Забруднення гідросфери. Методи очищення води.
Негативний ФАКТОРИ техносфери. ЗАБРУДНЕННЯ РЕГІОНІВ техносфери токсичними РЕЧОВИНАМИ
Регіони техносфери і природні зони, що примикають до вогнищ техносфери, постійно піддаються активному забруднення различ-ними речовинами і їх сполуками.
Забруднення атмосфери . Атмосферне повітря є найважливішою життєзабезпечення природним середовищем і являє собою суміш газів і аерозолів приземного шару атмосфери. Атмосферне повітря має необмежену ємність і грає роль найбільш рухомого, хімічно агресивного і всепроникного агента. Атмосфера надає інтенсивний вплив не тільки на людину, але і на гідросферу, грунтово-рослинний покрив, геологічне середовище, будівлі, споруди та інші техногенні об'єкти.
Результати спеіальних досліджень показали, що між здоров'ям населення і якістю атмосферного повітря спостерігається тісний позитивний зв'язок. Забруднене повітря викликає рак легенів, горла, шкіри, розлад центральної нервової системи, алергічні та респіраторні захворювання, дефекти у новонароджених і багато інших хвороб, перелік яких визначається присутніми повітря забруднюючими речовинами та їх спільною дією на організм людини.
Атмосферне повітря завжди містить не-яке кількість домішок, що надходять від природних і антропогенних джерел. До числа домішок, що виділяються природними джерелами, відносять: пил (рослинного, вулканічного, космічний-чеського походження, що виникає при ерозії грунту, частинки морської солі); туман; дим і гази від лісових і степових пожеж; гази вулканічного походження; різні продукти рослинного, тваринного походження та ін. Головний природний процес забруднення приземної атмосфери - вулканічна і флюидная активність Землі. Встановлено, що надходження забруднюючих речовин з глибинними флюїдами має місце не тільки в областях сучасної вулканічної і газотермальной діяльності, але і в стабільних геологічних структурах. У снігових випаданнях багатьох районів Європейської частини Росії виявлено аномально високі концентрації фтору, літію, сурми, миш'яку, ртуті та інших важких металів.
Природні джерела забруднень бувають або розподілений-ними, наприклад випадання космічного пилу, або локальними, наприклад лісові та степові пожежі, виверження вулканів. Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоно-вим і мало змінюється з часом.
Основне антропогенне забруднення атмосферного повітря ство-ють автотранспорт (40-50% від загального забруднення, так як автомобільні вихлопи є сумішшю прімерно200 шкідливих речовин, вони важче повітря і скупчуються в приземному шарі повітря.), Теплоенергетика та ряд галузей промисловості. Серед антропогенних забруднень небезпечними вважаються процеси згоряння палива і сміття, ядерні реакції при отриманні атомної енергії, випробуваннях ядерної зброї (пов'язано з швидким розносом радіонуклеотідов на великі відстані і довготривалим характером забруднень території), металургія, переробка нафти і газу, вугілля, різні хімічні виробництва.
Найпоширенішими токсичними речовинами, забруднюючих-ські атмосферу, є: оксид вуглецю СО, діоксид сірки, оксиди азоту, вуглеводні і пил.
Смогвесьма токсичний. Для освіти смогу в атмосфері в сонячну погоду необхідна наявність оксидів азоту, вуглеводнів (їх викидають в атмосферу автотранспорт, промислові підприємства). Фотохімічні смоги, вперше виявлені в 40-х роках в м Лос-Анджелес, тепер періодично спостерігаються в багатьох містах світу.
Кислотні дощі відомі понад 100 років, однак проблема цих дощів виникла близько 20 років тому. Кислотні атмосферні опади вимивають кальцій, гумус, мікроелементи з грунту, що призводить до уповільнення росту і загибелі рослин. Кислотні опади потужний фактор вивітрювання гірських порід, зменшення родючості грунтів і хімічного руйнування техногенних об'єктів, включаючи пам'ятники культури і наземні лінії зв'язку.
Джерелами кислотних дощів служать гази, що містять сірку і азот. Кислотні дощі виникають внаслідок нерівномірного розподілу цих газів в атмосфері. Наприклад, концентрація сірки 50г (мкг / м 3) зазвичай такі: в місті 50. 1000, на території біля міста в радіусі близько 50 км 10. 50, в радіусі близько 150 км 0,1. 2, над океаном 0,1.
Джерелами надходження сполук сірки в атмосферу є: природні (вулканічна діяльність, дії микроорганиз-мов та ін.) 31. 41%, антропогенні (ТЕС, промисловість та ін.) 59. 69%; всього надходить 91-112 млн. т в рік.
Розрізняють два види седиментації. волога і суха. Волога - це випадання кислот, розчинених в крапельної вологи, вона виникає при вологості повітря 100,5%; суха - реалізується в тих випадках, коли кислоти присутні в атмосфері у вигляді крапель діаметром близько 0,1 мкм. Швидкість седиментації в цьому випадку дуже мала і краплі можуть проходити великі відстані (сліди сірчаної кислоти виявлені навіть на Північному полюсі).
