Как сохранить природную чистоту и предотвратить загрязнение природы?

Виды и основные источники загрязнения окружающей среды

Основные виды загрязнений классифицируют сами источники загрязнения окружающей среды:

· биологическое;

· химическое

· физическое;

· механическое.

В первом случае загрязнители окружающей среды — это деятельность живых организмов или антропогенные факторы. Во втором случае происходит изменение естественного химического состава загрязненной сферы путем добавления в него других химических веществ. В третьем случае меняются физические характеристики окружающей среды. К этим видам загрязнений относятся тепловое, радиационное, шумовое и другие виды излучений. Последний вид загрязнения также связан с деятельностью человека и выбросами отходов в биосферу.

Все виды загрязнений могут присутствовать как отдельно сами по себе, так и перетекать из одного в другой или существовать вместе. Рассмотрим, как они влияют на отдельно взятые области биосферы.

Загрязнение воды

Люди, прошедшие долгий путь в пустыне, наверняка смогут называть цену каждой капли воды. Хотя скорее всего эти капли будут бесценны, ведь от них зависит жизнь человека. В обычной жизни, мы, увы, придаем воде не такое большое значение, поскольку ее у нас много, и доступна она в любое время. Только в перспективе это не совсем так. В процентном соотношении незагрязненными остались только 3% от всего мирового запаса пресной воды. Понимание важности воды для людей не мешает человеку загрязнять важный источник жизни нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами, радиоактивными веществами, неорганическими загрязнениями, канализационными стоками и синтетическими удобрениями.

В загрязненной воде содержится большое количество ксенобиотиков — веществ, чуждых организму человека или животного. Если такая вода попадает в пищевую цепочку, это может привести к серьезным пищевым отравлениям и даже летальному исходу всех участников цепи. Конечно,вредные вещества содержатся и в продуктах вулканической деятельности, которые загрязняют воду и без помощи человека, но превалирующее значение имеет деятельность металлургической промышленности и химических заводов.

С появлением ядерных исследований природе нанесен довольно значительный вред во всех сферах, в том числе и воде. Попавшие в нее заряженные частицы несут большой вред живым организмам и способствуют развитию онкологических заболеваний. Сточные воды заводов, суда с ядерными реакторами и просто дождь или снег в зоне проведения ядерных испытаний могут привести к заражению воды продуктами разложения.

Канализационные стоки, несущие в себе множество мусора: моющие средства, остатки пищи, мелкие бытовые отходы и другое, в свою очередь способствуют размножению другим патогенным организмам, которые при попадании в организм человека дают ряд заболеваний, таких как брюшной тиф, дизентерия и других.

Загрязнение почвы

Пожалуй, не имеет смысла объяснять, насколько почва является важной частью жизни человека. Большую часть еды, которой питается человек, приносит почва: от злаковых культур до редких видов фруктов и овощей. Чтобы так продолжалось и дальше, необходимо поддерживать состояние грунта на должном уровне для нормального круговорота воды. Но антропогенное загрязнение уже привело к тому, что 27% земель планеты подвержены эрозии.

Загрязнение почвы — это попадание в нее токсичных химических веществ и мусора в высоких количествах, препятствующих нормальному протеканию круговорота грунтовых систем. Основные источники загрязнения почвы:

· жилые дома;

· промышленные предприятия;

· транспорт;

· сельское хозяйство;

· атомная энергетика.

В первом случае загрязнение почвы происходит из-за обычного мусора, который выбрасывается в неположенных местах. Но главной причиной следует назвать именно свалки. Сжигаемые отходы ведут к засорению больших территорий, а продукты горения портят почву безвозвратно, засоряя всю окружающую среду.

Промышленные предприятия выбрасывают множество токсичных веществ, тяжелых металлов и химических соединений, влияющих не только на почву, но и на жизнь живых организмов. Именно этот источник загрязнения ведет к техногенному загрязнению почвы.

Транспортные выбросы оксида азота, углеводорода, метана и свинца, попадая в почву, влияют на пищевые цепочки — попадают в организм человека через продукты питания.
Чрезмерное выпахивание земли, пестициды, ядохимикаты и удобрения, в которых содержится достаточно ртути и тяжелых металлов, приводят к значительной эрозии почвы и опустыниванию. Обильное орошение также нельзя назвать положительным фактором, поскольку это ведет к засолению почвы.

