Въведение

Източници на химическо замърсяване

Енергийните съоръжения са източници на най-големи количества химическо замърсяване

Транспортът като източник на химическо замърсяване

Химическата промишленост като източник на замърсяване

Въздействие върху екосистемата

6. Борба със загубите по време на транспортиране (предотвратяване на аварии на газопроводи и нефтопроводи).

Контрол на замърсяването на водата

Рециклиране.

Заключение

Въведение

Развитието на съвременната индустрия и сектора на услугите, както и разширяването на използването на биосферата и нейните ресурси, води до все по-голяма човешка намеса в материалните процеси, протичащи на планетата. Свързаните с това планирани и съзнателни промени в материалния състав (качество) на околната среда са насочени към подобряване на условията на живот на човека в технически и социално-икономически аспект. През последните десетилетия в процеса на развитие на технологиите се игнорира опасността от нежелани странични ефекти върху човека, живата и неживата природа. Това може би може да се обясни с факта, че по-рано се смяташе, че природата има неограничена способност да компенсира човешкото въздействие, въпреки че необратимите промени в околната среда са известни от векове, например обезлесяването, последвано от ерозия на почвата. Днес не могат да бъдат изключени непредвидени въздействия върху лесно уязвими зони на екосферата в резултат на активна човешка дейност.

Човек е създал за себе си местообитание, пълно със синтетични вещества. Тяхното въздействие върху хората, други организми и околната среда често е неизвестно и често се открива, когато вече са нанесени значителни щети или при извънредни обстоятелства, например внезапно се оказва, че по време на горене напълно неутрално вещество или материал образува токсични съединения.

Новите напитки, козметика, хранителни продукти, лекарства, предмети за бита, предлагани ежедневно от рекламата, задължително включват химични компоненти, синтезирани от човека. За степента на непознаване на токсичността на всички тези вещества може да се съди от данните в табл. 1.

Книгата "Екологични проблеми" (стр. 36) дава следните факти:

„Сега се произвеждат около 5 хиляди вещества в масов мащаб и около 13 хиляди вещества в мащаб над 500 тона / година. Броят на веществата, предлагани на пазара в забележим мащаб, от 50 хиляди артикула през 1980 г., се е увеличил до 100 хиляди артикула в момента. От 1338 вещества, произвеждани в голям мащаб в страните от Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (OECD), само 147 имат някакви данни за тяхната опасност или безопасност (Losev, 1989; TheWord…, 1992). Според (Meadows…, 1994) от 65 хил химически веществав търговско обращение по-малко от 1% имат токсикологични характеристики.

Въпреки че излагането на химикали е скъпо: характеризирането на едно вещество изисква 64 месеца и $575 000, а изследванията на хронична токсичност и канцерогенност изискват допълнителни $1,3 милиона (стр. 36); в тази област се работи малко.

Понастоящем поради редица причини остават неразрешени проблеми при оценката на токсичността на химическите продукти за хората и в Повече ▼към заобикаляща среда. изчерпателни изследвания

Обхват на наличната информация	Промишлени химикали с производство >500 t/y½<500 т/год½ Объем неизв			Хранителни добавки	Лекарства физиол. активен в-ва	Козметични съставки		Пестициди, инертни добавки
Пълно, %	0	0	0	5	18		2	10
Непълно, %	11	12	10	14	18		14	24
Няма достатъчно информация, %	11	12	8	1	3		10	2
Много малко информация, %	0	0	0	34	36		18	26
Няма информация, %	78	76	82	46	25		56	38
100	100	100	100	100		100	100
Брой изследвания на химически продукти	12860	13911	21752	8627	1815		3410	3350

въздействията на веществата могат да бъдат осъзнати само след получаване на пълна информация за експозицията (действащата доза) на всеки химикал.

В процеса на своята икономическа дейност човек произвежда различни вещества. Всички произведени вещества, използващи както възобновяеми, така и невъзобновяеми ресурси, могат да бъдат разделени на четири типа:

* изходни вещества (суровини);

* междинни вещества (възникващи или използвани в производствения процес);

* краен продукт;

* страничен продукт (отпадък).

Отпадъкът възниква на всички етапи от получаването на крайния продукт и всеки краен продукт след консумация или употреба става отпадък, така че крайният продукт може да се нарече отложен отпадък. Всички отпадъци попадат в околната среда и се включват в биогеохимичния кръговрат на веществата в биосферата. Много химически продукти са включени от човека в биогеохимичния цикъл в мащаб, много по-голям от естествения цикъл. Някои вещества, изпратени от човека в околната среда, преди това са отсъствали в биосферата (например хлорофлуоровъглероди, плутоний, пластмаси и др.), Така че естествените процеси не могат да се справят с тези вещества за дълго време. Резултатът е огромна вреда за организмите.

таблица 2. Източници на емисии (изпускания) на вредни вещества (%) през 1986 г. и прогноза за 1998 г. (по примера на Германия).

SO2		NO x (NO 2)		ко		Прах		Летливи органични съединения
Промишленост (отрасъл на националната икономика)	1996	1998	1996	1998	1996	1998	1996	1998	1996	1998
Обща сума	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
процеси	4,3	7,9	0,8	0,4	11,9	15,0	57,7	59,1	4,6	7,0
Консумация на енергия	95,7	92,1	99,2	99,6	88,1	85,0	42,3	40,9	56,4	60,4
транспорт, с изключение на градския а)	1,8	3,3	8,3	10,6	3,2	3,4	3,1	2,7	3,0	3,9
· градски транспорт	2,8	7,5	52,4	64,0	70,7	63,6	10,3	12,9	48,5	49,9
· битови	5,8	9,6	3,1	3,5	9,0	10,5	6,7	6,1	3,0	3,7
малки потребители b)	4,4	6,4	1,7	,1,8	1,5	2,0	1,6	1,3	0,5	0,7
преработвателни предприятия и мини в)	12,6	14,7	7,1	7,0	2,9	4,3	4,1	4,6	0,8	1,1
Други преработвателни индустрии c), d)	5,7	14,5	2,0	2,1	0,3	0,5	0,9	1,3	0,1	0,3
Електрически и топлоелектрически централи д)	62,6	36,1	24,6	10,6	0,5	0,7	15,6	12,0	0,5	0,8

а) Строителство, селско и горско стопанство, военен, железопътен и воден транспорт, въздушни съобщения.

