Основные виды загрязнений атмосферы. Характеристика методов газоочистки. Защита атмосферы от загрязнений.

I - Атмосфе́ра -газовая оболочка, окружающая планету Земля. Источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Источники загрязнения атмосферы проявляются практически во всех видах хозяйственной деятельности человека. Среди предприятий наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят: тепловые электрические станции, отопительные и производственные котельные агрегаты; металлургические, химические и нефтехимические заводы. Основными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися как в процессе хозяйственной деятельности человека, так и в результате природных процессов, являются: диоксид серы SO2( образуется при сжигании угля, древесины, нефтепродуктов), диоксид углерода CO2( при сжигании углеводородных соединений или угля ), оксиды азота NOx (при грозовых разрядах), твердые частицы – аэрозоли (98%). Помимо этих основных загрязнителей, в атмосфере наблюдается: формальдегид, фенол, бензол, соединения свинца и других тяжелых металлов, аммиак, сероуглерод и др. II – Методы очистки газов от технических загрязнений:   Абсорбционный метод - процесс растворения газообразного компонента в жидком растворителе. ПР: получение минеральных кислот (абсорбция SO3 в производстве серной кислоты, абсорбция оксидов азота в производстве азотной кислоты); Адсорбционный метод - основными адсорб-и являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты. ПР: После адсорбции проводят десорбцию и извлекают уловленные компоненты для повторного использования (так улавливают различные растворители, сероуглерод). Термическое дожигание - метод обезвреживания газов путем термического окисления различных вредных веществ, главным образом органических, в практически безвредных или менее вредных, преимущественно СО2 и Н2О (t720 -1200 C). Термокаталитические методы - гетерогенно-каталитическое превращение газообразных примесей осуществляют в реакторе, загруженном твердым катализатором(минералы/металлы) в виде пористых гранул. Химическое превращение происходит на развитой внутренней поверхности катализаторов. Биохимические методы (очистка от аммиака, фенола, крезола, формальдегида, орг.раств., сероводорода).  - основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение в-в происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорг-и в среде очищаемых газов. биох. системы более пригодны для очистки газов постоянного состава. Биох.газоочистку проводят либо в биофильтрах, либо в биоскрубберах. Плазмохимические методы - основан на пропускании через высоковольтный разряд воздушной смеси с вредными примесями.   III - Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок. варианты защиты атмосферного воздуха: локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение; локализация токс. в-в в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере.

96.Основные виды загрязнителей природных вод и мероприятия,
снижающие их поступление. Требования к качеству воды. Этапы очистки
промышленных и бытовых сточных вод. Процессы аэробной и анаэробной
биологической очистки сточных вод. I - Основн. источники: сброс в водоемы неочищенных сточных вод; смыв ядохимикатов ливневыми осадками; газодымовые выбросы; утечки нефтепродуктов. Хим. загрязнение — наиболее распространенное, стойкое и далеко распространяющееся. М.б орга­ническим (фенолы, нефтепродукты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышь­як, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов вредные хим. в-ва сорбируются частицами, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок, и т. д. Бактериальное загрязнение - появлении в воде патогенных бактерий, вирусов, простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер. Радиоактивное - стронций-90, уран, радий-226, цезий и др. Мех. загрязнение - попадание в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.) Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами (происходит изменение газового и химического состава, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению яд. газов). II - создание маловодной и безотходной технологии промышленного производства с замкнутыми водооборотными схемами; совершенствование технологических процессов для снижения отходов; использование различных методов очистки сточных вод. III - 1.Фильтрация - вода проходит через систему решеток и сеток, (крупные предметы не попадают в очистные сооружения). 2.Первичная очистка. -сточные воды поступают в песколовку, где нерастворимые примеси неорганического происхождения выпадают на дно. Затем поток воды направляется в бассейн для отстоя (отстойник), где твердые органические частицы постепенно оседают из воды. 3.Вторичная очистка. - для удаления растворенных органических веществ. В одном из процессов, называемом биохимической очисткой стоков, используются микроорганизмы. 4.Третичная очистка.- Удаление фосфатов осуществляется путем их химического осаждения с последующим отстаиванием. Образующийся осадок удаляют путем отстаивания, а остаточные его количества - путем фильтрования через слой кварцевого песка, угольной или гранитной крошки и гравия. 5.Хлорирование/озонирование. в воде могут содержаться патогенные микроорганизмы и вирусы. дозу хлора подбирают, чтобы содержание кишечной палочки в воде, сбрасываемой в водоем, не превышало 1000 в 1 литре воды, а уровень остаточного хлора составлял бы 1,0-1,5 мг/л. Обработку проводят жидким хлором/хлорной известью/ гипохлоритом натрия. IV - Аэробный осуществляется бактериями при наличии в воде кислорода и является основным способом биоочистки. Биофильтры - сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной плёнкой(протекают процессы биологического окисления). Био.пруды - в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоём. Аэротенки - очищающим началом служит активный ил из различных микроорганизмов. Ферменты, выделяемые микроорг-и, минерализуют орг. загрязнения. Анаэробный осуществляется бактериями, не требующими кислорода и заключаются в сбраживании загрязняющих веществ в закрытых аппаратах без доступа воздуха – метатенках и может применяться для предварительной подготовки стоков, с большим содержанием органических осадков.