Сегодня хоронят в земле до 98% радиоактивных отходов атомных станций, в основном продуктов расщепления урана, что ведет к деградации и истощению земельных ресурсов.
Загрязнение атмосферы

Атмосфера в виде газообразной оболочки Земли имеет большую ценность, поскольку защищает планету от космической радиации, воздействует на рельеф, определяет климат Земли и ее тепловой фон. Нельзя сказать, что состав атмосферы был однородным и только с появлением человека начал меняться. Но именно после начала активной деятельности людей неоднородный состав «обогатился» опасными примесями.

Основными загрязнителями в данном случае выступают химические заводы, топливно-энергетический комплекс, сельское хозяйство и автомобили. Они приводят к появлению в составе воздуха меди, ртути,свинца и других металлов. Разумеется, в промышленных зонах загрязнение воздуха чувствуется больше всего.

Теплоэлектростанции несут в наши дома свет и тепло, однако, параллельно они выбрасывают огромное количество углекислого газа, пыль и сажу в атмосферу.
Причиной кислотных дождей являются отходы, выбрасываемые с химических заводов, например, оксид серы или азота. Эти оксиды могут вступать в реакцию с другими элементами биосферы, что способствует появлению более губительных соединений.

Современные автомобили достаточно хороши по дизайну и техническим характеристикам, но проблему с выбросом токсинов от выхлопа в атмосферу решить до сих пор не удалось. Зола и продукты переработки топлива не только портят атмосферу городов, но и оседают на почве и приводят к ее негодности.

Во многих индустриальных и промышленных районах использование бризера стало неотъемлемой частью жизни именно по причине загрязнения окружающей среды заводами и транспортом. Поэтому, если Вы обеспокоены состоянием воздуха в своей квартире, с помощью бризера Вы сможете создать здоровый микроклимат дома, что, к сожалению, не отменяет планерных проблем загрязнения окружающей среды, но хотя бы позволяет защитить себя и близких.

Как сохранить природную чистоту и предотвратить загрязнение природы?

Безусловно, принимать меры по сохранению и очистке почвы, воздуха и воды необходимо в кратчайшие сроки. Решение мировых экологических проблем многие ученые видят именно на законодательном уровне. Какие же именно методы можно и нужно использовать? В первую очередь это правильная эксплуатация природных ресурсов. Если мы научимся верно использовать то, что дано природой, нам удастся сохранить и приумножить ее богатства не на одно поколение.

Создание новейших очистных сооружений и внедрение их на всех заводах любого типа уменьшит выбросы мусора и химических реагентов в воздух, почву и воду. Слежение за нормами и их нарушениями в области охраны природы на законодательном уровне помогут человеку понять ответственность за использование природных ресурсов в своей деятельности. Раздельный выброс бытового мусора и его правильная утилизация, введение новых технологий для очистки отходов заводских предприятий, отказ от синтетических удобрений и замена их на органические (например, компост) благостно скажутся на взаимодействии человека и природы.

Если люди объединятся и займутся очисткой хотя бы местных водоемов, пляжей, посадкой новых лесополос, то помимо заботы об окружающей среде у человека появится возможность для сплочения перед общей угрозой природной катастрофы и загрязнение биосферы удастся приостановить.

Подводя итог, можно сказать: бережное отношение к природе — это не просто слова, а именно необходимость. Любите себя и своих близких — заботясь об окружающей среде, мы заботимся о себе и своем потомстве.

В результате деятельности человека в биосфере стали появляться нехарактерные для нее вещества и физические агенты, генерируемые объектами техносферы.

К ним относятся:

- выбросы в атмосферу химических соединений, аэрозолей, различных смесей;

- сбросы в водную среду всевозможных производственных и коммунально-бытовых отходов, нефтяных продуктов;

- засорение полей, лугов, лесов, рек, озер мусором, пестицидами, минеральными удобрениями, тяжелыми металлами;

- повышенные уровни шума, вибрации, электромагнитных излучений, радиации, тепла.

Известны десятки тысяч веществ и агентов, загрязняющих биосферу. Созданные человеком и несвойственные биосфере вредные вещества называются ксенобиотиками (ксено – чужой). Например, ксенобиотиками являются пестициды, пластмассы, фенолы.

