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.