 

97. Антропогенное воздействие на почву. По степени загрязнения почвы подраз-т: сильнозагрязненные( количество загряз-х в-в   превышает ПДК. имеют низкую биологическую продуктивность и существенное изменение физ-хим/хим/био харак-к,), среднезагрязненные ( ПДК незначительно. ), слабозагрязненные( не превышает ПДК, но выше фона). По степени устойчивости к химическим загрязнениям и характеру ответной реакции почвы: очень устойчивые, среднеустойчивые, малоустойчивые. Степень устойчивости характ-я: гумусным  сост-м почв, кислотно-основные св-ми, биолог. актив-., уровнем грунтовых вод. Экологическое состояние недр определяется, прежде всего, силой и характером воздействия на них горнодобывающей, строительной и иной деятельности.  За один год в мире извлекается и перерабатывается более 150 млрд. т горных пород, откачиваются миллиарды м3 подземных вод, накапливаются отходы. На тер-ии Донбасса расположены более 2 тыс. отвалов пустых пород – терриконов, достигающих высоты 50-80 м, а иногда более 100 м, объемом 2-4 млн. м3. Общая площадь под карьерами занимает -21 тыс. км2. Наиболее активные воздействия представляют ядерные взрывы при испытании ядерного оружия. Источники антропогенного воздействия на почву: Ежегодная вспашка - Усиление взаимодействия с атмосферой, ветровая и водная эрозия, изменение численности почвенных организмов. Сенокошение, уборка урожая - Уменьшение некоторых хим. элементов, усиление испарения. Выпас скота - Уплотнение почвы, уничтожение растительности, эрозия, обеднение, иссушение. Выжигание старой травы (сорняков) - Гибель почвенных орг-в в поверхностных слоях, усиление испарения. Орошение - происходит заболачивание и засоление почв. Осушение- Снижение влажности, возникновение ветровой эрозии. Применение ядохим. и гербицидов - гибель почвенных орг-в, накопление ядов. Свалки промышленных и бытовых отходов -Снижение площади земель, отравление почвенных организмов. Работа наземного транспорта -уплотнение почв при движении вне дорог, загрязнение почв отработанными газами и сыпучими материалами. Сточные воды - Увлажнение почв, отравление почв.орг-в,. Выбросы в атмосферу -Загрязнение почвы хим. веще-и, изменение ее кислотности и состава. Уничтожение лесов - Усиление ветровой и водной эрозии, усиление испарения. Вывоз органических отходов производства и фекалий на поля - Загрязнение почв опасными организмами, изменение их состава.   Шум и вибрация - Замедление роста растений, гибель живых организмов. Энергетические излучения -Замедление роста растений. Способы утилизации ТБО 1. Переработка отходов во вторичное сырье - из гетерогенной мусорной смеси производят сортировку отходов, согласно их принадлежности. После сортировки оставшийся: 1)орг.мусор - превращается в тепловую энергию и органическое удобрение;2)неорг.мусор - синтез строительных материалов; 3) стеклянные отходы - производство технического стекла; 4)пластмасса -превращается в пластмассу вновь. 2. Мусоросжигание( +850^°С) - Утилизация с помощью терм-й обработки.На начальном этапе вновь требуется предварительная сортировка отходов. Недостаток - при горении образуется дым насыщенный ядовитыми веществами. 3. Захоронение -. закапывании гетерогенного мусора в верхнем слое земли. Для таких захоронений подбираются специальные участки земли – полигоны. 4. Брикетирование – суть заключается он в упаковке гомогенного мусора в отдельные брикеты. После упаковки отходов производят прессование материалов, брикеты с мусором вывозятся на ликвидацию путем термической обработки или их попросту складируют в специально отведенных для этого полигонах.   5. Компостирование – это повторное использование органических отходов после предварительной обработки их микроорганизмами до органических удобрений. Конечный продукт используется для улучшения качества и плодородности земли, и широко применяют для огородничества и садоводства. Безотходная тех. - принцип орган-и производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё - производство - потребление - вторичное сырьё. Для снижения отходности технологии, уровня загрязнения окружающей среды, экономии сырья и энергии используют рециркуляцию- повторное использование ресурсов (утилизация отходов, использование вторичных ресурсов). Безотх. производство - организация производства, при которой отходы производства сведены к минимуму или полностью перерабатываются во вторичные ресурсы.