Особую группу составляют отходы – вещества, материалы, предметы, утратившие свою ценность для владельца. Отходы могут состоять из бытового и промышленного мусора и ненужных вещей. Отходы необходимо собирать, удалять, перерабатывать, хранить в соответствии с установленными правилами. Все названные выше вещества и физические агенты объединяются понятием загрязнитель.

Загрязнитель– это любое химическое вещество, энергетическое воздействие, отходы и прочее, выходящие за рамки безопасного уровня для человека и вызывающие нежелательные изменения в среде обитания.

Основным признаком загрязнителя следует считать его опасность для биосферы, т.е. для людей, животных и растений. Значение состава окружающей среды для человека определяется объемом суточного потребления – около 10 кг воздуха, 2 литра воды и 1 кг твердых продуктов питания. О глобальных масштабах загрязнения атмосферы, воды и почв косвенно свидетельствуют проводимые ниже данные.

Ориентировочно в настоящее время во всем мире производится около 80 000 видов новых химических веществ, и каждый год к ним добавляется еще более 1000 новых соединений. Кроме того, во всем мире используется ежегодно 250 млн.т. органических веществ, значительная часть которых по мере использования бесконтрольно попадает в окружающую среду. Все это отрицательно влияет на окружающую среду и здоровье людей.

Для разработки профилактических мер и средств защиты от загрязнителей необходимо знать их физические, химические, санитарно-гигиенические, токсические и другие свойства.

В частности, необходимо располагать такими данными о загрязнителях: природа загрязнителя, химическая активность, происхождение, применение, воздействие на человека и все живые организмы, распространенность в природе, растворимость, органолептические свойства, ПДК, ПДС, показатели токсичности, дисперсность (пыли), показатели взрываи пожарной опасности, нежелательная устойчивость, проницаемость, профилактика, защита, первая помощь. Для того чтобы эффективно противостоять загрязнению среды обитания, необходимо иметь перечень всех поступающих в окружающую среду загрязнителей.

Свойства загрязняющих веществ, от которых зависит безопасность среды обитания, и которые могут оказывать влияние на жизнь людей, животных и растений, объединяются в паспорте загрязнителя.

Паспорт загрязнителя– это перечень свойств и сведений о загрязнителе, которыми необходимо располагать, чтобы разрабатывать системы защиты среды обитания, под которыми понимаются организационные, гигиенические, технические и другие мероприятия, методы и средства, направленные на защиту биологических объектов от опасных и вредных воздействий загрязнителя.

Потенциально опасные химические и биологические загрязнители подлежат государственной регистрации.

Каждое такое вещество должно иметь Свидетельство о государственной регистрации. Для получения такого свидетельства необходимо заполнить паспорт потенциально опасного химического или биологического вещества.

Примерная форма этих документов на примере конкретного вещества – бензола — приведена вПриложении 1.

Поведение загрязнителя в среде обитания характеризует загрязнение.

Загрязнение– это процесс взаимодействия загрязнителя с объектами среды обитания, в том числе с другими загрязнителями.

Для оценки загрязнения необходимо знать:

- характер поступления и накопления в окружающей среде;

- среды первичного накопления загрязнителя (вода, воздух, почва);

- масштаб распространения (локальное, региональное, глобальное);

- характер взаимодействия с другими загрязнителями (аддитивное, антагонистическое, синергическое);

- цепи превращения; круговорот в природе, скорость распространения в разных средах;

- количество людей, подверженных воздействию данного загрязнителя; другие пространственные и временные параметры загрязнения.

Аддитивное взаимодействие загрязнителей – это суммирование отдельных воздействий.

Антагонистическое воздействие – это случай взаимного влияния нескольких воздействий, когда они действуют в противоположных направлениях и ослабляют суммарное воздействие.

Синергическое воздействие – это такое взаимодействие нескольких веществ-загрязнителей, при котором общее воздействие превышает сумму отдельных воздействий (эффект эмерджентности).

Источники загрязнения – это объекты, генерирующие загрязнитель. Один и тот же объект может одновременно создавать несколько видов загрязнителей. Например, автомобиль излучает шум, вибрацию и загрязняет атмосферу токсичными газами. Источниками загрязнения могут быть технологические процессы, операции, материалы, оборудование, механизмы, машины и другие объекты.

