросфера
Гідросферою називають водну оболонку Землі. Це сукупність океанів, морів, озер, ставків, боліт та підземних вод. Гідросфера - тонка оболонка нашої планети, вона становить лише 10 -3% загальної маси планети.
Роль води в усіх життєвих процесах загальновизнана. Без води людина може жити не більше 8 діб, за рік він споживає близько 1 т води. Рослини містять 90% води. Сільське господарство є основним споживачем прісної води.
Вода необхідна практично всім галузям промисловості. Так, потрібно води на виробництво: 1 т чавуну - 50-150т; 1 т пластмас - 500-1000 т; 1 т цементу - 4500 т; 1 т паперу - 100 000 т. На електростанціях потужністю 300 тис. кВт витрата води становить 300 млн т / рік. Зазначені виробництва вимагають тільки прісну воду. [2, c. 66]
Господарська діяльність людини призвела до помітного скорочення кількості води у водоймах суші: міліють водойми, зникають малі річки, висихають колодязі, знижується рівень грунтових вод. Скорочення рівня грунтових вод зменшує врожайність навколишніх господарств.
Проблема Каспію - хижацьке винищення найцінніших порід осетрових риб при тому, що розведення молоді осетрових, тобто відновлення їх популяції, ведеться тільки рибохозяйствамі Росії й у невеликому обсязі - Азербайджаном, а решта країн лише споживають.
Проблема Азовського моря - збільшення концентрації солей. За післявоєнні роки його засоленість збільшилася з 9 до 15,6 ррт. Організми, що живлять рибу, гинуть. Результат - зниження можливості рибальства на Азовському морі.
Проблема Байкалу - воду цього найціннішого озера використовують для одержання целюлози за фінською технологією, тобто використовують воду мінімальної мінералізації, містить менше 100 мг / л солей.
Деградація природних вод пов'язана в першу чергу зі збільшенням солевмісту. Основна причина засоленості вод - винищування лісів, розорювання степів, випасання худоби. Вода при цьому не затримується в грунті, не зволожує її, не поповнює грунтові джерела, а скочується через річки в море. Як заходи, прийнятих останнім часом для зниження засоленості річок, використовується посадка лісів, предпринимаемая, наприклад, у Саратовській області.
Величезний обсяг скидання дренажних вод. Системи зрошення споживають зазвичай 1-2 тис. м 3 / га, їх мінералізація становить до 20 г / л. Величезний внесок у мінералізацію води скидання промислових стоків.
Спостерігається постійне зростання водоспоживання, як на виробничі, так і на побутові потреби. У середньому в містах з населенням 1 млн. чоловік споживається 200 л / добу води на людину, Москва - 400, С.-Петербург - 500.
Водойми (зокрема, ставки) представляють собою складну екологічну систему, яка створювалася протягом тривалого часу. У них безперервно відбувається процес зміни складу домішок, що наближається до стану рівноваги. Значні відхилення від стану рівноваги можуть призвести до загибелі популяцій водних організмів, тобто до неможливості повернення до стану рівноваги, а це призводить до загибелі екосистеми. Процеси, пов'язані з поверненням екосистеми до первинного стану, називаються процесами самоочищення. До найважливіших з них відносяться:
· Осадження грубодисперсних і коагуляція колоїдних домішок;
· Окислення (мінералізація) органічних домішок;
· Окислення мінеральних домішок киснем;
· Нейтралізація кислот і основ за рахунок буферної ємності води водоймища;
· Гідроліз солей важких металів, що призводить до утворення малорозчинних гідроксидів і виділення їх з розчину і ін
Основні характеристики стічних вод, що впливають на стан водойм: температура, мінералогічний склад домішок, вміст кисню, мл, рН (водневий показник), концентрація шкідливих домішок. Особливо велике значення для самоочищення водойм має кисневий режим. Умови спуску стічних вод у водойми регламентуються "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами". Стічні води характеризуються наступними ознаками:
· Мутність води - визначається за допомогою мутномера: досліджувану воду порівнюють з еталонним розчином, який приготовлений з каоліну (або з інфузорні землі) на дистильованій воді, виражається в мг / л;
· Кольоровість води - визначається порівнянням інтенсивності забарвлення випробуваної води зі стандартною шкалою. Виражається в градусах кольоровості. В якості стандартного розчину застосовують розчин солей кобальту;
· Сухий залишок - маса солей і речовин, які залишаються після випаровування води (мг / л);
· Кислотність - вимірюється в одиницях рН. Природна вода зазвичай має лужну реакцію (рН> 7);
· Жорсткість - залежить від вмісту солей Са 2 + і Mg 2 +. Розрізняють три види жорсткості води: загальна, обумовлена вмістом солей кальцію і магнію незалежно від змісту аніонів; постійна, обумовлена вмістом іонів С1 - і SO
1 л води). 1 ° жорсткості = 10 мг-екв = 2,8 ° жорсткості;
· Розчинний кисень - залежить від температури води і барометричного тиску, вимірюється в мг / л;
· Біологічна потреба в кисні (БПК) - кількість кисню, що поглинається мікроорганізмами в стічних водах. За критерій оцінки БПК прийнята величина зменшення кількості розчиненого кисню у воді протягом 5 або 20 діб при температурі 20 ° С.