 

 

98. Радиационный фон – радиоактивное излучение, присутствующее на Земле от естественных и техногенных источников, в условиях которого постоянно находится человек. Избежать радиоактивного облучения невозможно. Жизнь на Земле возникла и развивается в условиях постоянного облучения. Радиационный фон Земли складывается из следующих компонентов:

1. космическое излучение;

2. излучение от находящихся в земной коре, воздухе и других объектах внешней среды природных радионуклидов;

3. излучение от искусственных (техногенных) радионуклидов.

Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном электроны, протоны и альфа-частицы. Космическому внешнему облучению подвергается вся поверхность Земли. Однако облучение это неравномерно. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического положения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря. Причина этого - магнитное поле Земли, отклоняющее заряженные частицы космического излучения. Наибольший эффект действия космического внешнего облучения связан с зависимостью космического излучения от высоты. В результате ядерных реакций, идущих в атмосфере (а частично и в литосфере) под влиянием космических лучей, образуются радиоактивные ядра – космогенные радионуклиды (³H, ⁷Be, ¹⁴C и ²²Na которые поступают вместе с пищей в организм человека)

Внешнее облучение от радионуклидов земного происхождении. В настоящее время на Земле сохранилось 23 долгоживущих радиоактивных элемента с периодами полураспада от 10⁷ лет и выше (уран 238, торий 232, калий 40, ванадий 50, рубидий 87, индий 115. Лантан 138, самарий 147, лютеций 176). В трех радиоактивных семействах: урана (²³⁸U), тория (²³²Th) и актиния (²³⁵Ас) в процессах радиоактивного распада постоянно образуется 40 радиоактивных изотопов. Средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников, составляет около 0.35 мЗв, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы, обусловленной облучением из-за космического фона на уровне моря. В зависимости от концентрации изотопов ⁴⁰К, ²²⁶Ra и ²³²Th в различных строительных материалах мощность дозы в домах изменяется от 4·10^-8 до 12·10^-8 Гр/ч. В среднем в кирпичных, каменных и бетонных зданиях мощность дозы в 2-3 раза выше, чем в деревянных. В табл. 18 приведены данные о фоновом облучении в некоторых городах.

