Химическое загрязнение

Человек создал для себя среду обитания, заполненную синтетическими веществами. Новые напитки, косметические средства, пищевые продукты, лекарства, предметы обихода, ежедневно предлагаемые рекламой, обязательно включают в себя

химические компоненты, синтезируемые человеком.

 

3.1 Источники химического загрязнения

 

В процессе своей хозяйственной деятельности человек производит различные

вещества. Все производимые вещества с использованием как возобновимых, так и

невозобновимых ресурсов можно разделить на четыре типа:

 

•исходные вещества (сырье);

•промежуточные вещества (возникающие или используемые в процессе производства);

•конечный продукт;

•побочный продукт (отход).

 

Отходы возникают на всех стадиях получения конечного продукта, а любой конечный продукт после потребления или использования становится отходам, поэтому конечный продукт можно назвать отложенным отходом. Все отходы попадают в окружающую среду и включаются в биогеохимический круговорот веществ в биосфере. Многие химические продукты включаются человеком в биогеохимический круговорот в масштабах на много превышающих естественный круговорот. Некоторые вещества, направляемые человеком в окружающую среду, раньше отсутствовали в биосфере (хлорфторуглероды, плутоний, пластмассы и др.), поэтому естественные процессы достаточно долго не справляются с этими веществами. Следствием является огромный вред наносимый организмам.

 

 

3.2 Энергетические объекты

 

Энергетические объекты - источники самых больших объемов химического загрязнения. Самое большое количество отходов связанно с производством энергии, на потреблении которой основана вся хозяйственная деятельность. Вследствие сжигания ископаемого топлива в целях получения энергии в атмосферу сейчас идет мощный поток восстановительных газов. Загрязнения и отходы энергетических объектов разделяются на два потока: один вызывает глобальные изменения, а другой - региональные и локальные.

 

 

Рис. 4. Загрязнение атмосферы.

 

Последствия накопления глобальных загрязнителей в атмосфере это:

 

•парниковый эффект;

•разрушение озонового слоя;

•кислотные осадки.

 

3.3. Транспорт как источник химического загрязнения

 

Второе место по загрязнению окружающей среды занимает транспорт, особенно автомобильный. В 1992 г. Автомобильный парк мира составлял 600 миллионов единиц и при сохранении тенденции роста к 2015 г. Может достигнуть 1,5 млрд. единиц [7]. Сжигание автотранспортом ископаемого топлива повышает концентрации углекислого газа, углеводородов, тяжелых металлов и твердых частиц в атмосфере, он же дает твердые отходы (покрышки и сам автомобиль после выхода из строя) и жидкие (отработанные масла, мойка и т.д.). На долю автомобилей приходится 25 % сжигаемого топлива. За время эксплуатации, равное 6 годам, один усредненный автомобиль выбрасывает в атмосферу: 9 т углекислого газа, 80 кг углеводородов.

 

3.4. Химическая промышленность как источник загрязнения

 

Конечно, по сравнению с энергетикой и транспортом глобальное загрязнение

посредством химической промышленности невелико, но это тоже достаточно

ощутимое локальное воздействие. Большинство органических полупродуктов и

конечная продукция, применяемая или производимая в отраслях химической

промышленности, изготавливается из ограниченного числа основных продуктов нефтехимии. При переработке сырой нефти или природного газа на различных стадиях процесса, возникают как газообразные, так и растворенные в воде и сбрасываемые в канализацию отходы. К ним относятся остатки и отходы технологических процессов, не поддающиеся дальнейшей переработке. Газообразные выбросы, которые удается собрать в газоуловителях перед выходом в атмосферу, сжигается в факелах, в результате чего появляются продукты сгорания углеводородов, моноксид углерода, оксиды азота и диоксид серы. При сжигании кислотных продуктов алкилирования образуется фтороводород, поступающий в атмосферу. Также имеют место неконтролируемые эмиссии, вызванные различными утечками, недостатками в обслуживании оборудования, нарушениями технологического процесса, авариями, а также испарением газообразных веществ из технологической системы водоснабжения и из сточных вод.