Розрізняють прямий і непрямий вплив кислотних опадів на людину. Прямий вплив зазвичай не представляє небезпеки, так як концентрація кислот в атмосферному повітрі не перевищує 0,1 мг / м 3. т. Е. Знаходиться на рівні ГДК. Такі концентрації небажані для дітей і астматиків.
Прямий вплив небезпечно для металоконструкцій (корозія зі швидкістю до 10 мкм / рік), будівель, пам'ятників і т. Д. Особливо з пісковика і вапняку в зв'язку з руйнуванням карбонату кальцію.
Найбільшу небезпеку кислотні опади представляють при попаданні у водойми і грунт, що призводить до зменшення рН води (рН = 7 -нейтральная середа). Від значення рН води залежить раство-рімость алюмінію та важких металів в ній і, отже, їх накопичення в коренеплодах, а потім і в організмі людини. При зміні рН води змінюється структура ґрунту і знижується її плодо-родіе. Зниження рН питної води сприяє надходженню в організм людини зазначених вище металів і їх з'єднань.
Парниковий ефект . Стан і склад атмосфери визначають багато в чому величину сонячної радіації в тепловому балансі Землі, на її частку припадає основна частина надходить в біосферу теплоти. Екрануюча роль атмосфери в процесах передачі теплоти від Сонця до Землі і від Землі в космос впливає на середню температуру біосфери, яка тривалий час перебувала на рівні близько + 14,5 ° С, а в 1980-і роки збільшилася до 15,2 ° С. розрахунки показують, що при відсутності атмосфери середня температура біосфери становила б приблизно -15 ° С.
Чим вище концентрація МініГаз і пилу в атмосфері, тим менше частка відбитої сонячної радіації йде в космічний простір-ство, тим більше теплоти затримується в біосфері за рахунок парникового ефекту. Парниковий ефект - це утримання значної частини теплової енергії у земної поверхні.
Парниковий ефект в атмосфері - досить поширене явище і на регіональному рівні. Антропогенні джерела теплоти (ТЕС, транспорт, промисловість), сконцентровані у великих містах і промислових центрах, інтенсивне надходження хлопці-кових газів і пилу, стійкий стан атмосфери створюють близько міст простору радіусом 50 км і більше з підвищеними на 1-5 ° С температурами і високими концентраціями забруднень. Ці зони (купола) над містами добре проглядаються з космічного простору. Вони руйнуються лише при інтенсивних рухах великих мас атмосферного повітря.
Руйнування озонового шару. Техногенні забруднення атмосфери не обмежуються приз-ної зоною. Певна частина домішок надходить в озоновий шар і руйнує його. Руйнування озонового шару небезпечно для біосфери, так як воно супроводжується значним підвищенням частки ультрафио-Лєтова випромінювання з довжиною хвилі менше 290 нм, що досягає земної поверхні. Ці випромінювання згубні для рослинності, особливо для зернових культур, є джерелом Канціо-Роген небезпеки для людини, стимулюють зростання очних заболе-ваний.
Основними речовинами, що руйнують озоновий шар, є сполуки хлору, азоту. За оціночними даними, одна молекула хлору може зруйнувати до 10 5 молекул озону, одна молекула оксидів азоту - до 10 молекул.
Джерелами надходження сполук хлору та азоту в озоновий шар можуть бути: вулканічні гази; технології із застосуванням фреонів; атомні вибухи; літаки ( «Конкорд», військові), в вихлоп-них газах яких містяться до 0,1% загальної маси газів з'єднання SО і SOз; ракети, що містять у вихлопних газах сполуки азоту та хлору.
Значний вплив на озоновий шар роблять фреони, про-тривалість життя яких досягає 100 років. Джерелами по-дження фреонів є: холодильники у разі порушення герметичності контуру перенесення теплоти; технології з використанням-му фреонів; побутові балончики для розпилення різних речовин і т. п.
2. Забруднення гідросфери. Методи очищення води. Гідросфера - водна середовище, яке включає поверхневі і підземні води. Акваторія Світового океану становить 361 млн.кв. км, що в 2,4 рази більше площі суші. Вода в океані (94%) і під землею - солона. Кількість прісної води становить 6% від загального обсягу води на Землі. В даний час людство використовує 3,8 тис. Км 3 води щорічно, причому це споживання можна збільшити максимум до 12 тис. Км 3.
Кожен житель Землі в середньому споживає 650 м 3., (1780 л на добу). Однак для задоволення фізіологічних потреб достатньо 2,5 л в день, т. Е. Близько 1 куб. м в рік. Велика кількість води потрібно сільському господарству (69%), промисловості (23%) і в побуті витрачається 6%.
З урахуванням потреб води для промисловості і сільського господарства витрата води в нашій країні від 125 до 350 л на добу на людину (в Москві 400 л, Нью-Йорку более1000 л, Парижі - 500 л, Лондоні - 300 л). У той же час 60% суші не має достатньої кількості прісної води, приблизно 1,5 млн. Чоловік відчуває її недолік, а ще 500 млн. Страждають від нестачі і поганої якості питної води, що призводить до різних захворювань.
