Хімічне забруднення навколишнього середовища

Джерела хімічного забруднення

Енергетичні об'єкти - джерела найбільших обсягів хімічного забруднення

Транспорт як джерело хімічного забруднення

Хімічна ромишленность як джерело забруднення

Вплив хімічних речовин на навколишнє середовище

Впливу на окремі особини і популяції

Вплив на екосистему

Заходи, які проводяться для мінімізації ризику використання хімічних продуктів

Технічні заходи, що використовуються для запобігання небезпеки промислових викидів

6. Боротьба з втратами при транспортуванні (запобігання аваріям газо- і нафтопроводів).

Боротьба із забрудненням води

Список використаної літератури

Людина створила для себе середовище існування, заповнену синтетичними речовинами. Їх вплив на людину, інші організми і довкілля часто невідомо і виявляється часто, коли вже завдано відчутної шкоди або за надзвичайних обставин, наприклад, раптом з'ясовується, що при горінні цілком нейтральну речовину або матеріал утворює отруйні з'єднання.

У книзі "Екологічні проблеми" ([2] стор. 36) наводяться такі факти:

Хоча для дослідження впливу хімічних речовин необхідні величезні витрати: для отримання характеристики однієї речовини потрібно 64 місяці і 575 тис. Доларів, а вивчення хронічної токсичності і канцерогенності вимагає додатково 1,3 млн. Доларів ([2] стор. 36); робота в цій області ведеться не мала.

В даний час по цілому ряду причин залишаються невирішеними проблеми за оцінкою токсичності хімічних продуктів для людини, і в більшій мірі по відношенню до навколишнього середовища. вичерпне дослідження

Обсяг наявної інформації

Промислові хімічні продукти з об'ємом виробництва> 500 т / год½<500 т/год½ Объем неизв

впливів речовин може бути реалізовано тільки після того, як буде отримана повна інформація про експозицію (діючої дозі) кожної хімічної речовини.

В процесі своєї господарської діяльності людина виробляє різні речовини. Всі вироблені речовини з використанням як відновлюваних, так і невідновних ресурсів можна розділити на чотири типи:

* Вихідні речовини (сировина);

* Проміжні речовини (що виникають або використовувані в процесі виробництва);

* Побічний продукт (відхід).

Відходи виникають на всіх стадіях отримання кінцевого продукту, а будь-який кінцевий продукт після споживання або використання стає відходам, тому кінцевий продукт можна назвати відкладеним відходом. Всі відходи потрапляють у навколишнє середовище і включаються в біогеохімічний круговорот речовин в біосфері. Багато хімічні продукти включаються людиною в біогеохімічний круговорот в масштабах на багато перевищують природний круговорот. Деякі речовини, що направляються людиною в навколишнє середовище, раніше були відсутні в біосфері (наприклад, хлорфторвуглеці, плутоній, пластмаси та ін.), Тому природні процеси досить довго не справляються з цими речовинами. Наслідком є ​​величезної шкоди наноситься організмам.

Забруднення і відходи енергетичних об'єктів розділяються на два потоки: один викликає глобальні зміни, а інший - регіональні і локальні. Глобальні забруднювачі надходять в атмосферу, і за рахунок їх тому

Таблиця 4. Зміна концентрації деяких газових складових в атмосфері.

СС -11½ СС - 12

Доіндустріальний період (1756-1800 рр.)

Сучасна швидкість росту концентрації

Час життя в атмосфері

числі парникових газів (табл. 4, см. [2], стор. 40). З цієї таблиці видно, що в накопичення змінюється концентрація малих газових складових атмосфери, в атмосфері з'явилися гази, які раніше в ній практично відсутні -хлорфторуглероди. Наслідки накопичення глобальних забруднювачів в атмосфері це:

* руйнування озонового шару;

Звичайно, в порівнянні з енергетикою і транспортом глобальне забруднення за допомогою хімічної промисловості невелика, але це теж досить відчутне локальне вплив. Більшість органічних напівпродуктів і кінцева продукція, що застосовується або вироблена в галузях хімічної промисловості, виготовляється з обмеженого числа основних продуктів нафтохімії. При переробці сирої нафти або природного газу на різних стадіях процесу, наприклад, перегонці, каталітичному крекінгу, видалення сірки і алкилировании, виникають як газоподібні, так і розчинені у воді і скидаються в каналізацію відходи. До них відносяться залишки і відходи технологічних процесів, що не піддаються подальшій переробці.