Разработка систем защиты среды обитания невозможна без знания особенностей источника загрязнения.

В частности, необходимо знать технологические процессы и оборудование, являющиеся источником загрязнения, возможность снижения вредных выделений в процессе производства и замены нежелательных выделений на экологически совместимые с окружающей средой; количество загрязнителя и его физико-химические показатели в момент эмиссии.

Объекты загрязнения – это предметы среды обитания, компоненты биосферы, природные системы, подвергающиеся загрязнению. Объекты загрязнения можно разделить на первичные и вторичные (последующие).

Объекты загрязнения подразделяются на 4 группы (рис 2.1):

воздух растения

вода животные

почва

Для каждой специфической среды экосферы устойчивость характеризует свойство вещества, определяющее длительность его пребывания в этой среде, прежде чем оно физически выводится из нее или претерпевает химические превращения.

Какой-либо определенной меры устойчивости не существует, поэтому можно лишь сравнительно оценивать эти характеристики химических продуктов. Важное значение для оценки устойчивости имеет не только сумма возможных биотических и абиотических воздействий окружающей среды, но и их структура.

Для органических соединений последним этапом выведения из окружающей среды служит разложение до СО2, Н2О, СО, НС1, NH3 и т.п. Насколько быстро и каким путем происходит минерализация органических продуктов после их применения и рассеяния, зависит не только от их химической структуры, качественной и количественной способности окружающей среды, но прежде всего от физических условий. Основной путь полного разложения органических веществ - биологическая минерализация в почве и водной среде, но возможна и абиотическая минерализация. Например, пески могут катализировать разложение адсорбированных хлорированных углеводов.

В принципе любое химическое вещество поглощается и усваивается живыми организмами. Равновесное состояние в процессе усваивания достигается в том случае, если его поступление и выделение из организма происходят с одинаковой скоростью; установившаяся при этом в организме концентрация называется концентрацией насыщения. Если она выше наблюдающейся в окружающей среде или продуктах питания, то говорят об обогащении или аккумуляции в живом организме.

Обогащение организмов элементами или веществами по отношению к их содержанию в окружающей среде является одной из основных функций любого живого организма. Ее характер зависит от вида организма. Аккумулирование вредных веществ является нежелательным процессом, так как может оказать отрицательное воздействие на человека и другие живые организмы.

Ниже приводится стохастическая модель, конечным результатом которой является формула плотности распределения концентрации вредных веществ в организме на примере представителей биоты, обитающих в водной среде, загрязненной сбросами промышленного предприятия. В дальнейшем полученные результаты можно использовать в математических моделях, посвященных расчету экологического ущерба от выбросов и сбросов различных веществ в экосистемы конкретных регионов.

Величина выброшенных отходов, измеряемая в т/га или т/м (и производственных, и бытовых), определяет степень нагрузки на окружающую среду, а нанесенный ущерб обратно пропорционален возможности окружающей среды ассимилировать загрязнение (рис.1.3).

Загрязнители, для которых окружающая среда имеет малую или вообще не имеет ассимиляционной способности, называются накапливаемыми загрязнителями (например, тяжелые металлы, стойкие синтетические вещества, такие как диоксин и ПХД - полихлорированные дифинилы, стекло). Загрязнители, которые окружающая среда имеет возможность разложить и поглотить, называются консолидирующими загрязнителями. Если эмиссионный темп не превышает ассимиляционные способности среды, то эти загрязнители не накапливаются, таким образом ущерб среде отсутствует. Руководствуясь этой теорией, можно найти оптимальный объем производства на данной конкретной территории с учетом поглотительной способности среды (рис. 1.4).

Рис.1.4. Определение точки оптимального объема производства

Разумеется, при таком рассмотрении возможный ущерб окружающей среде будет сведен к нулю.

Величина поглотительной способности среды зависит также от климатических условий местности (чем выше температура и влажность, тем больше поглотительная способность). Территории России с относительно холодным климатом в большинстве регионов, исходя из этого, будет подвергаться повышенному риску испытывать ущерб от загрязнений.