б) Включително военна служба.

в) Промишленост: други области на обработка, предприятия и добив, процеси (само промишлени).

г) Нефтопреработвателни заводи, коксови батерии, брикетиране.

д) За промишлени електроцентрали, само производство на енергия.

От табл. 2 (стр. 109) се вижда, че най-голямото количество отпадъци е свързано с производството на енергия, върху потреблението на която всички

Таблица 3Емисии във въздуха от електроцентрала с мощност 1000 MW/година (в тонове).

стопанска дейност. Поради изгарянето на изкопаеми горива за енергийни цели, сега има масивен поток от редуциращи газове в атмосферата. В табл. 3 (стр. 38) са показани данни за емисиите на различни газове от изгарянето на различни видове изкопаеми горива. За 20 години, от 1970 до 1990 г., светът е изгорил 450 милиарда барела петрол, 90 милиарда тона въглища, 11 трлн. куб m газ ( стр. 38).

Замърсяването и отпадъците от енергийните съоръжения се разделят на два потока: единият причинява глобални промени, а другият - регионални и локални. Глобалните замърсители навлизат в атмосферата и поради обема си

Таблица 4. Промени в концентрацията на определени газови компоненти в атмосферата.

брой парникови газове (Таблица 4, виж , стр. 40). От тази таблица може да се види, че концентрацията на малки газови компоненти на атмосферата се променя в натрупването, в атмосферата се появяват газове, които преди това практически липсваха в нея - хлорфлуорвъглероди. Последиците от натрупването на глобални замърсители в атмосферата са:

* Парников ефект;

* разрушаване на озоновия слой;

* кисели валежи.

Второ място по замърсяване на околната среда заема транспортът, особено автомобилният. През 1992 г. световният автомобилен парк е бил 600 милиона единици и ако тенденцията на растеж продължи, до 2015 г. може да достигне 1,5 милиарда единици (стр. 41). Изгарянето на изкопаеми горива от превозни средства повишава концентрациите на CO, NO x , CO 2 , въглеводороди, тежки метали и прахови частици в атмосферата, също така произвежда твърди отпадъци (гуми и самата кола след повреда) и течни отпадъци (отработени масла , пране и др.). Автомобилите представляват 25% от изгореното гориво. По време на експлоатация, равняваща се на 6 години, един среден автомобил отделя в атмосферата: 9 тона CO 2 , 0,9 тона CO , 0,25 тона NO x и 80 kg въглеводороди.

Разбира се, в сравнение с енергията и транспорта, глобалното замърсяване от химическата промишленост е малко, но това също е доста осезаемо местно въздействие. Повечето органични междинни и крайни продукти, използвани или произведени в химическата промишленост, са направени от ограничен брой основни нефтохимикали. По време на обработката на суров нефт или природен газ, различни етапи от процеса, като дестилация, каталитичен крекинг, отстраняване на сяра и алкилиране, генерират както газообразни, така и разтворени във вода и изхвърлени в канализацията. Те включват остатъци и отпадъци от технологични процеси, които не могат да бъдат преработени по-нататък.

Газообразните емисии от дестилационни и крекинг инсталации по време на рафиниране на нефт съдържат главно въглеводороди, въглероден оксид, сероводород, амоняк и азотни оксиди. Частта от тези вещества, която може да бъде събрана в газови колектори, преди да се изпусне в атмосферата, се изгаря във факели, което води до продукти на изгаряне на въглеводороди, въглероден оксид, азотни оксиди и серен диоксид. При изгаряне на киселинни продукти на алкилиране в атмосферата се отделя флуороводород. Има и неконтролирани емисии, причинени от различни течове, недостатъци в поддръжката на оборудването, смущения в процесите, аварии, както и изпарение на газообразни вещества от системата за технологично водоснабдяване и от отпадъчни води.

От всички видове химически индустрии най-голямо замърсяване се причинява от тези, в които се правят или използват лакове и бои. Това се дължи на факта, че лаковете и боите често се правят на базата на алкидни и други полимерни материали, както и нитролакове, те обикновено съдържат голям процент разтворител. Емисиите на антропогенни органични вещества в отраслите, свързани с използването на лакове и бои, са 350 хиляди тона годишно, останалата част от химическата промишленост като цяло отделя 170 хиляди тона годишно (, стр. 147).

Въздействие на химикалите върху околната среда

Нека разгледаме по-подробно въздействието на химикалите върху околната среда. Екотоксикологията се занимава с изследване на влиянието на антропогенни химикали върху биологични обекти на околната среда. Задачата на екотоксикологията е да изучава влиянието на химичните фактори върху видовете, жизнените общности, абиотичните компоненти на екосистемите и върху техните функции.

Под вредните ефекти, приложени към съответната система, в екотоксикологията разбирайте:

ясни промени в обичайните колебания в размера на популацията;

дългосрочни или необратими промени в състоянието на екосистемата.

Ефекти върху индивиди и популации

Всяка експозиция започва с токсичен праг, под който не се открива ефект на веществото (NOEC - концентрация, под която не се наблюдава ефект). Съответства на концепцията за експериментално определен праг на концентрация (LOEC - минималната концентрация, при която се наблюдава ефектът на дадено вещество). Използва се и трети параметър: MATC - максимално допустимата концентрация на вредно вещество (в Русия е възприет терминът MPC - „максимално допустима концентрация“). MPC се намира чрез изчисление и стойността му трябва да бъде между NOEC и LOEC. Определянето на тази стойност улеснява оценката на риска от излагане на съответните вещества на чувствителни организми (стр. 188).

Химическите вещества, в зависимост от свойствата и структурата, влияят на организмите по различни начини.

Молекулярно-биологични ефекти.

Много химикали взаимодействат с ензимите на тялото, променяйки тяхната структура. Тъй като ензимите катализират хиляди химични реакции, става ясно защо всяка промяна в структурата им дълбоко засяга тяхната специфичност и регулаторни свойства.

Пример:цианидите блокират дихателния ензим - цитохром с-оксидаза; Ca 2+ катионите инхибират активността на рибофлавин китазата, която е фосфатен носител на рибофлавин в животински клетки.

Нарушения на метаболизма и регулаторните процеси в клетката.