Залежно від умов утворення стічні води діляться на три групи:
· Побутові стічні води - стоки душових, пралень, лазень, їдалень, туалетів, від миття підлог і т.д. Їх кількість у середньому становить 0,5-2 л / с. з 1 га житлової забудови міста, вони містять приблизно 58% органічних і 42% мінеральних речовин;
· Атмосферні стічні води, або зливові, їх стік нерівномірний: 1 раз на рік - 100-150 л / с. з 1 га ; 1 раз у 10 років - 200-300 л / с. з 1 га . Особливо небезпечні зливові стоки на промислових підприємствах. Через їх нерівномірності утруднені збір та очищення цих стоків;
· Промислові стічні води - рідкі відходи, які виникають при видобутку і переробці сировини. Витрата води при цьому обчислюють з питомої водоспоживання на одиницю продукції.
Найважливішою умовою, необхідною для того, щоб біохімічні процеси у водоймі протікали правильно і забезпечували самоочищення води, є наявність в ній розчиненого кисню. Якщо кисню недостатньо, то вищі організми гинуть. Органічні сполуки замість окислення піддаються анаеробному розкладанню з виділенням сірководню, вуглекислого газу, метану і водню, що створюють вторинні забруднення водоймища.
За санітарними нормами (БНІП) значення БПК в залежності від типу природних водойм не повинно перевищувати 3-6 мг О 2 / ЛН 2 О. У стічних водах БПК складає від 200 до 3000 мг / л, тому при скиданні у водойми промстоків необхідно їх чистити або сильно розбавляти.
Головним критерієм якості води та атмосфери в нашій країні є ГДК. Але вони встановлені далеко не для всіх речовин. Спуск у водойми нових речовин, ГДК яких не визначені, в нашій країні заборонений. Крім того, часто використовують значення ГДК не для стічних вод, а для водойми. Таким чином, з'являється можливість досягти встановленого ГДК простим розведенням стічних вод, чим часто користуються. Близько половини стічних вод на Землі не піддається спеціальному очищенню перед скиданням у водойми. Їх знешкодження полягає лише в розведенні чистою водою і самоочищенні водойм. Наприклад, стічні води заводів з виробництва поліетилену та полістиролу треба розбавляти у 30 разів; стічні води від виробництва синтетичного каучуку - в 185 разів.
У Росії щорічно утворюється близько 21 км 3 стічних вод, з них 16 км 3 зливаються в Волгу або її притоки. Викиди Сі, Zn, Сr перевищують ГДК. Тому прийнято спеціальну постанову щодо захисту навколишнього середовища в басейнах Волги і Уралу.
Скиди стічних вод регламентуються також величиною ГДС (гранично-допустимого скидання) підприємства.
Гідроресурси нашої країни великі, однак понад 80% річкового стоку припадає на малонаселені райони Півночі і Сходу. На Європейській частині Росії проживає близько 80% населення і на них припадає лише 20% гідроресурсів.
Таким чином, вплив господарської діяльності людини на кругообіг води в природі призвело до:
· Скорочення кількості води у водоймах суші;
· Зростання водоспоживання;
· Вичерпання самоочищаються здібності водойм;
· Деградації природних вод.
Вихід з положення - створення замкнутих водооборотних систем. Крім перерахованих вище факторів це пов'язано з економічними міркуваннями. Вартість очищення стічних вод навіть після значного розбавлення дуже велика. У результаті локальна очищення стічних вод тільки від характерних для даного виду стоків забруднень для їх повторного використання у тому ж виробництві виявляється істотно дешевше їх повного очищення відповідно до вимог санітарних органів.
Створення економічно радикальних замкнутих систем водного господарства - дуже важке завдання. Складний хімічний склад стічних вод, різноманітність що містяться в них з'єднань роблять неможливою розробку універсальної безстічної технологічної схеми. Можна говорити лише про загальні засади створення і проектування безстічних схем.
Основні положення створення водооборотних систем:
1. Розробка науково обгрунтованих вимог до якості води, використовуваної в усіх технологічних процесах і операціях. У переважній більшості випадків немає необхідності у використанні води питної якості.
2. Максимальне впровадження систем повітряного охолодження замість водного. Тут велику роль зіграло б впровадження агрегатів великої одиничної потужності. При цьому високоенергетичне тепло використовується для технологічних цілей, а низькоенергетичне - для обігріву. Так, наприклад, в результаті впровадження установок повітряного охолодження на підприємствах нафтопереробки споживання води в середньому скоротилося на 110-160 млн м 3 / рік (Омський нафтопереробний завод та ін.)
3. Розміщення на промислових площах комплексу виробництв (так званих територіально-виробничих комплексів - ТПК) повинно забезпечити можливість багаторазового (каскадного) використання води в технологічних процесах і операціях.
4. Послідовне багаторазове використання води в технологічних операціях має по можливості забезпечити одержання невеликого обсягу максимально забруднених стічних вод.
5. Використання води для очищення газів від водорозчинних сполук доцільно тільки тоді, коли з газів витягають, а потім утилізують цінні компоненти.