 

Вредные воздействия:

 

• явственные изменения обычных колебаний численности популяции;

• долгосрочные или необратимые изменения состояния экосистемы.

• воздействия на отдельные особи и популяции

 

Химические вещества в зависимости от свойств и строения воздействуют на

организмы по-разному.

1. Молекулярно-биологические воздействия. Многие химические вещества взаимодействуют с ферментами организма, изменяя их структуру. Так как ферменты катализируют тысячи химических реакций, становится понятным, почему любое изменение их структуры глубоко влияет на их специфичность и регуляторные свойства.

2. Нарушения обмена веществ и регуляторных процессов в клетке. Метаболизм клеток может быть нарушен под действием химических веществ. Реагируя с гормонами и другими регуляторными системами, химические вещества вызывают неконтролируемые превращения, изменяют генетический код.

 

Под действием химических веществ изменяются следующие параметры экосистемы:

 

· плотность популяции;

· доминантная структура;

· видовое разнообразие;

· изобилие биомассы;

· пространственное распределение организмов;

· репродуктивные функции.

 

 

3.5. Меры, которые проводятся для минимизации риска использования химических продуктов

 

Для минимизации риска использования химических продуктов в соответствии с уровнем наших знаний этой проблемы в странах ЕС в 1982 г. был введен в действие так называемый “Закон о химических продуктах”. В процессе проверки его исполнения в течение нескольких лет проводились мероприятия по оптимизации технологий, биологических и физико-химических испытаний, а также по уточнению терминологии, стандартных веществ и методов отбора проб. Химический закон устанавливает правила допуска на рынок всех новых химических продуктов.

 

 

Рис. 5. Загрязнение гидросферы.

 

Технические мероприятия, используемые для предотвращения опасности промышленных выбросов

 

1. Необходимо проектировать любое производство так, чтобы выбросы были

заведомо минимальны.

2. Необходимо строго соблюдать технологические режимы производства.

3. Необходима обязательная герметизация оборудования на производствах, где присутствуют и получаются химические соединения.

4. Необходимо внедрение непрерывных технологических процессов и замкнутого цикла производства, оборотного водопотребления.

5. Необходимо проводить меры по предотвращению аварий.

6. Борьба с эмиссией (выделением) промышленных газов в атмосферу.

7. Необходимо применение систем очистки сточных вод и борьбы с загрязнением.

8. Обязательная переработка и утилизация отходов, вторичное использование отходов.

 

3.6. Методы утилизации отходов

 

1) Складирование отходов.

Примерно 2 / 3 всех отходов бытового и производственного происхождения и 90 % инертных отходов складируют в хранилищах - свалках. Такие хранилища занимают большие площади, являются источниками пыли и газов, образующихся в результате химических и анаэробных биологических реакций в толще, а также источниками загрязнения грунтовых вод в результате образования на открытых свалка просачивающихся вод. Отсюда следует, что складирование отходов не может являться удовлетворительным методом их утилизации, и необходимо использовать другие методы.

2) Сжигание отходов

В настоящее время сжигается до 50 % всех отходах в развитых странах.

Преимущества метода сжигания состоят в существенном уменьшении объема отходов

и действенном разрушении горючих материалов, включая органических соединений.

Остатки от сжигания - шлаки и зола - составляют лишь 10 % первоначального

объема и 30 % от массы сжигаемых материалов. Но при неполном сгорании в

окружающую среду могут попадать многочисленные вредные вещества. Для снижения эмиссии органических веществ необходимо использовать устройства для очистки дымов.

3) Пиролиз.

Пиролизом называют разложение химических соединений при высоких температурах в отсутствие кислорода, вследствие чего становится невозможным их горение. Хотя пиролиз имеет много достоинств, он обладает и существенными недостатками: сточные воды, поступающие из установок для пиролиза, сильно загрязнены органическими веществами, а из отвалов твердых остатков пиролиза под действием дождей происходит вымывание вредных веществ. В связи с этим пиролиз нельзя считать экологически безопасным методом переработки отходов.