Загрязнение окружающей среды. Классификация загрязнителей.

Загрязнители - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы.

Главные загрязнители биосферы:

1. CO2 - парниковый эффект.

2. CO - баланс верхних слоев.

3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) - смог, респираторные заболевания.

4. SO2.

5. Фосфаты (гидросфера).

6. Тяжелые металлы Hg, Pb.

7. Нефть и нефтепродукты.

8. Пестициды.

9. Радиация.

Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:

- Физические (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное)

- Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) - тяжелые металлы, пестициды, нефть и нефтепродукты;

- Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое)

- Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокойства)

 

Нормирование загрязнений.

В настоящее время нормирование антропогенной нагрузки на окружающую среду основано на требовании обеспечения в компонентах окружающей среды соответствующих нормативов предельно допустимых концентраций, под которыми понимают концентрации химических веществ. Для вредных химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух населенных мест, установлены два норматива: максимальная разовая и среднесуточная предельно допустимые концентрации. Предельно допустимая максимальная разовая концентрация в воздухе населенных мест (мг/м3) — это такая концентрация, при которой вдыхание воздуха в течение 20—30 мин не вызывает рефлекторных реакций в организме человека.

Предельно допустимая среднесуточная концентрация в воздухе населенных мест (мг/м3) — это такая концентрация, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании. Ориентировочный безопасный уровень воздействия - это, как правило, расчётная концентрация вредного вещества (мг/м3), нормативное действие которой ограничено во времени периодом, необходимым для установления ПДК, которая также не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределённо долгом вдыхании.

Для обеспечения нормативов ПДК в компонентах окружающей среды должны быть соблюдены нормативы допустимых выбросов и сбросов химических веществ. В свою очередь, для их соблюдения должны выполняться технологические нормативы допустимых выбросов и сбросов в расчёте на единицу выпускаемой продукции.

Токсические свойства вредных веществ при их воздействии на организм человека характеризуются соответствующим классом опасности. По степени токсического воздействия вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности: 1 класс - чрезвычайно опасные; 2 класс - высоко опасные; 3класс - умеренно опасные; 4 класс - мало опасные.

66.Диоксины как важнейшие загрязнители окружающей среды.:

 

Среди токсичных веществ, попадающих в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека, все большее внимание уделяется веществам, которые входят в состав "грязной дюжины" - группы опасных химических веществ, известных как стойкие органические загрязнители. К стойким органическим загрязнителям, помимо пестицидов (альдрин, хлордан, дильдрин, эндрин, гептахлор, гексахлорбензол, токсафен) и полихлорированных бифенилов относятся диоксины. Они вызывают особое беспокойство в связи с их высоким токсическим потенциалом. они воздействуют на целый ряд органов и систем. Проблема диоксинового загрязнения окружающей среды известна общественности, информация по ней общедоступна и освещается в средствах массовой информации.

Источников поступления диоксинов в окружающую среду огромное количество, специально их никто не производит, они образуются как побочные продукты высокотемпературных реакций с участием хлора и попадают в окружающую среду с продукцией или отходами многих технологий.

Существует множество порой противоречивых оценок уровня опасности загрязнения окружающей среды диоксинами. И степень опасности загрязнения окружающей среды диоксинами остается до конца не выясненным, так как их действие проявляется через весьма длительные промежутки времени.

Открытое обсуждение диоксиновой проблемы началось с конца 60-х годов. На это же время приходится набольший уровень загрязнения диоксинами, связанный с применением в большом количестве пестицидов и хлорсодержащих препаратов

1. Характеристика и свойства диоксинов

 

 

Диоксины - большая группа гетероциклических полихлорированных соединений - дибензодиоксинов (ПХДД) и дибензофуранов(ПХДФ). Дибензо-n-диоксины относятся к гетероциклическим полихлорированным соединениям, в структуре которых присутствуют два ароматических кольца, связанные между собой двумя кислородными мостиками. Аналогичные им дибензофураны содержат один атом кислорода.