Газоподібні викиди установок перегонки і крекінгу при переробці нафти в основному містять вуглеводні, монооксид вуглецю, сірководень, аміак і оксиди азоту. Та частина цих речовин, яку вдається зібрати в газоуловітелях перед виходом в атмосферу, спалюється в факелах, в результаті чого з'являються продукти згоряння вуглеводнів, монооксид вуглецю, оксиди азоту та діоксид сірки. При спалюванні кислотних продуктів алкілування утворюється фтороводород, що надходить в атмосферу. Також мають місце неконтрольовані емісії, викликані різними витоками, недоліками в обслуговуванні обладнання, порушеннями технологічного процесу, аваріями, а також випаровуванням газоподібних речовин з технологічної системи водопостачання і зі стічних вод.

З усіх видів хімічних виробництв найбільше забруднення дають ті, де виготовляються або використовуються лаки і фарби. Це пов'язано з тим, що лаки і фарби часто виготовляють на основі алкідних та інших полімерних матеріалів, а також нітролаків, зазвичай вони містять великий відсоток розчинника. Викиди антропогенних органічних речовин у виробництвах, пов'язаних із застосуванням лаків і фарб складає 350 тис. Т на рік, інші виробництва хімічної промисловості в цілому виділяють 170 тис. Т рік ([1], стор. 147).

Розглянемо детальніше дію хімічних речовин на навколишнє середовище. Дослідженням впливу антропогенних хімічних речовин на біологічні об'єкти довкілля займається екотоксикологія. Завданням екотоксикології є вивчення впливу хімічних факторів на види, живі співтовариства, абіотичні складові екосистем і на їх функції.

Під шкідливою дією, що наноситься відповідній системі, в екотоксикології розуміють:

· Виразні зміни звичайних коливань чисельності популяції;

· Довгострокові або безповоротні зміни стану екосистеми.

Будь-яке дія починається з токсичного порогу, нижче якого не виявляється вплив речовини (NOEC - концентрація, нижче, якої не спостерігається дія). Йому відповідає поняття експериментально визначуваного порогу концентрації (LOEC - мінімальна концентрація, при якій спостерігається вплив речовини). Застосовується також третій параметр: MATC- максимально допустима концентрація шкідливої ​​речовини (вУкаіни прийнятий термін ГДК - "гранично допустима концентрація"). ГДК знаходять розрахунком, і її значення повинно знаходитися між NOEC і LOEC. Визначення цієї величини полегшує оцінку ризику впливу відповідних речовин на чутливі до них організми ([1] стор. 188).

Хімічні речовини в залежності від властивостей і будови впливають на організми по різному.

Багато хімічних речовин взаємодіють з ферментами організму, змінюючи їх структуру. Так як ферменти каталізують тисячі хімічних реакцій, стає зрозумілим, чому будь-яка зміна їх структури глибоко впливає на їх специфічність і регуляторні властивості.

Приклад: ціаніди блокують фермент дихання - цитохром-с-оксидазу; катіони Са 2+ гальмують активність рибофлавінкитази, яка є переносником фосфату на рибофлавін в клітках тварин.

Порушення обміну речовин і регуляторних процесів в клітині.

Метаболізм клітин може бути порушений під дією хімічних речовин. Реагуючи з гормонами і іншими регуляторними системами, хімічні речовини викликають неконтрольовані перетворення, змінюють генетичний код.

Приклад: порушення реакцій окислювального розщеплення вуглеводів, що викликається токсичними металами, особливо сполуками міді і миш'яку; пентахлорфенол (ВГФ), триетілсвинець, триетілцинк і 2,4-динитрофенол розривають ланцюг хімічних процесів дихання на стадії реакції окислювального фосфорилювання; лидан, з'єднання кобальту і селену порушують процес розщеплення жирних кислот; Хлорорганічні пестициди і поліхлоровані біфеніли (ПХБФ) викликають порушення роботи щитовидної залози.

Мутагенну та канцерогенну дію.

Такі речовини як ДДТ, ПХБФ і полиароматические вуглеводні (ПАВ) потенційно мають мутагенну та канцерогенну впливом. Їх небезпечний вплив на людину і тварин проявляється в результаті тривалого контакту з цими речовинами, що містяться в повітрі і харчових продуктах. За даними, отриманим на основі експериментів з тваринами, канцерогенну дію здійснюється в результаті двоступеневого механізму:

4.Воздействіе на поведінку організмів.

Таблиця 5. Приклади ініціаторів і промоторів канцерогенезу ([1] стор. 194).

Мал. 1. Впливу на біологічні системи в міру їх ускладнення ([1] стор. 201).

Ініціатори в процесі взаємодії з ДНК викликають незворотні соматичні мутації, причому досить сильно малої дози ініціатора, припускають, що для цього впливу не існує порогових значень концентрації, нижче яких воно не виявляється.

Направлене знищення окремих видів рослин і тварин.