Клетъчният метаболизъм може да бъде нарушен от химикали. Реагирайки с хормони и други регулаторни системи, химикалите причиняват неконтролирани трансформации и променят генетичния код.

Пример:нарушение на реакциите на окислително разграждане на въглехидрати, причинени от токсични метали, особено съединения на мед и арсен; пентахлорфенол (PCP), триетилолово, триетилцинк и 2,4-динитрофенол прекъсват веригата от химични процеси на дишане на етапа на реакцията на окислително фосфорилиране; съединенията на лидан, кобалт и селен нарушават процеса на разграждане на мастни киселини; Органохлорните пестициди и полихлорираните бифенили (PCBP) причиняват нарушения на щитовидната жлеза.

Мутагенни и канцерогенни ефекти.

Вещества като DDT, PCBF и полиароматни въглеводороди (PAH) имат потенциал да бъдат мутагенни и канцерогенни. Опасното им въздействие върху хората и животните се проявява в резултат на продължителен контакт с тези вещества, съдържащи се във въздуха и хранителните продукти. Според данни, получени въз основа на експерименти с животни, канцерогенният ефект се осъществява в резултат на двустепенен механизъм:

4. Въздействие върху поведението на организмите.

Таблица 5Примери за инициатори и стимулатори на канцерогенезата (стр. 194).

Инициатори		промоутъри
Химични съединения	Биологични свойства	Химични съединения	Биологични свойства
PAH (поликондензирани ароматни въглеводороди), нитрозамини	Канцерогенен	Кротоново масло	Сам по себе си не е канцерогенен.
N-нитрозо-N-нитро-N-метилгуанидин	Експозиция преди експозиция на промотора	Фенобарбитал	Действието настъпва след появата на инициатора
Диметилнитрозамин Диетилнитрозамин	Достатъчна е една инжекция	DDT, PCBF TCDD (тетрахлородибензодиоксин)	Изисква се дълготрайна експозиция
N-нитрозо-N-метилкарбамид	Влиянието е необратимо и адитивно	Хлороформ	Първоначално действието е обратимо, а не адитивно.
Уретан	Няма прагова концентрация	Захарин (под въпрос)	Праговата концентрация вероятно зависи от времето на експозиция на дозата
1,2-диметилхидразин	Мутагенно действие	Цикламат	Няма мутагенен ефект

	Въвеждане на веществото Праг на експозиция
веднага - няколко дни	Нарушения на поведението (неврологични и ендокринни, химотаксис, фотогеотаксис, баланс/ориентация, полет, мотивация/способност за учене)	Биохимични реакции (ензимна и метаболитна активност, синтез на аминокиселини и стероидни хормони, мембранни промени, ДНК мутации) ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
	Физиологичен (консумация на кислород, осмотична и йонна регулация, смилане и отделяне на храната, фотосинтеза, фиксиране на азот)	Морфологични промени (промени в клетките и тъканите, образуване на тумори, анатомични промени)
часове - седмици	¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
дни - месеци	Промяна на индивидуалния жизнен цикъл (ембрионално развитие, скорост на растеж, размножаване, способност за регенерация)
месеци - години	Промени в населението (намаляване на броя на индивидите, промени във възрастовата структура, промени в генетичния материал)
месеци - десетилетия	Последици за околната среда (динамични промени в биоценозите / екосистемите, тяхната структура и функция)

Ориз. 1.Въздействия върху биологичните системи, тъй като те стават по-сложни (стр. 201).

„генотоксично начало“,

„епигенетична промоция“.

Инициаторив процеса на взаимодействие с ДНК предизвикват необратими соматични мутации, като е достатъчна много малка доза от инициатора, предполага се, че за този ефект няма концентрационни прагове, под които да не се проявява.

Насочено унищожаване на определени видове растения и животни.

Пример: алдехидни, фунгицидни, акарицидни, хербицидни, инсектицидни мерки, особено в урбанизирани екосистеми

Широко разпространено намаляване на видовото разнообразие на организмите.

Пример:използване на пестициди и торове в селскостопанските екосистеми.

Масово замърсяване.

Пример:замърсяване на бреговете и устията на реките с нефт от аварии на танкери.

Постоянно замърсяване на биотопите

Пример: етерификация на реки и езера в резултат на навлизането в тях на значителни количества разтворени и свързани съединения на азота и фосфора.

Дълбоки биотопни промени

Пример: засоляване на сладководни биотопи; „съвременно влошаване на състоянието на горите.

Пълно унищожаване на екосистемата в резултат на загуба на цялостна непокътната структура (биотоп) и нейните функции (биоценоза).

Пример: Унищожаването на мангрови гори в резултат на използването на хербициди като химически оръжия във войната във Виетнам.

Фиг.2.Схема на възможните последствия от въздействието на химически продукти върху екосистемите.

промоутъризасилват действието на инициатора и собствения си ефект върху

организмът е обратим за известно време.

Допълнително въздействие- сумиране (събиране) на отделни въздействия.

Таблица 5 изброява някои от инициаторите и промоторите и техните свойства.

Нарушаването на поведението на организмите е следствие от общото въздействие върху биологичните и физиологичните процеси.

Пример:Установено е, че значително по-ниски концентрации от LD 50 (летална доза при 50% смъртност) предизвикват ясна промяна в поведението поради излагане на химикали.

Различните организми имат различна чувствителност към химикали, така че времето на проявяване на определени действия на химикали за различните биосистеми е различно (виж фиг. 1).

Въздействие върху екосистемата

Под въздействието на химикали се променят следните параметри на екосистемата:

* гъстота на населението;

* доминираща структура;

* видово разнообразие;

* изобилие от биомаса;

* пространствено разпределение на организмите;

* репродуктивни функции.

Възможните последици и форми на вредно въздействие на химикалите върху екосистемата могат да бъдат класифицирани според фиг. 2 (стр. 184).

Предприети мерки за минимизиране на риска от използване на химически продукти

За да се минимизира рискът от използването на химически продукти, в съответствие с нивото на познания по този проблем в страните от ЕС, през 1982 г. беше приет така нареченият „Закон за химическите продукти“. В процеса на проверка на прилагането му, в продължение на няколко години, бяха предприети мерки за оптимизиране на технологиите, биологичните и физико-химичните изследвания, както и за изясняване на терминологията, стандартните вещества и методите за вземане на проби. Законът за химикалите установява правилата за допускане до пазара на всички нови химически продукти.

