Парниковый эффект

Парниковый эффект – подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле – это водяные пары и углекислый газ.

Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы парниковый эффект отсутствовал, средняя температура поверхности земного шара была бы значительно ниже, чем она есть сейчас. Однако при повышении концентрации парниковых газов увеличивается непроницаемость атмосферы для инфракрасных лучей, что приводит к повышению температуры Земли. Доля газообразных ЗВ в парниковом эффекте оценивается следующим образом: СО₂ - 61%, СН₄ - 23%, ХФУ - 12%, NO_x - 4%.

Основные источники и поглотители парниковых газов:

• добыча, транспортировка и сжигание топлива; • промышленные неэнергетические процессы; • сельское хозяйство и лесное хозяйство;

• твердые бытовые отходы, бытовые и промышленные стоки.

Загрязнение атмосферы парниковыми газами приводит к негативным последствиям в планетарном масштабе: изменение частоты и интенсивности выпадения осадков, повышение уровня моря, угроза для экосистем и биоразнообразия, таяние ледников, здоровье человека.

 

 

НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Для контроля состава воздуха установлены две основных группы показателей – санитарно-гигиенические критерии (ПДК) и научно-технические нормативы (ПДВ).

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - максимальная концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не влияет и не повлияет вредным образом (включая отдаленные последствия) на человека и на окружающую среду в целом. По времени действия ПДК различают максимально разовую ПДК (время осреднения – 20 мин.), ПДК рабочей зоны (40 часов в неделю или 8 часов в день) и среднесуточную ПДК.

Санитарно-гигиенические нормативы обеспечивают такой уровень загрязнения, который не выводит концентрации определенных приоритетных антропогенных ЗВ за допустимый диапазон, что является стандартом. Он представляет собой величины ПДК, временно допустимых концентраций (ВДК), ЛК (летальных концентраций), пороговых концентраций (ПК), ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) и проч. В настоящее время определены ПДК или ОБУВ в атмосферном воздухе более чем 700 токсичных веществ.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) – научно-технический выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха и других экологических нормативов.

Разработка ПДВ является обязательным условием для действующего промышленного предприятия, основная цель которого заключается в разработке мероприятий, направленных на защиту атмосферного воздуха. Разработка проекта позволяет снизить уровень концентраций загрязняющих веществ в зоне проживания людей до величин, которые допускаются санитарными нормами.

Борьба с выбросами в атмосферу будет зависеть:

1) от повышения эффективности производства, передачи, распределения и потребления энергии, а также от создания экологически безопасных энергосистем,

2) от эффективности создания транспорта, который минимально загрязняет окружающую среду, а также от расположения экологически оправданной сети дорог;

3) использование в промышленности экологически приемлемых материалов и ресурсов, замены хлорфторуглеродов и других разрушающих озоновый слой веществ более безопасными, существенного снижения отходов, а также установка оборудования, контролирующего загрязнения среды.

Методы очистки атмосферы определяются природой загрязнителей. Ряд современных технологических процессов связан с измельчением веществ. При этом часть материалов переходит в пыль, которая вредна для здоровья и наносит значительный материальный ущерб вследствие потери ценных продуктов.

Принципы работы пылеулавливающих аппаратов основаны на использовании различных механизмов осаждения частиц: гравитационном осаждении, осаждении под действием центробежной силы, диффузионном осаждении, электрическом (ионизационном) осаждении и некоторых других. По способу улавливания пыли аппараты бывают сухой, мокрой и электрической основной критерий выбора типа оборудования физико-химические свойства пыли, степень очистки, параметры газового потока (скорость поступления).

Исходя из современной классификации пылеулавливающих систем, основанных на принципиальных особенностях процесса очистки, пылеочистное оборудование можно разделить на 4 группы:

- сухие пылеуловители

- мокрые пылеуловители

- электрофильтры

- фильтры

Основным направлением защиты атмосферы от загрязнений является создание малоотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. Но это в идеале, в настоящее время очистка газов от загрязнений является пока единственным эффективным методом обезвреживания атмосферы. Существующие методы очистки можно разделить на две группы: некаталитические (абсорбционные и адсорбционные) и каталитические.

Методы очистки промышленных выбросов от газообразных примесей по характеру протекания физико-химических процессов делятся на 4 группы:

- метод абсорбции (промывка выбросов растворителями примеси);

- метод хемосорбции (промывка выбросов растворами реагентов, связывающими примеси химически);

- метод адсорбции (поглощение газообразных примесей твердыми активными веществами);

- каталитическое превращение.