Внутреннее облучение от радионуклидов земного происхождения. В организме человека постоянно присутствуют радионуклиды земного происхождения, поступающие через органы дыхания и пищеварения. Наибольший вклад в формирование дозы внутреннего облучения вносят ⁴⁰К, ⁸⁷Rb, и нуклиды рядов распада ²³⁸U и ²³²Th (табл.19). Средняя доза внутреннего облучения за счет радионуклидов земного происхождения составляет 1.35 мЗв/год. Наибольший вклад (около 3/4 годовой дозы) дают не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его распада. Поступив в организм при вдохе, он вызывает облучение слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрации в наружном воздухе существенно различается для различных точек Земного шара. Однако большую часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом непроветриваемом помещении. Источниками радона являются также строительные материалы. Так, например, большой удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза, кальций-силикатрий, шлак и ряд других материалов. Радон проникает в помещение из земли и через различные трещины в межэтажных перекрытиях, через вентиляционные каналы и т.д. Источниками поступления радона в жилые помещения являются также природный газ и вода.

В качестве удобрений ежегодно используются несколько десятков млн. тонн фосфатов. Большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатных месторождений содержит уран, присутствующий в довольно высокой концентрации. Содержащиеся в удобрениях радиоизотопы проникают из почвы в пищевые продукты, приводят к повышению радиоактивности молока и других продуктов питания. Таким образом, эффективная доза от внутреннего облучения за счет естественных источников (1.35 мЗв/год) в среднем примерно в два раза превышает дозу внешнего облучения от них (0.65 мЗв/год). Следовательно, суммарная доза внешнего и внутреннего облучения от естественных источников радиации в среднем равна 2 мЗв/год.

В результате деятельности человека в непосредственно окружающей его среде появились дополнительные источники радиации, в том числе естественные радионуклиды, извлекаемые в больших количествах из недр Земли вместе с углём, газом, нефтью, минеральными удобрениями, сырьём для строительных материалов.

Пути миграции радионуклидов в окружающей среде. Радиоактивные вещества попадающие в атмосферу, в конечном счёте концентрируются в почве. Через несколько лет после радиоактивных выпадений на земную поверхность поступления радионуклидов в растения из почвы становится основным путём попадания их в пищу человека и корм животным. При аварийных ситуациях, как показала авария на Чернобыльской АЭС, уже на второй год после выпадений основной путь попадания радиоактивных веществ в пищевые цепи - поступление радионуклидов из почвы в растения. Радиоактивные вещества, попадающие в почву, могут из неё частично вымываться и попадать в грунтовые воды. Однако почва довольно прочно удерживает попадающие в неё радиоактивные вещества. Поглощение радионуклидов обуславливает очень длительное (в течение десятилетий) их нахождение в почвенном покрове и непрекращающееся поступления в сельскохозяйственную продукцию. Почва как основной компонент агроценоза оказывает определяющеевлияние на интенсивность включения радиоактивных веществ в кормовые и пищевые цепи. Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению по профилю почв, проникновению в грунтовые воды и в конечном счёте определят их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах. Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением основных питательных веществ – макро и микроэлементов. Пути миграции радионуклидов в организм человека различны. Значительная их доля поступает в организм человека по пищевой цепи: почва – растения – сельскохозяйственные животные – продукция животноводства – человек. В принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт. Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.

ü Для получения сельскохозяйственной продукции с допустимым содержанием радионуклидов и обеспечения радиационной безопасности работающих разработаны организационные, агротехнические, агрохимические, технологические и санитарно-гигиенические мероприятия.

Организационные мероприятия предусматривают:

- инвентаризацию угодий по плотности загрязнения радионуклидами и составление карт;

- прогноз содержания радионуклидов в урожае и продукции животноводства;

- инвентаризацию угодий в соответствии с результатами прогноза и определение площадей, где возможно выращивание культур для различного использования:

а) на продовольственные цели;

б) для производства кормов;

в) для получения семенного материала;

г) на техническую переработку,

- исключение угодий из хозяйственного использования или перевод выведенных из землепользования в хозяйственное использование;

- изменение структуры посевных площадей и севооборотов;

- переспециализацию отраслей животноводства;

- организацию радиационного контроля продукции;

- оценку эффективности мероприятий и уровня загрязнения урожая после их проведения.