 

Полихлордибензодиоксин

 

Как уже говорилось выше, диоксины относятся к стойким органическим загрязнителям, которые длительно находятся в природной среде, не подвергаясь разложению. Период полураспада диоксинов в среднем составляет 7 лет. Период полураспада в донных отложениях - 6-7 лет, в почве - 10-20 лет, в организме человека - 4-5 лет. Диоксины вследствие устойчивости к биоразложению и способности к сверхаккумуляции передаются по пищевым цепям, последним звеном которых является человек.(рис.1.) Подавляющее большинство диоксинов поступает в организм человека через пищу. Согласно известным данным, общее количество диоксинов, поступающих в организм человека, оценивается от 78 до 119 пг/сутки. (табл.3.) Отравления диоксинами, в зависимости от тяжести поражения, подразделяются на легкую, среднюю и тяжелую степень.

 

3. Источники диоксинов

 

Образование диоксинов является не только результатом антропогенной деятельности, но и природных процессов. В отложениях глины, которым несколько миллионов лет, были обнаружены диоксины и фураны, вероятной причиной образования которых были лесные пожары. Диоксины могут образовываться в результате жизнедеятельности некоторых грибов и бактерий. Целлюлоза растений является трудноусваиваемым природным материалом. Некоторые грибы и бактерии используют кислород воздуха и хлор неорганических соединений для окисления и хлорирования, облегчающих разрушение и усвоение целлюлозы. В итоге их жизнедеятельности образуются хлорированные продукты, которые в присутствии перекисей, озона и других окислителей могут превращаться в диоксины.

 

Максимальный вклад в формирование диоксинового фона вносят предприятия промышленного хлорорганического синтеза, а также переработка и применение этих продуктов. Особо опасными в этом отношении являются большинство процессов хлорирования органических соединений, прежде всего тех, которые содержат в своей химической структуре бензольные ядра, проводимые при высокой температуре, пиролитическая переработка и сжигание отходов этих производств, а также синтез и применение так называемых предшественников полихлорированных ароматических соединений, к которым относятся не только полихлорфенолы и полихлорпирокатехины, но и хлорсодержащие пестициды, например линдан. Все эти соединения могут превращаться в соединения (2)-(4) не только при пиролизе или сжигании отходов соответствующих производств, но и при метаболизме организмами в окружающей среде..1 Термические технологии уничтожения диоксинов

 

Среди термических технологий, использующих высокотемпературное сжигание, применяют один из видов нагрева - прямое пламя от сжигания отходов с добавлением топлива, ИК-излучение, электрические печи или плазменные горелки. В низкотемпературных технологиях сжигания отходов также используются четыре типа энергии: электромагнитное волновое воздействие, сжигание без открытого пламени, сжигание в пламени при низких температурах, бесконтактный нагрев с помощью теплообменников.

64.Виды очистков стоков и выбросов. Экологический паспорт предприятия.

 

Экологический паспорт необходим для оценки количества и качества вредных выбросов предприятия, определения путей их снижения, а также для отчетности. Это касается вредных выбросов в атмосферу, сбросов неочищенных и очищенных сточных вод в водоемы и твёрдых бытовых отходов (ТБО).

 

 

Обязательным этапом экологической паспортизации объектов является инвентаризация (составление списка) загрязнителей всех видов. Эта экологическая информация позволит решить задачи снижения расхода материалов, энергии и трудовых затрат, повышения качества продукции, а также снизить вредное воздействие производства на окружающую среду.

 

Экологический паспорт объекта или предприятия — это нормативно-технический документ, включающий в себя все данные о потребляемых и используемых на предприятии ресурсах (природных — первичных, переработанных — вторичных и др.), а также определяющий прямое влияние и воздействие вредных веществ на окружающую природную среду.

 

 

Экологический паспорт включает в себя также расчеты норм:

предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферный воздух;

предельно допустимых стоков, очищенных или неочищенных, сбрасываемых в поверхностные водоемы или в централизованную канализацию, или на территорию;

предельно допустимых вредных воздействий излучений и физико-механических полей (тепловых, шумовых, электромагнитных, радионуклидов и т.д.).