6. Застосування води для очищення газів від твердих частинок допустимо тільки в замкнутому циклі.
Методи очищення води. [1, c. 49]
Практично завжди очищення промислових стоків - це комплекс методів. Найбільш широко використовується комбінація механічного очищення, нейтралізації промислових стоків, або реагентної очистки, і біохімічної очистки. Ці операції здійснюються практично у всіх комплексах очисних споруд, в тому числі і на станціях аерації при очищенні побутових (каналізаційних) стоків.
1. Механічне очищення стоків
Сюди відносяться відстій стічних вод у спеціальних відстійниках, в яких відбувається осідання зважених часток на дно відстійників; збір нафтопродуктів та інших, нерозчинних у воді рідин з поверхні стоків пристроями типу механічних рук і, нарешті, фільтрація вод через шар піску приблизно 1,5-метрової товщини.
2. Хімічна, або реагентна, очищення
а) Один з видів обробки стічних вод - реакції нейтралізації. Нейтралізація - хімічна реакція, яка веде до знищення кислотних властивостей розчину за допомогою лугів, а лужних властивостей розчину - за допомогою кислот. Найпростішу систему очищення на основі реакції нейтралізації можна представити у вигляді подрібненого вапняку, на який вилили розчин кислоти, а осад зібрали у відстійник.
б) Реакції окислення-відновлення. Одним з найважливіших окислювальних агентів є хлор, тому більшість хімічних операцій зі стічними водами починається з хлорування, щоб високотоксичний хлор до кінця реагентної обробки повністю віддалявся з води. Окислювально-відновні реакції використовуються для перетворення токсичних речовин у нешкідливі.
3. Біохімічна очистка
а) Аеробна біохімічна очистка - мінералізація органічної речовини промислових або побутових стоків, яка відбувається в результаті його окислення за сприяння аеробних мікроорганізмів (мінералізаторів) у процесі використання ними цієї речовини в якості джерела живлення в умовах інтенсивного споживання мікроорганізмами розчиненого у воді кисню.
Найбільш універсальним способом обробки стічних вод є обробка активним мулом. Стічні води змішують з мулом, що утворився в результаті попереднього окислення вод, тому спосіб і отримав таку назву.
б) Анаеробна біохімічне очищення. У випадку, якщо БПК набагато вище норми, а також для видалення надлишку активного мулу та відходів сільськогосподарських продуктів застосовують анаеробну біохімічну очищення в метантенках (реактор з мішалкою і теплообмінником). В основі метанового бродіння лежить здатність спільнот певних мікроорганізмів в ході життєдіяльності спочатку у фазі кислого водневого бродіння за допомогою бактерій гідролізувати складні органічні сполуки до більш простих, а потім за допомогою метаноутворюючих бактерій перетворювати їх в метан та у вугільну кислоту.
Однак не всякі стічні і природні води можуть бути очищені біохімічними методами. Не всі органічні речовини розкладаються на станціях біохімічного очищення. Так, практично не руйнується бензин, барвники, мазут та ін
4. Знезараження води
Останньою стадією підготовки води для питних та інших потреб є її знезараження, тобто позбавлення від хвороботворних мікроорганізмів, так як добре відомо, що через воду можуть поширюватися такі страшні захворювання, як холера, черевний тиф, інфекційний гепатит та ін Багато років знезараження води здійснювали за допомогою обробки її хлором. У багатьох країнах у 80-ті роки перейшли до обробки води фторированием, але виявилося, що воно теж шкідливо. Тому в усьому світі і в Росії теж віддають перевагу обробці води озонуванням.
5. Спеціальні методи очищення води
Існує багато спеціальних методів виділення солей з природних і стічних вод: дистиляція (випарювання), виморожування, мембранний метод, іонний обмін,
6. Видалення залишкових органічних речовин
Після біохімічної очистки можуть залишитися органічні речовини, погано засвоюються мікроорганізмами. Кращий спосіб їх видалення - адсорбція активованим вугіллям, який потім регенерується при нагріванні.
Адсорбція активованим вугіллям ефективна для більшості органічних сполук і використовується для очищення побутових стоків, рідких відходів перегонки нафти, фенолів та інших ароматичних сполук.
До основних порушень водокористування відносяться: незадовільна експлуатація та стан водоочисного обладнання, відсутність дозволів на спецводокористування, скидання стічних вод з перевищенням нормативних показників. Почастішали випадки аварійних і залпових викидів забруднюючих стічних вод на рельєф місцевості та у водойми.
З метою переходу на більш раціональне споживання води і скорочення скидання забруднень у водні об'єкти розроблені оптимальні норми і укрупнені питомі показники водоспоживання та водовідведення для різних галузей народного господарства з урахуванням вдосконалення технологічних процесів. Введено в експлуатацію замкнуті системи водного господарства на Краснодарському вітамінному заводі, Липецькому металургійному комбінаті.
Основні види забруднення літосфери - тверді побутові та промислові відходи. На одного жителя в місті в середньому припадає на рік приблизно по 1 т твердих відходів, причому ця цифра щорічно збільшується.