Технически мерки, използвани за предотвратяване на опасността от промишлени емисии

За да се намали и намали изпускането на химикали от промишлени предприятия, трябва да се предприемат следните мерки:

Нека разгледаме по-отблизо последните две точки.

Контрол на замърсяването на водата

Разбирането за необходимостта от регулирано водоснабдяване и пречистване на отпадъчните води е възникнало много отдавна. Още в древен Рим са построени акведукти за снабдяване с прясна вода и „Клоамаксима“ - канализационна мрежа. картер и по този начин предотвратява запушването на канализацията и образуването на продукти от гниене („Дортмундски кладенци“ и „Емски кладенци“).

Друг метод за неутрализиране на отпадъчните води е тяхното пречистване с помощта на напоителни полета, т.е. изхвърлянето на отпадъчни води в специално подготвени полета. Но едва в средата на миналия век започва развитието на методите за пречистване на отпадъчни води и системното изграждане на канализационни мрежи в градовете.

Първо бяха създадени инсталации за механично почистване. Същността на това пречистване беше утаяването на твърдите частици в отпадъчните води до дъното, просмукване през песъчливата почва, отпадъчните води бяха филтрирани и избистрени. И едва след откриването през 1914 г. на биологична (жива) утайка

Таблица 6. Физико-химично пречистване на отпадъчни води (стр. 153).

Таблица 7. Гранични стойности за концентрацията на замърсители в отпадъчните води от петролни рафинерии, изпратени за биологично третиране ( стр.144).

Таблица 8. Средна характеристика на инфузионните води от депата (депа) за битови битови отпадъци (6-8 години след складирането) (стр.165).

pH стойност	6,5 - 9,0
Сух остатък	20000 ml/l
Неразтворими вещества	2000 mg/l
Електрическа проводимост (20 o C)	20000 µS/cm
Неорганични компоненти
Съединения на алкални и алкалоземни метали (по метал)	8000 mg/l
Съединения на тежки метали (за всеки метал)	10 mg/l
Съединения на желязото (общо Fe)	1000 mg/l
NH4	1000 mg/l
SO 2-	1500 mg/l
HCO3	10000 mg/l
Органични съставки
БПК (биохимична нужда от кислород за 5 дни)	4000 mg/l
COD (химическа нужда от кислород)	6000 mg/l
Фенол	50 mg/l
Перилен препарат	50 mg/l
Вещества, екстрахируеми с метиленхлорид	600 mg/l
Органични киселини, дестилирани с водни пари (изчислени като оцетна киселина)	1000 mg/l

стана възможно да се разработят съвременни технологии за пречистване на отпадъчни води, включително връщане (рециклиране) на биологична утайка в нова порция отпадъчни води и едновременно аериране на суспензията. Всички методи за пречистване на отпадъчни води, разработени през следващите години и до момента, не съдържат съществено нови решения, а само оптимизират предварително разработения метод, ограничен до различни комбинации от известни етапи на технологичен процес. Изключение правят методите за физико-химично третиране, които използват физични методи и химични реакции, специално подбрани за отстраняване на веществата, съдържащи се в отпадъчните води (Таблица 6).

Отпадъчните води от предприятия (например петролни рафинерии) първо се подлагат на физическо и химическо третиране, а след това на биологично. Съдържанието на вредни вещества в отпадъчните води, влизащи в биологично пречистване, не трябва да надвишава определени стойности (Таблица 7).

Рециклиране.

При разработването на екологосъобразна система за управление на отпадъците се поставят следните (по важност) основни задачи:

Видове изхвърляне на отпадъци:

* складова дейност;

* изгаряне;

* компостиране (неприложимо за отпадъци, съдържащи токсични вещества);

* пиролиза.

Таблица 9. Емисии на вредни вещества от инсталации за изгаряне на отпадъци (mg/l) (стр.158).

Таблица 10. Средно съдържание на метали в прахови частици от дим от инсинератор (10 проби, средно съдържание на прах в димните газове 88 mg/m 3) (стр.159).

Таблица 11Разлики между термолиза и пиролиза на органични отпадъци (стр.171).

изгаряне на отпадъци	Пиролиза на отпадъци
Задължителна висока температура	Сравнително ниска температура (450 o C)
Необходим е излишен въздух (съответно кислород)	Липса на кислород (респ. въздух)
Входяща топлина директно поради отделената топлина на реакцията	Подаване на топлина предимно чрез топлообменници
Оксидиращи условия, металите се окисляват	При редуциращи условия металите не се окисляват
Основни реакционни продукти: CO 2 , H 2 O, пепел, шлака	Основни реакционни продукти: H 2 , C n H m , CO, твърди въглеродни остатъци
Газообразни вредни вещества: SO2, SO3, NO x, HCl, HF, тежки метали, прах	Газообразни вредни вещества: H2S, HCN, NH3, HCl, HF, феноли, смоли, Hg, прах
Големи обеми газ (пропорция въздух)	Малки обеми газове
Пепелта се синтерова в шлака, оставяйки влага	Няма процеси на топене и синтероване, загуба на влага
Предварителното смилане и равномерното раздробяване не са необходими, но благоприятни	Предварителното смилане и равномерността на смачкване са от съществено значение
Течните и пастообразните отпадъци обикновено не се третират	По принцип се третират течни и пастообразни отпадъци
Рентабилността на производството се постига при население от около 1 милион души	Икономиката на производството вероятно ще бъде осигурена при население от около милион души

Най-разпространеното сега е складирането на отпадъци. Приблизително 2/3 от всички битови и промишлени отпадъци и 90% от инертните отпадъци се съхраняват в депата. Такива хранилища заемат големи площи, са източници на шум, прах и газове в резултат на химични и анаеробни биологични реакции в пласта, както и източници на замърсяване на подпочвените води в резултат на образуването на просмукваща вода в открити сметища (Таблица 8).

От това следва, че съхраняването на отпадъци не може да бъде задоволителен метод за тяхното обезвреждане и трябва да се използват други методи.

В момента до 50% от всички отпадъци в развитите страни се изгарят. Предимствата на метода на изгаряне са значителното намаляване на обема на отпадъците и ефективното унищожаване на горими материали, включително органични съединения. Остатъците от изгарянето - шлака и пепел - съставляват само 10% от първоначалния обем и 30% от масата на изгорелите материали. Но при непълно изгаряне в околната среда могат да попаднат множество вредни вещества (Таблици 9 и 10). За да се намалят емисиите на органични вещества, е необходимо да се използват устройства за третиране на дима.