Но даже в наиболее благоприятных условиях для разложения химических веществ величина поглотительной способности окружающей среды будет не столь велика по сравнению с объемами производства. Для решения этой проблемы существуют экономико-математические методы.

К снижению выбросов вредных веществ в окружающую среду, как правило, приводят следующие мероприятия: повышение коэффициента полезного использования топлива и теплоты; более полное потребление вторичных энергоресурсов; облагораживание топлива (например, снижение содержания в нем серы, азота и механических примесей, добавление, улучшающих условия горения и уменьшающих расход топлива); применение экологически чистого топлива; организация процесса сжигания топлива в соответствии с научной теорией горения вещества и с минимальным образованием продуктов, загрязняющих атмосферу.

Большой эффект по снижению расхода топлива и сокращению загрязнения природной среды может быть достигнут за счет внедрения энерготехнологических схем, сочетающих процесс производства с выработкой энергии.

Для успешного решения проблемы защиты атмосферного воздуха от вредных примесей важно усвоить определения основных понятий в этой области.

Отведение выбросов на большую высоту приводит к усилению рассеивания примесей в атмосфере и снижению их концентрации до допустимых значений в воздушном слое, прилегающем к земной поверхности.

Данный способ не снижает загрязнения атмосферы в целом, так как общая масса выброса при его использовании не уменьшается. Тем не менее, он широко применяется в настоящее время, поскольку не все производства работают по безотходной технологии и не для всех выбросов разработаны эффективные способы очистки.

Очистка - удаление (выделение, улавливание) примесей из различных сред. Обезвреживание - обработка примесей до безвредного для людей, животных, растений и в целом для окружающей среды состояния.

Обеззараживание - инактивация (дезактивация) микроорганизмов различных видов, находящихся в газовоздушных выбросах, жидких и твердых средах.

Дезодорация - обработка одорантов (веществ, обладающих запахом), содержащихся в воздухе, воде или твердых средах, с целью устранения или снижения интенсивности запахов. При организации производства, в особенности малоотходного или безотходного, необходимой стадией является промышленная и санитарная очистка газовоздушных выбросов.

Промышленная очистка - это очистка газа с целью последующей утилизации или возврата в производство отделенного от газа или превращенного в безвредное состояние продукта. Этот вид очистки является необходимой стадией технологического процесса, при этом технологическое оборудование связано друг с другом материальными потоками с соответствующей обвязкой аппаратов. В качестве пылегазоулавливающего оборудования могут использоваться разгрузочные циклопы, пылеосадительные камеры, фильтры, адсорберы, скрубберы и т.д.

Санитарная очистка - это очистка газа от остаточного содержания в нем загрязняющего вещества, при которой обеспечивается соблюдение норматива ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений.

Установка очистки газа - это комплекс сооружений, оборудования и аппаратуры, предназначенный для отделения от газа, поступающего из промышленного источника, или превращения веществ, загрязняющих атмосферу, в безвредное состояние.

В зависимости от агрегатного состояния улавливаемого или обезвреживаемого вещества установки подразделяются на газоочистные и пылеулавливающие.

Аппарат очистки газа - элемент установки, на котором непосредственно осуществляется избирательный процесс улавливания или обезвреживания веществ загрязняющих атмосферу.

В зависимости от метода очистки газоочистные аппараты подразделяются на семь групп:

· - первая группа (С) - сухие механические пылеуловители (гравитационные, сухие инерционные и ротационные);

· - вторая группа (М) - мокрые пылеуловители (инерционные, конденсационные), скрубберы (механические, ударноинерционные, полые, насадочные, центробежные), скрубберы Вентури и т.п.;

· - третья группа (Ф) - промышленные фильтры (рукавные. волокнистые, карманные, зернистые), фильтры с регенерацией (импульсной обратной продувкой, ультразвуком, с механическим и вибровстряхиванием и т.п.);

· - четвертая группа (Э) - электрические пылеуловители (сухие, мокрые электрофильтры и др.);

· - пятая группа (X) - аппараты химической (сорбционной) очистки газа от газообразных примесей (адсорберы, абсорберы и т.п.);

· - шестая группа (Т) - аппараты термической и. термокаталитической очистки газов от газообразных примесей (печи сжигания, каталитические реакторы);

· - седьмая группа (Д) - аппараты других методов очистки.