Агротехнические приемы предусматривают:

- увеличение доли площадей под культуры с низким уровнем накопления радионуклидов;

- коренное и поверхностное улучшение сенокосов и пастбищ, включающее культуртехнические мероприятия, посев травосмесей с минимальным накоплением радионуклидов, фрезерование и глубокую вспашку с оборотом пласта верхнего слоя на естественных кормовых угодьях, гидромелиорацию (осушение и оптимизацию водного режима), предотвращение вторичного загрязнения почв за счет комплекса противоэрозионных мероприятий;

- применение средств защиты растений.

Агрохимические мероприятия предусматривают оптимизацию физико-химических свойств почв посредством:

- известкования кислых почв;

- внесения органических удобрений;

- внесения повышенных доз фосфорных и калийных удобрений;

- оптимизации азотного питания растений на основе почвенно-растительной диагностики;

- внесения микроудобрений.

Технологические приемы включают:

- промывку и первичную очистку убранной плодоовощной и технической продукции;

- переработку полученной продукции с целью снижения в ней концентрации радионуклидов;

- специальную систему кормления животных с применением сорбирующих препаратов.

 

99. ксенобиотики как чужеродные для организма соеденения.. Ксенобиотики - природные или синтетические вещества, не используемые в организме в качестве источников энергии или структурных компонентов тканей. Ксеноб-и, попадающие в организм, как правило, не остаются неизменными на протяжении всего периода циркуляции в тканях, а претерпевают определённые химические превращения("биотрансформация"). Продукты превращения ксеноб-в, введённых в организм, наз-я метаболитами. Они могут быть более активными в фармакологическом или токсикологическом отношении, но чаще обладают меньшей активностью или совсем теряют её. Класиффикация к-в: В зависимости от происхождения (Органические растворители /Удобрения и средства защиты растений/Лекарственные средства /Быт.химия/Растительные и животные яды/Боевые отравляющие вещества) В зависимости от поражения органами тканей( Сердечные яды/Трициклические антидепрессанты/ Нервные яды/Печёночные яды: хлорированные углеводороды, фенолы, тяжёлые металлы, грибные токсины/Почечные яды: соли тяжёлых металлов, этиленгликоль, щавелевая кислота/Кровяные яды/ЖК-яды/ Лёгочные яды) В целом можно классифицировать и по другим признакам: *По типу биологического действия на мишень*По принципу LD₅₀, но можно учитывать не только виды, но и другие эффекты/ *По видам токсичности и опасности / *По избирательности действия на различные организмы/ *По концентрационным значениям токсического или опасного действия/ * По характеру фармакологического действия. Загрязнение. биосферы, что вызвано 2 основными факторами: 1. Резкое повышение численности населения. 2.НТР. В настоящее время считают, что в биосфере находится более 6 млн индивидуальных химических соединений, не говоря уже об их комбинациях. Из всех веществ, имеющихся в биосфере, 90 % – синтетического происхождения, которые в подавляющем большинстве являются для организма чужеродными. Выделяют следующие типы глобального химического загрязнения биосферы: - загрязнение газообразными веществами; - тяжелыми металлами; - удобрениями и биогенными элементами; - органическими соединениями; Попадание большого количества пестицидов и других ксенобиотиков в водоемы приводит к деградации водных экосистем и быстрому уменьшению ресурсов чистой воды. Нефть и ряд нефтепродуктов весьма токсичны для живых организмов, многие ее продукты канцерогенны. Амфифильные (ПАВ)-(одновременно жиро- и водорастворимые) вещества могут взаимодействовать с биологическими мембранами, меняя их проницаемость, а с водой могут переносится на большие расстояния.  Применение азотных удобрений - повышенное содержание нитратов и нитритов в питьевой воде, в овощах, зеленых кормах для человека и животных представляет токсикологическую опасность. Ртуть и ее соединения относятся к веществам общетоксического действия, вызывающим у людей летальный исход. Свинцовая интоксикация вызывает нарушение биосинтеза гемоглобина на уровне ингибирования левулинатдегидратазы и гемсинтетазы. Имеются сведения о нарушении синтеза цитохрома Р-450 при свинцовой интоксикации. Кадмий характеризуется выраженной нефротоксичностью при попадании в организм с питьевой водой.