Пиролизата е разлагане на химични съединения при високи температури в отсъствието на кислород, в резултат на което изгарянето им става невъзможно. В табл. 11 показва разликите в процесите на изгаряне (термолиза) и пиролиза на отпадъци въз основа на сравнение на тези два метода. Въпреки че пиролизата има много предимства, тя има и значителни недостатъци: отпадъчните води, идващи от пиролизни инсталации, са силно замърсени с органични вещества (феноли, хлорирани въглеводороди и др.) и от сметища на твърди остатъци от пиролиза (пиролизен кокс) под действието на дъждове , измиване на вредни вещества; в твърдите пиролизни продукти освен това са открити високи концентрации на поликондензирани и хлорирани въглеводороди. В тази връзка пиролизата не може да се счита за екологичен метод за преработка на отпадъци.

Човекът в хода на своята дейност произвежда огромно количество химикали, които влияят неблагоприятно на околната среда. Но в момента той не разполага с такава технология, която да направи човешката дейност абсолютно безотпадна.

Заключение

И така, разгледах някои аспекти на химическото замърсяване на околната среда. Това далеч не са всички аспекти на този огромен проблем и само малка част от възможностите за разрешаването му. За да не унищожи напълно местообитанието на своето местообитание и местообитанието на всички други форми на живот, човек трябва да бъде много внимателен към околната среда. А това означава, че е необходим строг контрол на прякото и непряко производство на химикали, цялостно проучване на този проблем, обективна оценка на въздействието на химическите продукти върху околната среда, търсене и прилагане на методи за минимизиране на вредното въздействие на химикалите. върху околната среда.

Библиография

1. Екологична химия: пер. с него. / Ед. Ф. Корте. - М.: Мир, 1996. - 396 с., ил.

2. Екологични проблеми: какво се случва, кой е виновен и какво да правим?: Учебник / Изд. проф. В. И. Данилов - Данилян. - М .: Издателство на MNEPU, 1997. - 332 с.

3. Небел Б. Наука за околната среда: Как работи светът: В 2 т. Т. 1.2. пер. от английски - М .: Мир, 1993. - с., ил.

4. Ревел П., Ревел Ч. Нашето местообитание: В 4 кн. Книга. 2. Замърсяване на водата и въздуха: Превод от английски. - М.: Мир, 1995. - стр., ил.

Проблемът с химическото замърсяване на планетата е един от глобалните и неотложни екологични проблеми. Екологичната част на химията изследва въздействието на веществата върху околната среда (въздух, вода, твърда кора, живи организми).
Нека да разгледаме някои от тези проблеми:
киселинен дъжд
Парников ефект
Общо замърсяване на въздуха
Озоновата дупка
Ядрено замърсяване.

Парников ефект

Парниковият ефект е процес в атмосферата, при който падащата видима светлина се предава и инфрачервената се абсорбира, което повишава температурата на повърхността на Земята и вреди на цялата природа. Замърсяването е излишък на въглероден диоксид.

Тази концепция е формулирана за първи път през 1863 г. Тидал. През 1896г S. Arrhenius показа, че въглеродният диоксид повишава температурата на атмосферата с 5 0 C. През 70-те години на 20 век е доказано, че други газове също дават парников ефект: въглероден диоксид - 50-60%, метан - 20% , азотни оксиди - 5 %.

Поток от видими лъчи навлиза в повърхността на Земята, те преминават през парниковите газове, без да се променят, и когато се срещнат със Земята, част от тях се трансформират в дълговълнови инфрачервени лъчи. Тези лъчи се блокират от парникови газове и топлината остава на Земята.

През 1890г - средната температура на планетата е 14,5 0 C, през 1980 г. - 15,2 0 C. Опасността е в тенденцията на растеж. Според прогнозите за 2030-50 г. той все още ще нарасне с 1,5-4,5 0 С.

Последствия:

Отрицателни: топенето на вечните снегове и повишаването на нивото на океана с 1,5 m. наводняване на най-продуктивните територии, нестабилно време, ускоряване на скоростта на изчезване на животни и растения, размразяване на вечна замръзналост, което ще доведе до унищожаване на сгради, построени върху пилоти.

Положителни: топли зими в северните райони на страната ни, някои предимства за земеделието.

Разрушаване на озоновия слой

Изтъняването на озоновия слой е процес на намаляване на количеството озон в атмосферата на надморска височина от около 25 km (в стратосферата). Там озонът и кислородът взаимно се трансформират един в друг (3O2 ↔ 2O3) под въздействието на ултравиолетовото лъчение от Слънцето и не позволяват това лъчение да достигне повърхността на Земята, което спасява целия жив свят от изчезване. Образуването на "озонови дупки" се причинява от фреони и азотни газове, които поглъщат ултравиолетовата радиация вместо озон и нарушават баланса.

киселинен дъжд

Киселинният дъжд е валежи, които съдържат киселини поради абсорбцията на серен диоксид и азотни оксиди от облаците. Източник на замърсяване са промишлени емисии на газове, двигатели на свръхзвукови самолети. Това води до увреждане на широколистните растения, корозия на металите, подкисляване на почвите и водата.

Киселинността на естествените водни тела и валежите е нормална, ако pH е 5,6 (поради CO 2, разтворен във вода)

Киселинно утаяване е всяко утаяване, което е киселинно. За първи път са регистрирани в Англия през 1907-1908 г. Сега има валежи с pH 2,2-2,3.

Източници на киселинни утайки: киселинни оксиди: SO 2 , NO 2

Механизмът на образуване на киселинни утайки: газове + водна пара образуват разтвори на киселини с рН< 7

Серните съединения се отделят в атмосферата:
а) по естествен начин, т.е. биологични процеси на разрушаване, действие на анаеробни бактерии на влажните зони, вулканична дейност.
б) антропогенни - 59-60% от общото количество емисии в атмосферата, преработката на различни видове горива, работата на металургичните предприятия, циментовата работа, производството на сярна киселина и др.