 

Лекция № 6

АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД И ЕГО НЕГАТИВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

План

1. Характеристика атмосферы

2. Водопотребление и водопользование

3. Загрязнение поверхностных вод

4. Загрязнение подземных вод

5. Загрязнение морских вод

6. Сточные воды, методы очистки

7. Нормирование качества гидросферы

 

Гидросфера - одна из главнейших составляющих нашей планеты. Более 94% её составляет Мировой Океан. Другая часть (4%)- подземные виды. Притом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он составляет 24 млн. м³, или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше 230 тыс. м³, а к руслах рек содержится всего лишь 1200 м³ воды или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн. м³., или только 0,15% всего объема гидросферы.

Все отрасли хозяйства по отношению к водным ресурсам делятся на водопотребителей и водопользователей. Водопотребители забирают воду, используют ее для выработки промышленной и сельскохозяйственной продукции или бытовых нужд населения, а затем возвращают в водный объект, но уже в другом месте, в меньшем количестве и с другими качественными характеристиками. Водопользователи используют воду как среду (водный транспорт, рыбоводство и т.д.) или как источник энергии (ГЭС), но могут изменять и качество воды (например, водный транспорт), гидрологический режим (ГЭС) и т.д.

Различают 3 вида загрязнения поверхностных вод суши бактериальное, химическое и физическое.

Биологическое загрязнение создается микроорганизмами (в том числе болезнетворными), а также органическими веществами, способными к брожению (простейшие, коловратки, черви, моллюски, ракообразные и проч.), которые зиму проводят во льду в состоянии анабиоза, а весной оживают и продолжают планктонный или бентосный образ жизни). Гидробионты имеют санитарно-показательное значение. При оценке воды по шкале Р. Кольквица - М. Марсона необходимо учитывать не отдельные организмы, а сумму видов, характерных для данной зоны: I - полисапробная (зона очень сильного загрязнения) II - α- мезосапробная и β-мезосапробная (зоны средней загрязненности) III - олигосапробная (зона чистой воды).

Химическое загрязнение создается поступлением различных токсичных веществ в поверхностные воды; основными источниками их поступления являются доменное и сталелитейное производства, предприятия цветной металлургии, горнодобывающая, химическая, нефтеперерабатывающая промышленность, а также экстенсивное сельское хозяйство. Кроме прямых сбросов сточных вод необходимо учитывать также возможность загрязнения поверхностных вод при взаимодействии с другими природными средами (атмосферой, педосферой и литосферой). Интенсивно загрязняют поверхностные воды целлюлозно-бумажная и нефтеперерабатывающая промышленности, в сточных водах которых содержатся нефтепродукты, фенолы, сложные органические соединения, хлор, цветные металлы и др.. Одним из опасных ЗВ являются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), которые широко используются в быту для увеличения смачивания, вспенивания. Применение синтетических моющих средств (детергентов) привело к значительному увеличению содержания фосфатов в реках и, как следствие - к интенсивному развитию водной растительности, цветению рек, снижению содержания водорастворимого кислорода, парализации деятельности микроорганизмов (этот процесс называется эвтрофикацией).

Физическое загрязнение поверхностных вод создается сбросом в них тепла и радиоактивных веществ. Тепловое загрязнение связано, главным образом, с тем, что вода, которая используется для охлаждений ТЭС и АЭС, и соответственно около 1/3 и 1/2 вырабатываемой электроэнергии, сбрасывается в водоем. Вклад в тепловое загрязнение сосатвляют также и некоторые промышленные предприятия.

Загрязняющие вещества в водные объекты поступают следующими путями:

· со сточными водами населенных пунктов, городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий,

· с дождями и талыми водами в результате смыва с поверхности почвы бытового грязи, нефтепродуктов, удобрений, ядохимикатов и других веществ,

· от водного транспорта и сооружений на берегах

· непосредственно с атмосферными осадками, в которых содержатся растворенные загрязнения от выбросов в атмосферу.

Причинами загрязнения подземных вод (ПВ) могут быть складирование различных отходов на земной поверхности, в различных накопителях жидких отходов, эксплуатация водоносных горизонтов и т.д.. Немалое техногенное воздействие на ПВ оказывается при поисках, разведке, эксплуатации, транспортировке и переработке многих полезных ископаемых, из которых ЗВ проникают в водоносные горизонты и вызывают все виды загрязнений.

Около 70% загрязнения морской среды связано с наземными источниками. Загрязнение возникает также в результате судоходства и сброса отходов в море. К основным источникам загрязнения морских вод можно отнести:

· сброс промышленных и хозяйственных вод непосредственно в море или речным стоком;

· поступление с суши различных веществ, применяемых в сельском и лесном хозяйствах;

· умышленное захоронение в море ЗВ (дампинг - затопление емкостей с отравляющими веществами, бытовыми и промышленными отходами);

· потеря различных веществ в процессе судовых операций;

· аварийные выбросы с судов или подводных трубопроводов,

· разработка полезных ископаемых на морском дне;

· перенос ЗВ через атмосферу