У містах під складування побутових відходів відводяться великі території. Видаляти відходи слід в короткі терміни, щоб не допускати розмноження комах, гризунів, запобігати забрудненню повітря. У багатьох містах діють заводи з переробки побутових відходів, причому повна переробка сміття дозволяє місту з населенням в 1 млн. чоловік отримуватиме на рік до 1500 т металу і майже 45 тис. т компосту - суміші, що використовується як добриво. У результаті утилізації відходів місто стає чистішим, крім того, за рахунок вивільнюваних площ, зайнятих звалищами, місто отримує додаткові території.
Правильно організована технологічна звалище - це таке складування твердих побутових відходів, яке передбачає постійну, хоч і дуже довгострокову, переробку відходів за участю кисню повітря і мікроорганізмів.
На заводі по спалюванню побутових відходів поряд із знешкодженням відбувається максимальне зменшення їх обсягу (до 90% вихідного). Однак необхідно враховувати, що самі сміттєспалювальні заводи можуть забруднювати навколишнє середовище, тому при їх проектуванні обов'язково передбачається очищення викидів в ОС. Продуктивність таких заводів по спалюваних відходів приблизно 720 т / с. при цілорічному та цілодобовому режимах роботи.
У сільськогосподарських районах будуються заводи по переробці старого поліетиленової плівки. Наприклад, із зібраної за рік (більш 1500т), очищеної від бруду плівки отримують 1300 т труб, які використовують у меліорації і у великопанельних будинках. . [1, c.56]
Тверді промислові відходи і їх переробка. У результаті промислової діяльності людини відбувається забруднення грунту, що призводить до виведення з ладу земель, придатних для сільського господарства. Основні види промислових відходів - шлаки теплових електростанцій і металургійних заводів, породні відвали гірничодобувних підприємств і гірничо-збагачувальних комбінатів, будівельний сміття і т.д. В особливу групу виділяють забруднення грунту нафтопродуктами та іншими хімічними речовинами (в авіаційній та інших технологіях - це тверді опади гальванованни і продукти травлення металів), які згубно впливають на грунтові мікроорганізми і кореневу систему рослин.
Обсяг витягується з надр гірської маси в нашій країні становить понад 15 млрд. т / рік. У господарський оборот залучається близько третини всього мінеральної сировини, а на виробництво готової продукції витрачається менше 7% видобутих корисних копалин. Очевидно, що не можна без кінця нарощувати і без того колосальні потоки відходів і попутних продуктів.
У залізовмісних шламах аглофабрик чорної металургії, наприклад, міститься більше заліза, ніж в видобутої руди. Разом з тим промисловість будматеріалів і будіндустрія добувають і споживають щорічно 3500 млн т нерудної сировини, велика частина якого може бути замінена відходами. Господарство нашої країни несе також величезні втрати, пов'язані зі складуванням відходів. У результаті лише на транспортування 1 т відходів і зміст відвалів витрачаються величезні кошти.
Будівництво комбінованих виробництв та окремих технологічних установок з переробки відходів особливо доцільно в промислових районах з великою потребою у будівельних матеріалах, виробах, конструкціях. Наприклад, методом каталізувало кристалізації скла на основі доменних шлаків у нас в країні отримують шлакоситалла. Високі фізико-механічні та фізико-хімічні властивості шлакоситалів, в першу чергу їх зносостійкість і хімічна стійкість, в поєднанні з декоративністю роблять їх найціннішим будівельним матеріалом. Тільки в Москві шлако-ситалл знайшов застосування при будівництві таких відомих об'єктів, як павільйон «Металургія» на ВВЦ (Всеросійський виставковий комплекс), аеропорт Шереметьєво, універмаг «Москва», Центральний міський аеровокзал і ін
Купи старих шин від автомобілів різних марок на території Чеховського регенераторного заводу під Москвою - вже не звалище, а склад вихідної сировини для виробництва гумової крихти і регенерату - пластичного матеріалу, частково заміняє каучук у різних гумових виробах, у тому числі і в нових шинах. Одна тонна регенерату - продукту переробки старих покришок, дозволяє заощадити 400 кг синтетичного каучуку.
Всі розвинуті країни мають плани по створенню чистих (так званих безвідходних) технологій. У Росії в 1991р. була розроблена програма, в якій передбачався в цілях комплексної переробки природних ресурсів і сировини перехід на безвідходні та маловідходні виробництва. При цьому забезпечувалися незалежність екологічної експертизи та створення кадастру вторинних ресурсів для обліку вторинної сировини. Однак цей процес сильно затягується, що погіршує становище з охороною літосфери на території Росії і країн СНД.
Висновок
Здавалося б, сьогодні всім зрозуміло, що час «підкорення природи» безповоротно минув, і почався період глибокого, зацікавленого пізнання її законів. Однак на практиці обсяги відходів у країні зростають у два-три рази швидше, ніж обсяги виробництва та чисельність населення. Лавина відходів забруднює природу, їх шкідливі токсичні компоненти засмічують землю, повітря, річки, моря і озера. Причина криється в миттєву вигоду для виробництва. Але розумна людина не повинна вважати вигодою знищення всього живого, «божевільна пропалювання» ресурсів, не тільки своїх, але й належать майбутнім поколінням. Отже, прийшов час корінним чином змінити сам підхід до поняття вигідності, коли мова йде про природокористування.