2 H 2 S + 3O 2 \u003d 2H 2 O + 2SO 2

Азотните оксиди влизат в атмосферата:
а) естествено - при гръмотевична буря или под действието на почвени бактерии;
б) антропогенни - поради дейността на транспортни средства, топлоелектрически централи, производството на минерални торове, азотна киселина, нитросъединения, взривни работи.

2NO + O 2 \u003d 2NO 2

При разтваряне на азотен оксид +4 във вода се образуват две киселини - азотна и азотна, при окисляване на азотен оксид +4 и взаимодействие с вода се образува азотна киселина.

2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + HNO 2

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 \u003d 4HNO 3

Общо замърсяване на въздуха

Освен изброените оксиди на азота и сярата, в атмосферата се отделят и други газове.

Въглеродът образува два оксида: въглероден диоксид и въглероден оксид.

Въглеродният окис е отрова. Образува се при непълното изгаряне на горивото.

Основните доставчици на вредни газове са автомобилите.

MPC CO - 9 -10 μg / m 3

Има много други видове замърсяване на околната среда, като канализация с токсични отпадъци, силно устойчиви вещества (пестициди, тежки метали, полиетилен и др.), промишлен дим и прах, автомобилен транспорт, петролни танкери.

Разбира се, можете да си купите ръководство и да прочетете за химическите основи на биологията там ... Или да отидете на всички лекции на учителя и да научите цялата информация от там. Но ако нямате време и не ви се харчат пари, ето кратко и основно въведение в тази странна дисциплина, която се среща в някои университети.

Какво е химическа екология?

Химическата екология е клон на екологията, който се занимава с изучаването на последиците от преките и страничните ефекти на химикалите върху околната среда и вероятните начини за намаляване на тяхното отрицателно въздействие.

Това е основният термин. Има обаче и други. Например, английската литература разбира химическата екология като изучаване на хим. взаимодействия между видовете в една екосистема.

Химик Раков E.G. иска химическата екология да се разбира много по-широко, като предлага да се включи в нея изучаването на всякакви химически процеси, протичащи в екосистемите (включително циркулацията на веществата).

Химическо замърсяване на околната среда

Човечеството винаги е било свързано със света около него. Въпреки това, пагубното въздействие на човека върху природата е придобило такъв огромен мащаб с развитието на силно индустриализирано общество.

Какво значение има това за нас? Най-директно, защото именно заради това сме в голяма опасност. И най-голямата опасност е химическото замърсяване на околната среда, тъй като тези замърсявания не са естествени за природата, не са характерни за нея.

Видове химическо замърсяване

Има няколко вида химическо замърсяване:

Химическо замърсяване на атмосферата;
Химическо замърсяване на почвата;
Химическо замърсяване на океаните.

Всички те са толкова глобални, че е необходимо да спрем по-подробно и да разгледаме по-подробно всеки тип от тези замърсявания.

Атмосферно замърсяване: видове и източници

Основните източници на замърсяване на атмосферата са транспортът, промишлеността и битовите котли. Но индустрията, разбира се, е по-голяма от останалите.

„Доставчици” на тези замърсявания са металургичните предприятия, топлоелектрическите централи, циментовите и химическите заводи. Те са тези, които отделят първични и вторични замърсители в околната среда. Първите веднага попадат директно в атмосферата, а вторите само по време на някакви реакции (химични, физични, фотохимични и др.).

А ето и най-популярните химикали, които бавно, но сигурно ни убиват: въглероден окис и азот, серен и серен анхидрид, сероводород и въглероден дисулфид, флуорни и хлорни съединения.

Аерозолните съединения също имат огромно отрицателно въздействие върху нашата атмосфера, виновниците за което са масовите взривявания, производството на цимент, изгарянето на остатъчни морски дарове и потреблението на въглища с висока пепел в топлоелектрическите централи.

Замърсяване на океаните: видове и източници

В резултат на замърсяването на водите на Световния океан естественият химичен състав на водата се променя, като се увеличава процентното съдържание на органични или неорганични вредни примеси в нея.

От неорганични замърсители могат да се разграничат съединения: олово, арсен, хром, живак, флуор, мед, както и неорганични киселини и основи, които повишават диапазона на pH на промишлените отпадъчни води.

Отрицателното въздействие се проявява в токсичния ефект. Когато бъдат освободени във водата, тези токсини се абсорбират от фитопланктона, който по-нататък по хранителната верига пренася токсините към по-високо организирани организми.

От органични замърсители основните са петролните продукти. Стигайки до дъното, те частично или напълно блокират жизнената активност на микроорганизмите, участващи в самопречистването на водите. Освен това, когато се разлагат, тези утайки могат да създадат специални токсични вещества, които замърсяват водите. И още една негативна последица – тези органични замърсители създават филм на повърхността и пречат на светлината да проникне дълбоко във водите, пречейки на процесите на фотосинтеза и газообмен. Резултатът от негативните последици може да бъде, наред с други неща, такива ужасни заболявания като дизентерия, коремен тиф, холера.

Замърсяване на почвата: видове и източници

Основните "врагове" на почвата са киселинообразуващите съединения, тежките метали, торовете, пестицидите, нефта и нефтопродуктите.

Откъде идват тези видове замърсяване? Да, отвсякъде: от жилищни сгради, промишлени и битови предприятия, топлоенергетика, транспорт, селско стопанство.

Последиците от замърсяването на почвата са толкова тъжни, колкото замърсяването на атмосферата и Световния океан: патогенни бактерии (туберкулоза, коремен тиф, газова гангрена, полиомиелит, антракс и др.), токсични за живите организми вещества и олово навлизат в почвата. Всичко това не само замърсява почвата, но и нарушава естествения и нормален кръговрат на веществата, оказвайки негативно влияние върху човешкото здраве.

Така научихме кратка информация за такава наука като химическата екология. Страшно е да си помислим колко лоши неща могат да ни се случат, ако не се вземат определени мерки навреме. И за да имате време да помислите върху подобряването на качеството на живот и здравето на вашите близки и себе си, ние предлагаме нашата помощ в решаване на ежедневни студентски проблеми– писане на реферати, курсови работи, контролни и др.