 

В экологический паспорт вносятся также данные инвентаризации источников воздействий и загрязнений окружающей среды. Наиболее сложными и трудоемкими являются операции инвентаризации вредных воздействий, выбросов и стоков, а также расчет нормы ПДВ.

 

 

Практически всегда очистка промышленных стоков - это комплекс методов. Наиболее широко используется сочетание механической очистки, нейтрализации промышленных стоков, реагентной очистки и биохимической очистки. Эти операции осуществляются практически во всех комплексах очистных сооружений, в том числе и на станциях аэрации при очистке бытовых (канализационных) стоков. Рассмотрим их подробнее.

 

1. Механическая очистка

 

Этот метод очистки используется для удаления из сточных вод нерастворимых примесей. Для удаления крупных кусков примесей применяют решетки, на которых происходит осаждение примесей. Для удаления твердых частиц, например песка, используют песколовки.

 

2. Физико-химическая очистка

 

Методы физико-химической очистки сточных вод основаны на изменении физического состояния загрязнителей и в большинстве случаев требуют применения реагентов:

 

 

коагуляция - метод, позволяющий увеличить размер загрязняющих частиц, что облегчает их осаждение;

 

 

флотация - метод, позволяющий придать примеси плавучие свойства, что облегчает ее удаление.

 

3. Химическая или реагентная очистка

 

Одним из видов обработки сточных вод является реагентная очистка, которая представляет собой сочетание различных типов химических реакций, приводящих к удалению из сточных вод токсичных компонентов.

 

Промышленные выбросы не только засоряют, но и отравляют сточные воды. Охрана воздушной среды от загрязнений промышленными выбросами, очистка промышленных выбросов входит в комплекс глобальных проблем охраны природы. Каждый год в атмосферный воздух попадает свыше тысячи тонн промышленной пыли и вредных газообразных веществ.

 

 

Основные источники загрязнения воздушной среды:

промышленные предприятия, в частности химические нефтехимические, металлургические заводы;

теплогенерирующие установки: тепловые электростанции, отопительные и производственные котельные;

транспорт, в первую очередь автомобильный.

 

 

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий приводит к значительному уменьшению солнечной радиации, снижению видимости, освещенности, к увеличению частоты туманов, что отрицательно сказывается на экологии и здоровье населения. Присутствие в воздухе различных загрязняющих веществ в сочетании с другими факторами окружающей среды вызывает повреждение материалов, конструкций, в частности подвергаются разрушению сооружения, имеющие большую художественную и историческую ценность.

 

Без специальных мероприятий по снижению загрязнения воздуха выбросы могут стать источником серьезного ухудшения экологической обстановки, а расширение производств и постоянный рост объемов транспортных средств только усугубляют сложившуюся обстановку.

 

В качестве мероприятий по снижению загрязнения воздуха применяют абсорбцию жидкостями, адсорбцию твердыми поглотителями, каталитические, плазмохимические и др. методы очистки. Применение тех или иных методов зависит от физико-химических свойств загрязняющего вещества, его агрегатного состояния, концентрации в очищаемой среде.

65.Проблема твердых промышленных и бытовых отходов.:

 

Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти ТП и БО нарушают экологическое равновесие. С другой стороны ТП и БО следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленно-значимо характеризовать содержанием в них ряда ценных практически бесплатных компонентов, черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической индустрии, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.

 

Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности органического углерода. Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.

 

Решение проблемы переработки ТП и БО приобретает за последние годы первостепенное значение. Кроме того, в связи с грядущим постепенным истощением природных источников сырья (нефти, каменного угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов промышленных и бытовых отходов.

 

Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО), представляют огромную угрозу экологическому равновесию природе и в тоже время являются бесплатными экономически значимыми с хозяйственной точки зрения видами сырья для получения черных и цветных металлов, для энергетики, для получения природного экологически чистого биохимического удобрения, товаров быта, а также продуктами для отделочных и строительных работ, для отраслей, связанных с текстильными производствами, для металлургии, машиностроения и т.п.

 

 

Главной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность, низкая теплотворность и, как следствие, невозможность соблюдения экологически безопасной технологии складирования на полигонах, компостирования, сжигания мусора