Вивчення процесів, що протікають у біосфері, і впливу на них господарської діяльності людини показує, що тільки створення екологічно безвідходних і маловідходних виробництв може запобігти зубожіння природних ресурсів і деградацію природного середовища. Господарська діяльність людей повинна будуватися за принципом природних екосистем, які економно витрачають речовина і енергію і в яких відходи одних організмів служать місцем існування для інших, тобто здійснюється замкнутий кругообіг.
Необхідно шукати такі способи ліквідації відходів, які дають можливість отримувати корисні продукти, наприклад, дріжджі для випічки хлібобулочних виробів і для виробництва етилового спирту або для перетворення відходів, що утворюються при переробці деревної пульпи, в корисний продукт.
Прагнути до раціонального природокористування - планомірного, науково обгрунтованого перетворення навколишнього середовища в міру вдосконалення матеріального виробництва на основі комплексного використання невідновлюваних ресурсів у циклі: виробництво - споживання - вторинні ресурси за умови збереження та відтворення відновлюваних природних ресурсів.
Щоб мінімізувати, а потім і зовсім піти від наслідків інтенсивного забруднення довкілля, необхідно активно впроваджувати чисті технології, що дозволить значно збільшити тривалість життя; розвивати наукомісткі технології, широкомасштабно використовуючи комп'ютеризацію; удосконалювати постійно діюче ефективне природоохоронне законодавство.
Список використаної літератури
1. Екологія і безпека життєдіяльності. Навчальний посібник під редакцією Д.А. Кривошеїна, Л.А. Мурахи. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.
2. Екологія: раціональне природокористування безпека життєдіяльності. Навчальний посібник під редакцією О.М. Павлова. - М.: Вища школа, 2005. - 343 с.
Основні характеристики стічних вод, що впливають на стан водойм: температура, мінералогічний склад домішок, вміст кисню, мл, рН (водневий показник), концентрація шкідливих домішок. Особливо велике значення для самоочищення водойм має кисневий режим. Умови спуску стічних вод у водойми регламентуються "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами". Стічні води характеризуються наступними ознаками:
· Мутність води - визначається за допомогою мутномера: досліджувану воду порівнюють з еталонним розчином, який приготовлений з каоліну (або з інфузорні землі) на дистильованій воді, виражається в мг / л;
· Кольоровість води - визначається порівнянням інтенсивності забарвлення випробуваної води зі стандартною шкалою. Виражається в градусах кольоровості. В якості стандартного розчину застосовують розчин солей кобальту;
· Сухий залишок - маса солей і речовин, які залишаються після випаровування води (мг / л);
· Кислотність - вимірюється в одиницях рН. Природна вода зазвичай має лужну реакцію (рН> 7);
· Жорсткість - залежить від вмісту солей Са 2 + і Mg 2 +. Розрізняють три види жорсткості води: загальна, обумовлена вмістом солей кальцію і магнію незалежно від змісту аніонів; постійна, обумовлена вмістом іонів С1 - і SO
· Розчинний кисень - залежить від температури води і барометричного тиску, вимірюється в мг / л;
· Біологічна потреба в кисні (БПК) - кількість кисню, що поглинається мікроорганізмами в стічних водах. За критерій оцінки БПК прийнята величина зменшення кількості розчиненого кисню у воді протягом 5 або 20 діб при температурі 20 ° С.
Залежно від умов утворення стічні води діляться на три групи:
· Побутові стічні води - стоки душових, пралень, лазень, їдалень, туалетів, від миття підлог і т.д. Їх кількість у середньому становить 0,5-2 л / с. з
· Атмосферні стічні води, або зливові, їх стік нерівномірний: 1 раз на рік - 100-150 л / с. з
· Промислові стічні води - рідкі відходи, які виникають при видобутку і переробці сировини. Витрата води при цьому обчислюють з питомої водоспоживання на одиницю продукції.
Найважливішою умовою, необхідною для того, щоб біохімічні процеси у водоймі протікали правильно і забезпечували самоочищення води, є наявність в ній розчиненого кисню. Якщо кисню недостатньо, то вищі організми гинуть. Органічні сполуки замість окислення піддаються анаеробному розкладанню з виділенням сірководню, вуглекислого газу, метану і водню, що створюють вторинні забруднення водоймища.
За санітарними нормами (БНІП) значення БПК в залежності від типу природних водойм не повинно перевищувати 3-6 мг О 2 / ЛН 2 О. У стічних водах БПК складає від 200 до 3000 мг / л, тому при скиданні у водойми промстоків необхідно їх чистити або сильно розбавляти.
