Реферат: Природа
Экология – наука овзаимоотношениях живых организмов с окружающей средой. В настоящее времяэкология распалась на ряд научных отраслей и дисциплин, подразделяемых всоответствии с
§<span Times New Roman"">
§<span Times New Roman"">
§<span Times New Roman"">
§<span Times New Roman"">
§<span Times New Roman"">
В основном существуют три основных источниказагрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Долякаждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается взависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняетвоздух промышленное производство. Источники загрязнений – теплоэлектростанции,которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ;металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасываютв воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицыи соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газыпопадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности,отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых ипромышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатомпревращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется досерного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капелькисерной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуютсякристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических,фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другиевторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планетеявляются тепловые электростанции,металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющиеболее 70 % ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.
В воздух он попадает в результате сжигания твердыхотходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодноэтого газа поступает в атмосферу неменее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим ссоставными частями атмосферы испособствует повышению температуры напланете, и созданию парникового эффекта.
Конечным продуктом реакции является аэрозоль илираствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряетзаболевания дыхательных путей человека. Основными источниками выброса являютсяпредприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические,нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаютсямедленному окислению до серного ангидрида.
Источниками загрязнения являются предприятия попроизводству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений.Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразныхсоединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединенияхарактеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильнымиинсектицидами.
Соединения хлора. Поступают в атмосферу отхимических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды,органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосферевстречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичностьхлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургическойпромышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходитвыброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов.
Аэрозольныезагрязнения.
Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы,находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей вряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфическиезаболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма,тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется при В основномсуществуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность,бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общемзагрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчасобщепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.Источники загрязнений – теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасываютв воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенноцветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород,хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результатесжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта,сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнителиразделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные,являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферусернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парамиводы и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида саммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результатехимических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющимивеществами и компонентами атмосферы,образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенногозагрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельныеустановки, потребляющие более 70 % ежегодно добываемого твердого и жидкоготоплива.
В воздух он попадает в результате сжигания твердыхотходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодноэтого газа поступает в атмосферу неменее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим ссоставными частями атмосферы испособствует повышению температуры напланете, и созданию парникового эффекта.
Конечным продуктом реакции является аэрозоль илираствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряетзаболевания дыхательных путей человека. Основными источниками выброса являютсяпредприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические,нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаютсямедленному окислению до серного ангидрида.
Источниками загрязнения являются предприятия попроизводству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений.Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразныхсоединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединенияхарактеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильнымиинсектицидами.
Соединения хлора. Поступают в атмосферу отхимических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащиепестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. Ватмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. Вметаллургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его насталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитыхгазов.
Основныезагрязнители воздуха:
Взвеси. Взвеси представляют собойкрошечные частицы и капли, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии. Мынаблюдаем их в виде смога или дымки. Другие загрязнители присутствуют вгазообразном или парообразном состоянии и невидимы, за исключением буроватогодиоксида азота. Взвеси могут переносить другие загрязнители, растворенные в нихили приставшие к их поверхности.
Углеводороды и другие летучие органическиесоединения. Эта группа включает в себя бензин, растворители для красок ирастворы органических чистящих веществ, переходящие в воздух в виде паров.
Угарный газ. Он очень ядовит.
Оксиды азота. Несколько газообразныхсоединений азота и кислорода.
Оксиды серы, в основном диоксид, т. е.сернистый газ. Он ядовит как для растений, так и для животных.
Свинец и другие тяжелые металлы.
Озон и другие фотохимические окислители.
Кислоты, восновном серная и азотистая. Они чаще всего присутствуют в виде капель жидкости,образующих кислотные дожди и туманы.
Аэрозольныезагрязнения.
Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы,находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей вряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфическиезаболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма,тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется при взаимодействиитвердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Большое количествопылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.
Производственныйпроцесс выброспыли, млн.т./год
1.<span Times New Roman"">
Сжигание каменного угля 93,602.<span Times New Roman"">
Выплавка чугуна 20,213.<span Times New Roman"">
Выплавка меди 6,234.<span Times New Roman"">
Выплавка цинка 0,185.<span Times New Roman"">
Выплавка олова 0,0046.<span Times New Roman"">
Выплавка свинца 0,137.<span Times New Roman"">
Производство цемента 53,37Смог фотохимический сухой (Лос-анжелесского типа) –смесь продуктов вторичного загрязнения воздуха, возникающих в результатеразложения загрязняющих веществ солнечными лучами (озон, оксиды азота, угарныйгаз, органические вещества). Достигает максимального уровня около полудня притемпературе 24-32 С, низкой влажности и дополняется инверсией. Вызываетраздражение глаз и снижает зрение.
Предельнодопустимая концентрация – экологический норматив – максимальная концентрациявредного вещества, которая за определенное время не влияет на здоровье человекаи его потомства, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество вцелом.
Химическое загрязнениеприродных вод.
Всякий водоем или водный источник связан сокружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формированияповерхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления,индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственнаяи бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых,несвойственных ей веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды.Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, взависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое,физическое и биологическое загрязнения. Химическое загрязнение представляетсобой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличениясодержания вредных примесей как неорганической( минеральные соли, кислоты,щелочи, глинистые частицы), так и органической природы ( нефть и нефтепродукты,органические остатки, поверностноактивные вещества, пестициды).
Неорганическоезагрязнение.
Основныминеорганическими ( минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химическиесоединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка,свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческойдеятельности. Тяжелые металлы поглащаются фитопланктоном, а затем передаются попищевой цепи более высокоорганизованным организмам.
Органическоезагрязнение.
Средивносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателейводной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органическиеостатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300-380 млн.т./год.Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенноеорганическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь,суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращаютжизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищениявод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения иотравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнениювсей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света вглубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарныхтребований. Предъявляемых к качеству воды, является содержание в нейнеобходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначесодействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностноактивные вещества– жиры, масла, смазочные материалы – образуют на поверхности воды пленку,которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степеньнасыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ,большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в рекивместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов иводостоков наблюдается во всех промышленных странах.
В связи с быстрыми темпами урбанизациии несколько замедленным строительством очистных сооружений или ихнеудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняютсябытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленнымтечением или непроточных (водохранилища, озера). Располагаясь в водной среде,органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода,загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной дляпитья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являютсяисточником болезней человека( брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, чтотребуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные водыпоступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимогокислорода может понизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских ипресноводных организмов.
Проблема загрязнения Мирового океана
( на примере ряда органических соединений)
Нефть и нефтепродукты
Нефтьпредставляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно- коричневыйцвет и обладающую слабой флуорисценцией.Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматическихуглеводородов.
Нефть и нефтепродукты являются наиболеераспространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-хгодов в океан ежегодно поступало около 6 млн.т.нефти, что составляло 0,23%мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой израйонов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных ибалластных вод, — все это обуславливает присутствие постоянных полейзагрязнения на трассах морских путей. Впериод за 1962-79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2млн.т.нефти. За последние 30 лет, начиная с 1964 года, пробурено около 2000скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн.т.нефти.Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками.Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн.т./год. Со стокамипромышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т.нефти. Попадая в морскую среду,нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. Поцвету пленки можно определить ее толщину:
ВНЕШНИЙ ВИД ТОЛЩИНА, МКМ КОЛ-ВО НЕФТИ,
Л./КВ.КМ.
Едва заметна 0,038 44
Серебристый отблеск 0,076 88
Следы окраски 0,152 176
Ярко окрашенные разводы 0,305 352
Тускло окрашенные 1,016 1170
Темно окрашенные 2,032 2310
Нефтянаяпленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света.Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 1-10%(280 мм), 60-70%( 400 мм ). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью поглощает инфракрасноеизлучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую « нефть в воде» иобратную «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы ихарактерны для нефти, содержащих поверхностно- активные вещества. При удалениилетучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могутсохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег иоседать на дно.
Синтетические поверхностно-активные вещества.
Детергенты ( СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжениеводы. Они входят в состав синтетическихмоющих средств ( СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе состочными водами СПАВ попадают вматериковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которыхрастворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных дляводных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты ( персульфаты,пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия. Взависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся наанионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние необразуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являютсяанионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых вмире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано сиспользованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд,разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшениеусловий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. Всельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.
Соединения с канцерогенными свойствами.
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения,проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные,тератогенные( нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные измененияв организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить кингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития иизменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогеннымисвойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, иособенно, полициклические ароматические углеводороды ( ПАУ). Максимальноеколичество ПАУ в современных данных осадка Мирового океана ( более 100 мкг/кммассы сухого вещества) обнаружено в тентонически активных зонах, подверженнымглубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде – это пиролизорганических веществ при сжигании различных материалов, древесины и топлива.
Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы( ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь,мышьяк) относятся к числураспространенных и весьма токсичныхзагрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах,поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленныхсточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океанчерез атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий.Ртуть переносится в океан с материковымстоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных породежегодно выделяется 3,5 тыс.т.ртути. В составе атмосферной пыли содержитсяоколо 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть – антропогенного происхождения. Около половиныгодового промышленного производства этого металла 910 тыс.т./год)различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленнымиводами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлоридыв высокотоксичную метил ртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлениюприбрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата,причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых вкачестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенныесточные воды предприятий поступали взалив Минамата. Свинец – типичный рассеянный элемент, содержащийся во всехкомпонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере,живых организмах. Наконец, свинец активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственнойдеятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымоми пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннегосгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и черезатмосферу. С континентальной пылью океан получает
(20-30)-10^3 т.свинца в год.
Сброс отходов в море с целью захоронения
( дампинг).
Многие страны, имеющие выход к морю, производятморское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах,бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов,взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массызагрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды кпереработке большого количества органических и неорганических веществ безособого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинграссматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенствутехнологий. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органическиевещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (намассу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора;0,155% цинка; 0,85% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия. Во время сбросапрохождения материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит враствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходитв донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органическихвеществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко кего полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов врастворенной форме, появлению сероводорода.
Тепловое загрязнение.
Тепловое загрязнение поверхности водоемов иприбрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных водэлектростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых водво многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах можетдостигать 30 кв. км. Более устойчивая температурная стратификация препятствуютводообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, апотребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активностьаэробных бактерий, разлагающихся органическое вещество. Усиливается видовоеразнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.
На основании обобщения материала можно сделатьвывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляется на индивидуальноми популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющихвеществ приводит к упрощению экосистемы.
Кислые атмосферные выпады насушу.
Одна из острейших глобальных проблем современности ибудущего - это проблема возрастающейкислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв незнают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстроистощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не толькоподкисление поверхностных вод и верхнихгоризонтов почвы. Кислотность снисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызываетзначительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результатехозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальныхколичеств оксилов серы, азота, углерода. Эти оксилы, поступая в атмосферупереносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются врастворы смеси сернистой, серной,азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде « кислых дождей»на сушу.
Заключение.
Охрана природы – задача нашего века, проблема,ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающейсреде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождениемцивилизации и полагают, что мы еще успеем справится со всеми выявившимисязатруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду принялоугрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобитсяцеленаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политикапо отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мынакопим надежные данные о современном взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новыеметоды уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
СабирМагнитогорск. 30,12,03