Нашата планета е изградена от химически елементи. Това са основно желязо, кислород, силиций, магнезий, сяра, никел, калций и алуминий. Живите организми, които съществуват на Земята, също се състоят от химични елементи, органични и неорганични. По същество това е вода, тоест кислород и водород. Все пак в състава на живите същества има сяра, азот, фосфор, въглерод и т.н. Екскрециите на живите същества, както и техните останки, са съставени от химикали и съединения. Всички сфери на планетата - вода, въздух, почва - са комплекси от химикали. Цялата жива и нежива природа взаимодействат помежду си, което води до, включително замърсяване. Но ако всичко се състои от химични елементи, тогава те също могат да се обменят и замърсяват взаимно с химични елементи. Значи, химическото замърсяване на околната среда е единственият вид замърсяване? Доскоро беше така. Имаше само химията на околната среда и живите организми. Но постиженията на науката и внедряването им в производството създадоха и други, освен химичните форми и видове замърсяване. Сега вече говорим за енергия, радиация, шум и т.н. Освен това в момента химията на околната среда започна да се допълва с вещества и съединения, които преди това не са били открити в природата и са създадени от човека в производствения процес, тоест изкуствено. Тези вещества се наричат ксенобиотици. Природата не е в състояние да ги преработи. Те не влизат в хранителната верига и се натрупват в околната среда и организмите.

Химическото замърсяване все още остава и е основното.

Възможно ли е замърсяване, ако съставът на веществото и неговият замърсител са еднакви? Може би защото замърсяването възниква, когато концентрацията на определени елементи на определено място или среда се увеличи.

По този начин химическото замърсяване на околната среда е допълнително въвеждане в природата, включително нейната флора и фауна, на химически елементи от естествен и изкуствен произход. Източници на замърсяване са всички процеси, протичащи на Земята, както природни, така и причинени от човека. Основната характеристика на замърсяването може да се счита за степента на тяхното въздействие върху живата и неживата природа. Последствията от замърсяването могат да бъдат: елиминирани и не, локални и глобални, еднократни и систематични и др.

Науката

Постоянно нарастващото антропогенно влияние върху природата и нарастващият мащаб на нейното замърсяване дадоха тласък за създаването на клон от химията, наречен "Химия на околната среда". Тук се изучават процесите и трансформациите, протичащи в почвата, хидро- и атмосферата, изучават се природните съединения и техния произход. Тоест обхватът на този раздел от научната дейност е химичните процеси в биосферата, миграцията на елементи и съединения по естествените вериги.

От своя страна, химията на околната среда има свои собствени подраздели. Единият изучава процесите, протичащи в литосферата, другият - в атмосферата, третият - в хидросферата. Освен това има отдели, които изучават замърсители от естествен и антропогенен произход, техните източници, трансформации, движение и т.н. В момента е създаден още един отдел - екологичен, чийто обхват на изследване е много близък и понякога идентифициран с общата посока.

Химията на околната среда разработва методи и средства за защита на природата и търси начини за подобряване на съществуващите системи за почистване и изхвърляне. Този клон на химията е тясно свързан с такива области на научните изследвания като екология, геология и т.н.

Може да се приеме, че най-големият източник на замърсяване на околната среда е химическата промишленост. Но не е така. В сравнение с други сектори на промишленото производство или транспорта, предприятията в този отрасъл отделят значително по-малко замърсители. Съставът на тези вещества обаче съдържа много повече различни химични елементи и съединения. Това са органични разтворители, амини, алдехиди, хлор, оксиди и много други. Именно в химическите предприятия бяха синтезирани ксенобиотици. Тоест тази индустрия замърсява природата с производството си и произвежда продукти, които са самостоятелен източник на замърсяване. Тоест за околната среда, източниците на химическо замърсяване и производството, продуктите и резултатите от употребата им.

Химическа наука и промишленост, ключови отрасли на човешката дейност. Те изследват, разработват и след това произвеждат и прилагат вещества и съединения, които служат като основа за структурата на всичко на Земята, включително самата нея. Резултатите от тези дейности имат реална възможност да повлияят върху структурата на живата и неживата материя, стабилността на съществуването на биосферата, съществуването на живот на планетата.

Видове замърсявания и техните източници

Химическото замърсяване на околната среда, както и съответният клон на науката, условно се разделя на три вида. Всеки вид съответства на слой в биосферата на Земята. Това са химически замърсявания: литосфера, атмосфера и хидросфера.

атмосфера. Основните източници на замърсяване на въздуха са: промишлеността, транспортът и топлоцентралите, включително битови котли. В промишленото производство металургичните заводи, химическите предприятия и циментовите заводи са водещи по отношение на емисиите на замърсители в атмосферата. Веществата замърсяват въздуха както при първото си попадане в него, така и чрез производни съединения, образувани в самата атмосфера.

Хидросфера. Основните източници на замърсяване на водния басейн на Земята са изхвърляния от промишлени предприятия, битови услуги, аварии и изхвърляния от кораби, оттичане от земеделски земи и др. Замърсителите са както органични, така и неорганични вещества. Основните включват: съединения на арсен, олово, живак, неорганични киселини и въглеводороди в различни форми и форми. Токсичните тежки метали не се разграждат и се натрупват в организмите, живеещи във водата. Нефтът и нефтопродуктите замърсяват водата както механично, така и химически. Разливайки тънък филм върху повърхността на водата, те намаляват количеството светлина и кислород във водата. В резултат на това процесът на фотосинтеза се забавя и гниенето се ускорява.

Литосфера. Основните източници на замърсяване на почвата са битовият сектор, промишлените предприятия, транспортът, топлоенергетиката и селското стопанство. В резултат на тяхната дейност тежки метали, пестициди, нефтопродукти, киселинни съединения и други подобни попадат в земята. Промените в химичния и физичен състав на почвите, както и в тяхната структура, водят до загуба на тяхната продуктивност, ерозия, разрушаване и изветряне.

Химията на околната среда разполага с информация за повече от 5 милиона вида съединения, като броят им непрекъснато расте, които по един или друг начин "пътуват" през биосферата. Повече от 60 000 такива съединения участват в производствените дейности.

Основни замърсители и елементи

Химията на околната среда разглежда следните елементи и съединения като основни замърсители на природата.

Въглеродният окис е газ без цвят и мирис. Активно съединение, което реагира с вещества, изграждащи атмосферата. Той е в основата на формирането на "парниковия ефект". Той е токсичен и това свойство расте в присъствието на азот във въздуха.

Серният диоксид и серният анхидрид повишават киселинността на почвата. Което води до загуба на плодовитостта му.