Головним критерієм якості води та атмосфери в нашій країні є ГДК. Але вони встановлені далеко не для всіх речовин. Спуск у водойми нових речовин, ГДК яких не визначені, в нашій країні заборонений. Крім того, часто використовують значення ГДК не для стічних вод, а для водойми. Таким чином, з'являється можливість досягти встановленого ГДК простим розведенням стічних вод, чим часто користуються. Близько половини стічних вод на Землі не піддається спеціальному очищенню перед скиданням у водойми. Їх знешкодження полягає лише в розведенні чистою водою і самоочищенні водойм. Наприклад, стічні води заводів з виробництва поліетилену та полістиролу треба розбавляти у 30 разів; стічні води від виробництва синтетичного каучуку - в 185 разів.
У Росії щорічно утворюється близько 21 км 3 стічних вод, з них 16 км 3 зливаються в Волгу або її притоки. Викиди Сі, Zn, Сr перевищують ГДК. Тому прийнято спеціальну постанову щодо захисту навколишнього середовища в басейнах Волги і Уралу.
Скиди стічних вод регламентуються також величиною ГДС (гранично-допустимого скидання) підприємства.
Гідроресурси нашої країни великі, однак понад 80% річкового стоку припадає на малонаселені райони Півночі і Сходу. На Європейській частині Росії проживає близько 80% населення і на них припадає лише 20% гідроресурсів.
Таким чином, вплив господарської діяльності людини на кругообіг води в природі призвело до:
· Скорочення кількості води у водоймах суші;
· Зростання водоспоживання;
· Вичерпання самоочищаються здібності водойм;
· Деградації природних вод.
Вихід з положення - створення замкнутих водооборотних систем. Крім перерахованих вище факторів це пов'язано з економічними міркуваннями. Вартість очищення стічних вод навіть після значного розбавлення дуже велика. У результаті локальна очищення стічних вод тільки від характерних для даного виду стоків забруднень для їх повторного використання у тому ж виробництві виявляється істотно дешевше їх повного очищення відповідно до вимог санітарних органів.
Створення економічно радикальних замкнутих систем водного господарства - дуже важке завдання. Складний хімічний склад стічних вод, різноманітність що містяться в них з'єднань роблять неможливою розробку універсальної безстічної технологічної схеми. Можна говорити лише про загальні засади створення і проектування безстічних схем.
Основні положення створення водооборотних систем:
1. Розробка науково обгрунтованих вимог до якості води, використовуваної в усіх технологічних процесах і операціях. У переважній більшості випадків немає необхідності у використанні води питної якості.
2. Максимальне впровадження систем повітряного охолодження замість водного. Тут велику роль зіграло б впровадження агрегатів великої одиничної потужності. При цьому високоенергетичне тепло використовується для технологічних цілей, а низькоенергетичне - для обігріву. Так, наприклад, в результаті впровадження установок повітряного охолодження на підприємствах нафтопереробки споживання води в середньому скоротилося на 110-160 млн м 3 / рік (Омський нафтопереробний завод та ін.)
3. Розміщення на промислових площах комплексу виробництв (так званих територіально-виробничих комплексів - ТПК) повинно забезпечити можливість багаторазового (каскадного) використання води в технологічних процесах і операціях.
4. Послідовне багаторазове використання води в технологічних операціях має по можливості забезпечити одержання невеликого обсягу максимально забруднених стічних вод.
5. Використання води для очищення газів від водорозчинних сполук доцільно тільки тоді, коли з газів витягають, а потім утилізують цінні компоненти.
6. Застосування води для очищення газів від твердих частинок допустимо тільки в замкнутому циклі.
Методи очищення води. [1, c. 49]
Практично завжди очищення промислових стоків - це комплекс методів. Найбільш широко використовується комбінація механічного очищення, нейтралізації промислових стоків, або реагентної очистки, і біохімічної очистки. Ці операції здійснюються практично у всіх комплексах очисних споруд, в тому числі і на станціях аерації при очищенні побутових (каналізаційних) стоків.
1. Механічне очищення стоків
Сюди відносяться відстій стічних вод у спеціальних відстійниках, в яких відбувається осідання зважених часток на дно відстійників; збір нафтопродуктів та інших, нерозчинних у воді рідин з поверхні стоків пристроями типу механічних рук і, нарешті, фільтрація вод через шар піску приблизно 1,5-метрової товщини.
2. Хімічна, або реагентна, очищення
а) Один з видів обробки стічних вод - реакції нейтралізації. Нейтралізація - хімічна реакція, яка веде до знищення кислотних властивостей розчину за допомогою лугів, а лужних властивостей розчину - за допомогою кислот. Найпростішу систему очищення на основі реакції нейтралізації можна представити у вигляді подрібненого вапняку, на який вилили розчин кислоти, а осад зібрали у відстійник.
б) Реакції окислення-відновлення. Одним з найважливіших окислювальних агентів є хлор, тому більшість хімічних операцій зі стічними водами починається з хлорування, щоб високотоксичний хлор до кінця реагентної обробки повністю віддалявся з води. Окислювально-відновні реакції використовуються для перетворення токсичних речовин у нешкідливі.
3. Біохімічна очистка
а) Аеробна біохімічна очистка - мінералізація органічної речовини промислових або побутових стоків, яка відбувається в результаті його окислення за сприяння аеробних мікроорганізмів (мінералізаторів) у процесі використання ними цієї речовини в якості джерела живлення в умовах інтенсивного споживання мікроорганізмами розчиненого у воді кисню.