При використанні воду, як правило, забруднюють, а потім сбра-Сива в водойми. Внутрішні водойми забруднюються стічними по-дами різних галузей промисловості (металургійної, нафтопереробної, хімічної та ін.), Сільського та житлово-комунального господарства, а також поверхневими стоками. Основ-ними джерелами забруднень є промисловість і сільське господарство.
Забруднювачі діляться на: біологічні (органічні мікроорга-нізми), що викликають бродіння води; хімічні, змінюють хі-мічного складу води; фізичні. змінюють її прозорість (каламутність), температуру та інші показники. (
Біологічні забруднення потрапляють у водойми з побутовими і промисловими стоками, в основному підприємств харчової, міді-ко-біологічної, целюлозно-паперової промисловості. Напри-заходів, целюлозно-паперовий комбінат забруднює воду так само, як місто з населенням 0,5 млн. Чол. Біологічні забруднення оцінюють біохімічним потребле-ням кисню - БПК. БСК5 це кількість кисню, потреб-ється за 5 діб мікроорганізмами - деструкторами для повної мінералізації органічних речовин, що містяться в 1 л води. Нормативне значення БСК5 = 5 мг / л. Реальні забруднення стічних вод такі, що вимагають значень БПК на порядок більше.
Хімічні забруднення надходять у водойми з промисловими, поверхневими і побутовими стоками. До них відносяться: нафтопро-дукти, важкі метали та їх сполуки, мінеральні добрива, пестициди, миючі засоби. Найбільш небезпечні свинець, ртуть, кадмій. Надходження важких металів (т / рік) в Світовий океан наступне:
Фізичні забруднення надходять у водойми з промисловими стоками, при скидах з виробок шахт, кар'єрів, при змивах з територій промислових зон, міст, транспортних магістралей, за рахунок осадження атмосферного пилу.
Основні види забруднення гідросфери:
Забруднення нафтою і нафтопродуктами призводить до появи нафтових плям, що ускладнює процеси фотосинтезу у воді через припинення доступу сонячних променів, а також викликає загибель рослин і тварин. Забруднення іонами важких металів. При попаданні в організм більшість металів дуже важко виводяться, мають властивість постійно накопичуватися в тканинах різних органів і при перевищенні певної порогової концентрації відбувається отруєння організму.
Радіоактивне забруднення пов'язане зі скиданням у водойми радіоактивних відходів. Серйозну загрозу для життя в Світовому океані, отже, і для людини представляє поховання на морському дні радіоактивних відходів (РАВ) і скидання в море рідких радіоактивних відходів (РРВ). Радіоактивні речовини у воді концентруються мікроорганізмами, планктоном і рибою, а потім по харчовому ланцюжку передаються іншим тваринам і людині. Це явище називають біоакумуляцією.
Механічні забруднення. Приблизно підраховано, в усі моря світу скинуто приблизно 20 млрд.т сміття.
Забруднення стічних вод результаті промислового виробництва, мінеральними і органічними добривами в результаті сільськогосподарського виробництва, а також комунально-побутовими стоками веде до евтрофікації водойм - збагаченню їх поживними речовинами, що приводить до надмірного розвитку водоростей і до загибелі інших водних екосистем з непроточной водою (озер, ставків ), а іноді до заболочування місцевості. Особливу загрозу становлять пестициди.
Кислотні дощі призводять до закислення водойм і до загибелі екосистем.
Теплове забруднення викликає скидання у водойми підігрітих вод ТЕС і АЕС, що призводить до масового розвитку синьо-зелених водоростей, так званого цвітіння води, зменшення кількості кисню і негативно впливає на флору і фауну водойм
Бактеріальне і біологічне забруднення пов'язане з різними патогенними організмами, грибами і водоростями.
Очищенням стічних вод називається їх обробка з метою руйнування або видалення з них шкідливих речовин. Методи очищення води можна розділити на наступні методи:
Механічний метод очищення полягає в тому, що шляхом відстоювання і фільтрації видаляються наявні домішки. Таке очищення дозволяє виділити з побутових стічних вод до 60-75% нерозчинних домішок, а з промислових до 95%, багато з яких використовуються знову у виробництві.
Хімічний метод полягає в тому, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, які вступають в реакцію із забруднювачами й облягають їх у вигляді нерозчинних опадів. Таким методом досягається зменшення нерозчинних домішок до 95% і розчинних до 25%.
Фізико-хімічний метод, коли видаляються розчинені неорганічні домішки і руйнуються органічні і погано окислюються речовини. З таких методів частіше застосовуються коагуляція, окислення, сорбція, електроліз, ультразвук, озон, високий тиск, хлорування
Біологічний метод, заснований на використанні закономірностей самоочищення річок та інших водойм. Тут використовуються біофільтри, біологічні ставки і ін.