Водороден сулфид. Безцветен газ. Отличава се с ярка миризма на развалени яйца. Той е редуциращ агент и се окислява във въздуха. Запалва се при температура 225 0 С. Той е съпътстващ газ във въглеводородни залежи. Съдържа се във вулканични газове, в минерални извори и се среща на дълбочини над 200 метра в Черно море. В природата източникът на появата му е разграждането на протеинови вещества. В промишленото производство се появява при пречистването на нефт и газ. използва се за получаване на сяра и сярна киселина, различни серни съединения, тежка вода, в медицината. Сероводородът е токсичен. Засяга лигавиците и дихателните органи. Ако за повечето живи организми това е токсично вещество, то за някои микроорганизми и бактерии това е местообитание.

азотни оксиди. Това е отровен газ, който е без цвят и мирис. Тяхната опасност нараства в градовете, където се смесват с въглерод и образуват фотохимичен смог. Този газ влияе неблагоприятно на човешките дихателни пътища и може да доведе до белодробен оток. Той, заедно със серния оксид, е източник на киселинен дъжд.

серен диоксид. Газ с остра, безцветна миризма. Засяга лигавицата на очите и дихателните органи.

Отрицателното въздействие върху природата се причинява от повишено съдържание на флуорни, оловни и хлорни съединения, въглеводороди и техните пари, алдехиди и много други.

Веществата, предназначени и създадени за повишаване на плодородието на земята и производителността на културите, в крайна сметка водят до деградация на почвата. Ниската им степен на усвояване на местата на приложение им позволява да се разпространяват на значителни разстояния и да „хранят“ растения, които съвсем не са тези, за които са предназначени. Основната среда за тяхното движение е водата. Съответно при него се наблюдава и значително увеличение на зелената маса. Водните тела прерастват и изчезват.

Почти всички „химически” замърсители на природната среда имат такъв комплексен негативен ефект.

Досега ксенобиотиците или изкуствено синтезираните вещества се класифицират като отделна категория замърсители. Те не влизат в нормалния цикъл на хранителната верига. Няма ефективни начини за изкуствената им обработка. Ксенобиотиците се натрупват в почвата, водата, въздуха, живите организми. Те мигрират от тяло в тяло. Как ще приключи това натрупване и каква е неговата критична маса?

Резултатът от въздействието на човека върху околната среда, а именно неговата дейност е довела до привидно невъзможното замърсяване на природата с това, от което се състои, е промяна в нейния фундаментален, дълбок състав и структура. Концентрацията на едни химични елементи и намаляването на обемите на други генерира неизследвани и непредсказуеми по отношение на последствията ефекти в биосферата.

Видео - Как замърсяването на въздуха влияе на здравето

Въведение

Източници на химическо замърсяване

Енергийните съоръжения са източници на най-големи количества химическо замърсяване

Транспортът като източник на химическо замърсяване

Химическата промишленост като източник на замърсяване

Въздействие на химикалите върху околната среда

Ефекти върху индивиди и популации

Въздействие върху екосистемата

Предприети мерки за минимизиране на риска от използване на химически продукти

Технически мерки, използвани за предотвратяване на опасността от промишлени емисии

6. Борба със загубите по време на транспортиране (предотвратяване на аварии на газопроводи и нефтопроводи).

Контрол на замърсяването на водата

Рециклиране.

Заключение

Библиография

Въведение

Книгата "Екологични проблеми" (стр. 36) дава следните факти:

„Сега се произвеждат около 5 хиляди вещества в масов мащаб и около 13 хиляди вещества в мащаб над 500 тона / година. Броят на веществата, предлагани на пазара в забележим мащаб, от 50 хиляди артикула през 1980 г., се е увеличил до 100 хиляди артикула в момента. От 1338 вещества, произвеждани в голям мащаб в страните от Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (OECD), само 147 имат някакви данни за тяхната опасност или безопасност (Losev, 1989; TheWord…, 1992). Според (Meadows…, 1994), от 65 000 химикала в търговско обращение, по-малко от 1% имат токсикологични характеристики.

Понастоящем поради редица причини проблемите с оценката на токсичността на химическите продукти за хората и в по-голяма степен по отношение на околната среда остават нерешени. изчерпателни изследвания

Обхват на наличната информация	Промишлени химикали с производство >500 t/y½<500 т/год½ Объем неизв			Хранителни добавки	Лекарства физиол. активен в-ва	Козметични съставки		Пестициди, инертни добавки
Пълно, %	0	0	0	5	18		2	10
Непълно, %	11	12	10	14	18		14	24
Няма достатъчно информация, %	11	12	8	1	3		10	2
Много малко информация, %	0	0	0	34	36		18	26
Няма информация, %	78	76	82	46	25		56	38
100	100	100	100	100		100	100
Брой изследвания на химически продукти	12860	13911	21752	8627	1815		3410	3350

* изходни вещества (суровини);

* междинни вещества (възникващи или използвани в производствения процес);

* краен продукт;

* страничен продукт (отпадък).

SO2		NO x (NO 2)		ко		Прах		Летливи органични съединения
Промишленост (отрасъл на националната икономика)	1996	1998	1996	1998	1996	1998	1996	1998	1996	1998
Обща сума	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
процеси	4,3	7,9	0,8	0,4	11,9	15,0	57,7	59,1	4,6	7,0
Консумация на енергия	95,7	92,1	99,2	99,6	88,1	85,0	42,3	40,9	56,4	60,4
транспорт, с изключение на градския а)	1,8	3,3	8,3	10,6	3,2	3,4	3,1	2,7	3,0	3,9
· градски транспорт	2,8	7,5	52,4	64,0	70,7	63,6	10,3	12,9	48,5	49,9
· битови	5,8	9,6	3,1	3,5	9,0	10,5	6,7	6,1	3,0	3,7
малки потребители b)	4,4	6,4	1,7	,1,8	1,5	2,0	1,6	1,3	0,5	0,7
преработвателни предприятия и мини в)	12,6	14,7	7,1	7,0	2,9	4,3	4,1	4,6	0,8	1,1
Други преработвателни индустрии c), d)	5,7	14,5	2,0	2,1	0,3	0,5	0,9	1,3	0,1	0,3
Електрически и топлоелектрически централи д)	62,6	36,1	24,6	10,6	0,5	0,7	15,6	12,0	0,5	0,8