Найбільш універсальним способом обробки стічних вод є обробка активним мулом. Стічні води змішують з мулом, що утворився в результаті попереднього окислення вод, тому спосіб і отримав таку назву.
б) Анаеробна біохімічне очищення. У випадку, якщо БПК набагато вище норми, а також для видалення надлишку активного мулу та відходів сільськогосподарських продуктів застосовують анаеробну біохімічну очищення в метантенках (реактор з мішалкою і теплообмінником). В основі метанового бродіння лежить здатність спільнот певних мікроорганізмів в ході життєдіяльності спочатку у фазі кислого водневого бродіння за допомогою бактерій гідролізувати складні органічні сполуки до більш простих, а потім за допомогою метаноутворюючих бактерій перетворювати їх в метан та у вугільну кислоту.
Однак не всякі стічні і природні води можуть бути очищені біохімічними методами. Не всі органічні речовини розкладаються на станціях біохімічного очищення. Так, практично не руйнується бензин, барвники, мазут та ін
4. Знезараження води
Останньою стадією підготовки води для питних та інших потреб є її знезараження, тобто позбавлення від хвороботворних мікроорганізмів, так як добре відомо, що через воду можуть поширюватися такі страшні захворювання, як холера, черевний тиф, інфекційний гепатит та ін Багато років знезараження води здійснювали за допомогою обробки її хлором. У багатьох країнах у 80-ті роки перейшли до обробки води фторированием, але виявилося, що воно теж шкідливо. Тому в усьому світі і в Росії теж віддають перевагу обробці води озонуванням.
5. Спеціальні методи очищення води
Існує багато спеціальних методів виділення солей з природних і стічних вод: дистиляція (випарювання), виморожування, мембранний метод, іонний обмін,
6. Видалення залишкових органічних речовин
Після біохімічної очистки можуть залишитися органічні речовини, погано засвоюються мікроорганізмами. Кращий спосіб їх видалення - адсорбція активованим вугіллям, який потім регенерується при нагріванні.
Адсорбція активованим вугіллям ефективна для більшості органічних сполук і використовується для очищення побутових стоків, рідких відходів перегонки нафти, фенолів та інших ароматичних сполук.
До основних порушень водокористування відносяться: незадовільна експлуатація та стан водоочисного обладнання, відсутність дозволів на спецводокористування, скидання стічних вод з перевищенням нормативних показників. Почастішали випадки аварійних і залпових викидів забруднюючих стічних вод на рельєф місцевості та у водойми.
З метою переходу на більш раціональне споживання води і скорочення скидання забруднень у водні об'єкти розроблені оптимальні норми і укрупнені питомі показники водоспоживання та водовідведення для різних галузей народного господарства з урахуванням вдосконалення технологічних процесів. Введено в експлуатацію замкнуті системи водного господарства на Краснодарському вітамінному заводі, Липецькому металургійному комбінаті.
3.3 Охорона літосфери
Загальна площа суші Землі становить 149,1 млн. км 2, з них придатні для проживання людей 133 млн. км 2.Основні види забруднення літосфери - тверді побутові та промислові відходи. На одного жителя в місті в середньому припадає на рік приблизно по 1 т твердих відходів, причому ця цифра щорічно збільшується.
У містах під складування побутових відходів відводяться великі території. Видаляти відходи слід в короткі терміни, щоб не допускати розмноження комах, гризунів, запобігати забрудненню повітря. У багатьох містах діють заводи з переробки побутових відходів, причому повна переробка сміття дозволяє місту з населенням в 1 млн. чоловік отримуватиме на рік до 1500 т металу і майже 45 тис. т компосту - суміші, що використовується як добриво. У результаті утилізації відходів місто стає чистішим, крім того, за рахунок вивільнюваних площ, зайнятих звалищами, місто отримує додаткові території.
Правильно організована технологічна звалище - це таке складування твердих побутових відходів, яке передбачає постійну, хоч і дуже довгострокову, переробку відходів за участю кисню повітря і мікроорганізмів.
На заводі по спалюванню побутових відходів поряд із знешкодженням відбувається максимальне зменшення їх обсягу (до 90% вихідного). Однак необхідно враховувати, що самі сміттєспалювальні заводи можуть забруднювати навколишнє середовище, тому при їх проектуванні обов'язково передбачається очищення викидів в ОС. Продуктивність таких заводів по спалюваних відходів приблизно 720 т / с. при цілорічному та цілодобовому режимах роботи.
У сільськогосподарських районах будуються заводи по переробці старого поліетиленової плівки. Наприклад, із зібраної за рік (більш 1500т), очищеної від бруду плівки отримують 1300 т труб, які використовують у меліорації і у великопанельних будинках. . [1, c.56]
Тверді промислові відходи і їх переробка. У результаті промислової діяльності людини відбувається забруднення грунту, що призводить до виведення з ладу земель, придатних для сільського господарства. Основні види промислових відходів - шлаки теплових електростанцій і металургійних заводів, породні відвали гірничодобувних підприємств і гірничо-збагачувальних комбінатів, будівельний сміття і т.д. В особливу групу виділяють забруднення грунту нафтопродуктами та іншими хімічними речовинами (в авіаційній та інших технологіях - це тверді опади гальванованни і продукти травлення металів), які згубно впливають на грунтові мікроорганізми і кореневу систему рослин.