Приклад. альдегідні, фунгіцидні, акарицидні, гербіцидні, інсектицидні заходи, особливо в урбанізованих екосистемах

Широко поширився зменшення видового різноманіття організмів.

Приклад: використання пестицидів і добрив в аграрних екосистемах.

Приклад: забруднення узбережжя і екстуарріев річок нафтою при аваріях танкерів.

Постійне забруднення біотопів

Приклад. евторіфікація річок і озер в результаті попадання в них значних кількостей розчинених і пов'язаних сполук азоту та фосфору.

Глибокі зміни біотопу

Приклад. засолення прісноводних біотопів; "Сучасне погіршення стану лісів.

Повне руйнування екосистеми в результаті випадання цілісної інтактної структури (біотопу) і її функцій (біоценозу).

Приклад. знищення мангрових лісів в результаті застосування гербіцидів як хімічна зброя у В'єтнамської війні.

Рис.2. Схема можливих наслідків впливу хімічних продуктів на екосистеми.

Промотори підсилюють дію ініціатора, а їх власна дія на

організм протягом деякого часу є оборотною.

Аддитивное дія - підсумовування (складання) окремих дій.

В табл.5 наведено деякі ініціатори і промотори і їх властивості.

Порушення поведінки організмів є наслідком сумарного впливу на біологічні та фізіологічні процеси.

Приклад: Було встановлено, що для явного зміни поведінки, зумовлених впливом хімічних препаратів, досить значно менших концентрацій, ніж ЛД50 (летальна доза при смертності 50%).

Різні організми мають різну чутливість до хімічних речовин, тому час прояву тих чи інших дій хімічних речовин для різних біосистем різний (див. Рис. 1).

Під дією хімічних речовин змінюються наступні параметри екосистеми:

* Просторовий розподіл організмів;

Можливі наслідки і форми шкідливого впливу хімічних речовин на екосистему можна класифікувати відповідно до рис. 2 ([1] стор. 184).

Для мінімізації ризику використання хімічних продуктів відповідно до рівня наших знань цієї проблеми в країнах ЄС в 1982 р Був введений в дію так званий "Закон про хімічні продукти". У процесі перевірки його виконання протягом декількох років проводилися заходи щодо оптимізації технологій, біологічних і фізико-хімічних випробувань, а також щодо уточнення термінології, стандартних речовин і методів відбору проб. Хімічний закон встановлює правила допуску на ринок всіх нових хімічних продуктів.

Для скорочення і зменшення викидів хімічних речовин на промислових підприємствах необхідно проводити наступні заходи:

Розглянемо більш докладно два останні пункти.

Розуміння необхідності регульованого водопостачання і знешкодження стічних вод виникло дуже давно. Ще в Давньому Римі будували акведуки для постачання свіжою водою і "Cloacamaxima" - каналізаційну мережу. басейну відстійника і тим самим запобігання засмічення каналізації та утворення продуктів гниття ( "дортмундська колодязі" і "емські колодязі").

Іншим методом знешкодження стічних вод була їх очищення за допомогою полів зрошення, т. Е. Спуск стічних вод на спеціально підготовлені поля. При Однак лише в середині минулого століття почалися розробка методів очищення стічних вод і систематичне будівництво каналізаційних мереж в містах.

Спочатку були створені установки механічного очищення. Сутність цієї очищення полягала в осадженні знаходяться в стічних водах твердих частинок на дно просочуванні через піщаний грунт стічні води відфільтровувались і осветлялись. І тільки після відкриття в 1914 р Біологічного (живого) мулу

Таблиця 6. Фізико-хімічне очищення стічних вод ([1] стор. 153).

Органічні кислоти відганяють водяною парою (в розрахунку на оцтову кислоту)

з'явилася можливість розробки сучасних технологій очищення стічних вод, що включають в себе повернення (рецикл) біологічного мулу в нову порцію стічних вод і одночасну аерацію суспензії. Всі методи очищення стічних вод, розроблені в подальші роки і до теперішнього часу, не містять ніяких істотно нових рішень, а лише оптимізують розроблений раніше метод, обмежуючись різними комбінаціями відомих стадій технологічного процесу. Виняток становлять фізико-хімічні методи очищення, в яких використовуються фізичні методи і хімічні реакції, спеціально підібрані для видалення речовин, що містяться в стічних водах (табл. 6).

При розробці сумісної з довкіллям системи переробки відходів ставляться наступні (по порядку важливості) головні завдання:

Види утилізації відходів:

* Компостування (не застосуємо для відходів, що містять токсичні речовини);

Таблиця 9. Емісія шкідливих речовин з установок спалювання сміття (мг / л) ([1] стор.158).