Обсяг витягується з надр гірської маси в нашій країні становить понад 15 млрд. т / рік. У господарський оборот залучається близько третини всього мінеральної сировини, а на виробництво готової продукції витрачається менше 7% видобутих корисних копалин. Очевидно, що не можна без кінця нарощувати і без того колосальні потоки відходів і попутних продуктів.
У залізовмісних шламах аглофабрик чорної металургії, наприклад, міститься більше заліза, ніж в видобутої руди. Разом з тим промисловість будматеріалів і будіндустрія добувають і споживають щорічно 3500 млн т нерудної сировини, велика частина якого може бути замінена відходами. Господарство нашої країни несе також величезні втрати, пов'язані зі складуванням відходів. У результаті лише на транспортування 1 т відходів і зміст відвалів витрачаються величезні кошти.
Будівництво комбінованих виробництв та окремих технологічних установок з переробки відходів особливо доцільно в промислових районах з великою потребою у будівельних матеріалах, виробах, конструкціях. Наприклад, методом каталізувало кристалізації скла на основі доменних шлаків у нас в країні отримують шлакоситалла. Високі фізико-механічні та фізико-хімічні властивості шлакоситалів, в першу чергу їх зносостійкість і хімічна стійкість, в поєднанні з декоративністю роблять їх найціннішим будівельним матеріалом. Тільки в Москві шлако-ситалл знайшов застосування при будівництві таких відомих об'єктів, як павільйон «Металургія» на ВВЦ (Всеросійський виставковий комплекс), аеропорт Шереметьєво, універмаг «Москва», Центральний міський аеровокзал і ін
Купи старих шин від автомобілів різних марок на території Чеховського регенераторного заводу під Москвою - вже не звалище, а склад вихідної сировини для виробництва гумової крихти і регенерату - пластичного матеріалу, частково заміняє каучук у різних гумових виробах, у тому числі і в нових шинах. Одна тонна регенерату - продукту переробки старих покришок, дозволяє заощадити
Всі розвинуті країни мають плани по створенню чистих (так званих безвідходних) технологій. У Росії в 1991р. була розроблена програма, в якій передбачався в цілях комплексної переробки природних ресурсів і сировини перехід на безвідходні та маловідходні виробництва. При цьому забезпечувалися незалежність екологічної експертизи та створення кадастру вторинних ресурсів для обліку вторинної сировини. Однак цей процес сильно затягується, що погіршує становище з охороною літосфери на території Росії і країн СНД.
Висновок
Здавалося б, сьогодні всім зрозуміло, що час «підкорення природи» безповоротно минув, і почався період глибокого, зацікавленого пізнання її законів. Однак на практиці обсяги відходів у країні зростають у два-три рази швидше, ніж обсяги виробництва та чисельність населення. Лавина відходів забруднює природу, їх шкідливі токсичні компоненти засмічують землю, повітря, річки, моря і озера. Причина криється в миттєву вигоду для виробництва. Але розумна людина не повинна вважати вигодою знищення всього живого, «божевільна пропалювання» ресурсів, не тільки своїх, але й належать майбутнім поколінням. Отже, прийшов час корінним чином змінити сам підхід до поняття вигідності, коли мова йде про природокористування.
Вивчення процесів, що протікають у біосфері, і впливу на них господарської діяльності людини показує, що тільки створення екологічно безвідходних і маловідходних виробництв може запобігти зубожіння природних ресурсів і деградацію природного середовища. Господарська діяльність людей повинна будуватися за принципом природних екосистем, які економно витрачають речовина і енергію і в яких відходи одних організмів служать місцем існування для інших, тобто здійснюється замкнутий кругообіг.
Необхідно шукати такі способи ліквідації відходів, які дають можливість отримувати корисні продукти, наприклад, дріжджі для випічки хлібобулочних виробів і для виробництва етилового спирту або для перетворення відходів, що утворюються при переробці деревної пульпи, в корисний продукт.
Прагнути до раціонального природокористування - планомірного, науково обгрунтованого перетворення навколишнього середовища в міру вдосконалення матеріального виробництва на основі комплексного використання невідновлюваних ресурсів у циклі: виробництво - споживання - вторинні ресурси за умови збереження та відтворення відновлюваних природних ресурсів.
Щоб мінімізувати, а потім і зовсім піти від наслідків інтенсивного забруднення довкілля, необхідно активно впроваджувати чисті технології, що дозволить значно збільшити тривалість життя; розвивати наукомісткі технології, широкомасштабно використовуючи комп'ютеризацію; удосконалювати постійно діюче ефективне природоохоронне законодавство.
Список використаної літератури
1. Екологія і безпека життєдіяльності. Навчальний посібник під редакцією Д.А. Кривошеїна, Л.А. Мурахи. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.
2. Екологія: раціональне природокористування безпека життєдіяльності. Навчальний посібник під редакцією О.М. Павлова. - М.: Вища школа, 2005. - 343 с.